2022年探究學(xué)習(xí)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究以高中化學(xué)《氯氣的性質(zhì)研究》為例

1、探究學(xué)習(xí)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究以人教版高中化學(xué)氯氣的性質(zhì)研究為例一：研究背景我國(guó)化學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士戴安邦先生在全面的化學(xué)教學(xué)一文指出：“只傳授化學(xué)知識(shí)和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的。全面的化學(xué)教學(xué)要求既傳授化學(xué)知識(shí)和技術(shù)，更要訓(xùn)練科學(xué)方法和思維，還要培養(yǎng)科學(xué)精神和品德。學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中是學(xué)習(xí)的主體，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行探究、解決化學(xué)問(wèn)題，使各項(xiàng)智力因素皆得以發(fā)展?！彼^探究，就其本意來(lái)說(shuō)，是探討和研究。探討就是探求學(xué)問(wèn)，探求真理和探本求源；研究就是研討問(wèn)題，追根求源和多方尋求答案，解決疑問(wèn)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，無(wú)法像科學(xué)家那樣探究未知的知識(shí)，他們通常是對(duì)已有的事實(shí)進(jìn)行探究，這就要求教師在教學(xué)屮要善于創(chuàng)

2、設(shè)一定條件和氛圍，引導(dǎo)、 啟發(fā)學(xué)生去模擬、探究，發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象，通過(guò)思考，假設(shè)、質(zhì)疑和綜合研究和分析，歸納出物質(zhì)呈現(xiàn)如此現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，運(yùn)用一定教學(xué)手段，采用多種啟發(fā)方式（如： 講述、 談話、提問(wèn)、討論、實(shí)驗(yàn)、閱讀等） ，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生掌握獲取知識(shí)的方法和能力，真正做到“授人以魚(yú)不如授人以漁”。氯是典型的非金屬元素，氯氣及含氯化合物在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，氯氣與水反應(yīng)是氯氣用于自來(lái)水消毒的原理所在，是理解氯氣與堿溶液反應(yīng)的基礎(chǔ)，生活中使用的漂白粉 (液)是利用了氯氣與堿溶液反應(yīng)的原理生產(chǎn)的，是化學(xué)在生活中應(yīng)用的典型范例。對(duì)氯水成分的認(rèn)識(shí)

3、，如果僅通過(guò)教師的演示和講解，很難讓學(xué)生真正從微觀上加以認(rèn)識(shí)。此部分內(nèi)容非常適合開(kāi)展學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，我通過(guò)設(shè)計(jì)有吸引力、有層次、 有梯度的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，將知識(shí)學(xué)習(xí)、觀念建構(gòu)和問(wèn)題解決有機(jī)結(jié)合起來(lái)。二、研究過(guò)程本節(jié)內(nèi)容主要采取學(xué)生自主探究、教師引導(dǎo)和多媒體演示相結(jié)合，突出重點(diǎn)，把主要時(shí)間用于學(xué)生自主探究上，采用“提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論”的探究性教學(xué)活動(dòng)，在教師的指導(dǎo)下探究氯水的成分及其主要性質(zhì)。1.創(chuàng)設(shè)生活情景，激發(fā)學(xué)生的探究興趣為了能讓學(xué)生積極地參與到探究活動(dòng)中來(lái)，我先展示了了三個(gè)生活情景，分別為：（ 1）20xx 年江蘇南通氯堿廠氯氣泄露新聞的視頻；（

4、2）氯氣泡出雪白“黑心棉”新聞，在外打工的乾縣農(nóng)民鄭天(化名 )春節(jié)回到家鄉(xiāng)，意外發(fā)現(xiàn)家鄉(xiāng)存在一些加工“黑心棉”的窩點(diǎn)。什么是黑心棉呢 ? 黑心棉不是真正的棉花，是將廢舊和丟棄的布頭粉碎成短布頭，然后工人將這些布頭運(yùn)到院子中間的“水池”中浸泡，水池中是加入氯氣和工業(yè)堿（氫氧化鈉）的。據(jù)悉，浸泡的時(shí)間與溫度有關(guān)系，夏天一般3 個(gè)小時(shí)后，水中的布頭就變得雪白，而冬天約需一天一夜。 將漂白的布頭加工成絮狀，被充當(dāng)成棉花。（3）江西南昌發(fā)生一起兒童游泳集體氯氣中毒事件，11 名癥狀較重的兒童被立刻送往醫(yī)院搶救。原因是館內(nèi)一工作人員操作失誤，在泳池內(nèi)還有隊(duì)員的情況下，將凈化水質(zhì)用的氯氣管道打開(kāi)消毒，當(dāng)即

