氯气的生产原理的探究教学实践和反思.doc

氯气的生产原理的探究教学实践和反思胡安华(衢州第三中学 浙江 衢州 324022)摘要：新的教学观把教学过程看成是师生交往、互动、共同发展的过程，提倡主动学习、合作学习，使学习过程更多地成为学生发现问题、提出问题、解决问题的过程。如何在新课程实验中演绎出更多精彩、互动、有效的课堂，是每一位教师必须深思的问题。通过教学实例，对“问题探究”的教学模式进行实践和反思。关键词：氯气生产原理；问题探究教学文章编号：1002-2201(201006-0034-03 中图分类号：G6323 文献标识码：A“问题探究”的教学模式，是教师根据教学内容及要求，针对学生所要学的内容，创设问题情境，设计出具有思考价值和较大思维容量的问题；或启发学生自己发现并提出问题，让学生独立思考，构思方案，尝试解决，在挫折和失败中积累经验，在成功和喜悦中形成解决问题的能力。它强调学生的学习体验过程，以问题的发现、探究和解决来激发学生的求知欲、创造欲和主体意识，培养学生创造能力。一、“氯气的生产原理”课堂教学实录师引入课题：我们在初中科学中已经学过电解水的知识，今天我们通过探究电解饱和食盐水来研究以食盐为基础原料的工业氯碱工业的生产原理。下面我们按(苏教版化学必修1)课本40面图22，连接好装置，中间加接一只电流计，接通电源，进行实验，观察现象。(教师指导学生实施实验，学生汇报观察到的现象。)学生观察实验后汇总小结： 电流计指针发生偏转，两个电极上都有气泡产生。生1：电流计指针发生偏转，说明电路中有电流存在。溶液中的电流是怎样形成的?(师：惊愕，始料未及，抓住机遇，顺水推舟，是啊，溶液中的电流是怎样形成的呢?)生2：初中科学课中，我们学过，闭合回路里导体中的电子定向移动就产生电流。一些研究性学习任务，让学生通过课外阅读、上网查资料或自己设计探究实验等形式行进学习探究活动，并在课内进行成果展示。在活动中学生不仅学到了知识，同时也为自己摸索出了学习化学的方法。如，在组织学生学习“用途广泛的金属材料”之后，就合金的知识和合金的用途给学生布置了研究性学习任务。学生自愿结合形成研究性学习小组，广泛搜集资料，最后各小组撰写小论文，然后组织学生分班交流。其中“神奇的形状记忆合金”和“特种合金”给学生留下了深刻的印象。又如，在组织学生学习了“硫和氮的氧化物”后，就酸雨的问题给学生布置了研究性学习课题。各学习小组的学生积极行动，在不同时间，从不同地区对西安市的雨水进行取样和对比分析，测定其pH，并写出研究性学习报告。在交流中，有的学生以幻灯片的形式向大家展示了研究成果。通过研究性学习活动学生认识到化学是生活中的一部分，学好化学不仅可以提高我们的生活水平和生活质量，还可以帮助我们改善环境质量，化学真是太有意思了。三、让学生在社会活动中体验和感受化学知识新课标指出：“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”在教学时我们尽可能地将化学知识与社会生活实际相联系，使学生充分认识化学与人类生活密切相关。如，在学习了“生活中两种常见的有机物”后，我们组织学生参观了“金威啤酒厂”。在厂技术人员的带领和讲解下，我们一起了解了啤酒的发展史，啤酒的生产原料、生产过程、现代化的生产工艺和流程，学生们感到收获很大，更加体会到化学在生活中的应用。又如，在学习了“化学能与电能”后，我们组织各学习小组调查市场上化学电池的种类、应用以及各种电池的优缺点等，大家还对废旧电池的处理等提出合理化的建议，这充分锤炼和体现了学生参与决策的能力。总之，通过活动让学生体验和感受化学知识的方法很多，特别是促进人类社会不断进步的化学学科有很大的空间，只要我们勤于思考、潜心挖掘，就会为学生开辟更加广阔的活动前景，使学生在活动中学习，又把学到的知识用到活动中去，这样才能把学生培养成为具有创新精神和实践能力的新型中学生。(本文编辑：甘泉)中学化学教学参考2010年6期课程改革与教学实践)课例点评师问题l：现在，我们的闭合回路是由金属导体和饱和食盐水共同构成的，饱和食盐水是怎样导电的呢?(此时学生相互讨论、交头接耳、议论纷纷，感觉问题棘手，难以找到突破口。)师提示问题2：饱和食盐水溶液中存在带电微粒吗?生3：金属导体中存在自由电子，在电场作用下，自由电子发生定向移动就产生电流；氯化钠溶于水后发生电离，溶液中存在自由移动的阴、阳离子，在电场作用下，也应该发生定向移动，溶液中就形成了电流。(教师点头微笑，学生热烈鼓掌。)师问题3：实验现象是在两个电极上都有气泡产生。请同学们推测一下两个电极上产生的气体可能是什么物质?学生经过讨论，得出的结论是：它们可能是氢气、氧气或者氯气。师问题4：有没有可能是其他气体呢?(教师让学生再一次讨论，结果又有学生说还有可能是氯化氢气体。)师问题5：根据已有的知识经验，能不能将上述四种气体中的一种或几种排除掉?(学生们经过讨论，提出其中的氯化氢气体可以排除掉。)生4：根据电解水的方程式，其生成的产物只有单质，而氯化氢是化合物，所以不可能。生5：氯化氢是一种极易溶于水的气体不可能以气体形式从溶液中逸出。(此时学生议论纷纷，感到他们所说的理由不充分。)生6：根据电解水的方程式，两电极上生成的氢气和氧气中元素的化合价跟原反应物中元素的化合价均不相同，所以在电极上产生的气体，其元素的化合价在反应前后应该是不同的，而氯化氢