5、導(dǎo)致靠近管道附近的多名小選手出現(xiàn)嘔吐、頭暈、四肢無(wú)力等氯氣中毒癥狀。針對(duì)第一個(gè)生活情景設(shè)計(jì)兩個(gè)探究問(wèn)題：（1）是否應(yīng)該轉(zhuǎn)移受災(zāi)人員，該如何轉(zhuǎn)移？（2）消防員向空氣中噴灑的物質(zhì)是什么？通過(guò)這兩個(gè)探究問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生分析氯氣的物理性質(zhì)。針對(duì)第二和第三兩個(gè)生活情景設(shè)計(jì)了三個(gè)探究問(wèn)題：（1）是氯氣具有漂白作用還是氯水具有漂白作用？（2）為什么氯水能漂白有色物質(zhì)，起漂白作用的成分是什么？（3）黑心棉商家在水池中加入工業(yè)堿的目的是什么？這三個(gè)探究問(wèn)題分別對(duì)應(yīng)的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)為（1）氯氣能否與水反應(yīng)； （ 2）氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物，氯水的成分；（3）氯氣與堿的反應(yīng)。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - -

6、- - - - - - - - - 第 1 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -2.提出猜想，教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究（1）氯氣的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和結(jié)論觀察一瓶集滿氯氣的集氣瓶，聞氣味（注意操作方法）瓶中氣體為黃綠色氯氣為黃綠色、 有刺激性氣味的有毒氣體向集氣瓶中加入蒸餾水，充分振蕩黃綠色變淺，形成黃綠色溶液氯氣可溶于水此階段由于氯氣毒性太強(qiáng)，未采取分組實(shí)驗(yàn)，以小組討論，派學(xué)生代表動(dòng)手研究，共同歸納出氯氣的物理性質(zhì)，從而解決受災(zāi)群眾該應(yīng)向高處轉(zhuǎn)移，消防員向空氣中噴灑物質(zhì)為水這兩個(gè)問(wèn)題。（2）氯氣與水的反應(yīng)這一知識(shí)難點(diǎn)主要是要解決“氯氣與水能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)物是什么”，

7、 “氯水中有哪些成分”“起漂白作用的為哪一成分”這三個(gè)問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)對(duì)第（2）和第（ 3）個(gè)生活情景的了解， 能夠得出來(lái)氯氣通入到水中有殺菌消毒和漂白的作用，接著我問(wèn)學(xué)生到底是氯氣能夠漂白有色物質(zhì)還是氯水能夠漂白有色物質(zhì)，學(xué)生答案不統(tǒng)一，通過(guò)這一認(rèn)知沖突，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)， 得出了氯氣不能漂白有色物質(zhì)，氯水可以這一結(jié)論。這說(shuō)明氯氣溶于水時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化。為了解決為什么 “氯水能漂白有色物質(zhì)，起漂白作用的成分是什么”這一問(wèn)題， 我引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氯水中的成分進(jìn)行了探究。請(qǐng)學(xué)生提出假設(shè)，并根據(jù)以下藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，可用試劑有：氯水、鎂條、石蕊溶液、ph 試紙、 agno3溶液

8、、無(wú)水硫酸銅、碳酸鈉粉末、鹽酸、紅色紙條。學(xué)生能夠通過(guò)觀察氯水的顏色和氣味得知可能存在cl2和h2o，并能從氧化還原的角度分析出由于氯氣具有強(qiáng)化性，氯氣得電子變?yōu)閏l，從而得出有 hcl 生成，學(xué)生也能夠通過(guò)所給試劑設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)而驗(yàn)證假設(shè)。hclo 的生成是學(xué)生的認(rèn)知難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明氯氣與水反應(yīng)除了有鹽酸生成還有一種實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象及結(jié)論將干燥的紅色紙條分別置于干燥氯氣和氯水中干燥氯氣中的紅色紙條不褪色，氯水中的紅紙條褪色，氯水有漂白性可能存在的粒子檢驗(yàn)試劑現(xiàn)象解釋和結(jié)論cl2溶液為黃綠色h2o 無(wú)水硫酸銅硫酸銅變藍(lán)h+ph 試紙、 鎂條、 碳酸氫鈉粉末、石蕊試液（1）ph 試紙顏色褪去（2

9、） 加入鎂條表面有氣泡生成（3） 加入碳酸氫鈉粉末后有氣泡產(chǎn)生（4） 加入石蕊后先變紅后褪色溶液中有h+clagno3有沉淀生成溶液中有clhclo clooh(極少 ) 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -具有漂白性的物質(zhì)生成。我引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)從氧化還原的角度去分析，能夠升高的只有氯元素和氧元素， o2不具有漂白性，那么升高的只有cl 元素，類比過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)，氯氣中的氯元素位于中間價(jià)態(tài)，在與水反應(yīng)時(shí)同樣既作氧化劑又作還原劑，從而引出 hclo 的生成。從介紹 hclo 的弱酸性而

10、得出氯水中有hclo 和 clo的存在。通過(guò)這一個(gè)過(guò)程，氯水中的成分以及起漂白作用的成分這兩個(gè)問(wèn)題得到了解決。（3）氯氣與堿的反應(yīng)氯氣與堿的反應(yīng)本節(jié)內(nèi)容的另一個(gè)難點(diǎn)。對(duì) “黑心棉商家在水池中加入工業(yè)堿的”原因，學(xué)生提出猜想： （1）從氯水中的成分可知，氯水中的鹽酸和次氯酸應(yīng)該能與氫氧化鈉反應(yīng)，clo濃度增加，漂白性增強(qiáng)。（2）氯水中的次氯酸具有不穩(wěn)定性，將次氯酸變?yōu)榇温人猁}可增強(qiáng)漂白物質(zhì)的穩(wěn)定性，有利于長(zhǎng)時(shí)間漂白。通過(guò)猜想， 學(xué)生設(shè)計(jì)了氯水與氫氧化鈉的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論取 2ml 氯水于試管， 逐滴滴入氫氧化鈉至剛好褪色，再滴入幾滴紫色石蕊試液黃綠色褪去，加入石蕊后只變藍(lán)不褪色氯水能與

11、氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)物不能漂白有色物質(zhì)取 2ml 氯水于試管， 加入同等量的蒸餾水， 再滴入幾滴紫色石蕊試液黃綠色變淺，接近無(wú)色，加入石蕊后先變紅后褪色通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出，氯水能與氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物可引導(dǎo)從氯水中的成分去分析：cl2 +h2o=hcl + hclo hcl+naoh= nacl + h2o cl2+2naoh=nacl+naclo+h2o hclo+naoh=naclo+ h2o 產(chǎn)物和氫氧化鈉本身并不能增強(qiáng)氯水的漂白性。第1 個(gè)猜想不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，從第2個(gè)猜想考慮，有可能是將不穩(wěn)定的次氯酸轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的次氯酸鹽，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本8485 頁(yè)漂白液和漂白粉的制備，從而解決氯氣與堿

12、溶液反應(yīng)這一難點(diǎn)，并對(duì)漂白液和漂白粉的漂白原理做了鋪墊，也進(jìn)一步深化氯水中起漂白作用的為hclo 而非 clo這一迷思概念。三、實(shí)踐反思對(duì)氯氣性質(zhì)這一節(jié)的教學(xué)，我一共用了三個(gè)課時(shí)，由于氯氣的毒性太強(qiáng)，對(duì)氯氣物理性質(zhì)的探究未采取分組實(shí)驗(yàn)的形式，而對(duì)氯水成分的探究以及氯氣與堿的反應(yīng)則進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn)。從課堂效果來(lái)看，氯氣泄漏新聞、氯氣泡出雪白“黑心棉”新聞和游泳池中毒新聞都能很好地激發(fā)學(xué)生對(duì)氯氣的探究興趣，對(duì)課堂上提出的探究問(wèn)題也都能引起同學(xué)們的熱烈討論和參與， 并能紛紛主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行氯氣與水反應(yīng)的探究時(shí)，大部分同學(xué)都能很好地從硅酸鈉防火實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)會(huì)到設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)，控制變量的思想。

13、但在對(duì) “氯水中起漂白作用的為什么粒子”這一問(wèn)題進(jìn)行探究后，學(xué)生知道hclo 具有漂白作用，但同樣也有不少同學(xué)認(rèn)為clo也具有漂白作用，而經(jīng)過(guò)氯氣與堿反應(yīng)這一探究實(shí)驗(yàn)則收到了良好的效果， 也為漂白粉和漂粉精漂白原理的引入埋下了較好的鋪墊。在介紹氯氣與水這一歧化反應(yīng)時(shí)， 將過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)進(jìn)行了類比，對(duì)他們理解位于中間價(jià)態(tài)的氯元素能既作氧化劑又作還原劑起到了良好的效果。對(duì)于氯氣與堿反應(yīng)這一知識(shí)難點(diǎn)，大多數(shù)學(xué)生都不能理解“黑心棉商家加入工業(yè)堿”的目的， 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想也顯得比較為難，找不到頭緒， 所以我分梯度地提出問(wèn)題引導(dǎo)他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，問(wèn)題1：氯氣能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)嗎？如果能，產(chǎn)物可能是什么？問(wèn)題 2：如何驗(yàn)證產(chǎn)物具有漂白性？通過(guò)問(wèn)題1，學(xué)生能根據(jù)氯水中的成分猜想出產(chǎn)物可能為nacl 和 naclo ，并設(shè)計(jì)出在氯水中加入氫氧化鈉溶液至黃綠色褪去的實(shí)驗(yàn)，我接著提問(wèn)，黃綠色褪去即可認(rèn)為有反應(yīng)發(fā)生嗎？所以我另取了同等量的氯水，加入同等量的蒸餾水，同精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁(yè)，共 4 頁(yè) - - - - - - - - -樣也觀察到了溶液由黃綠色變?yōu)闊o(wú)色。通過(guò)此對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深化了在第三章講鐵離子和亞鐵離子檢驗(yàn)時(shí)為什么不能通過(guò)直接觀察溶液的顏色來(lái)證明這兩種離子的存在。通過(guò)問(wèn)題2，學(xué)生也能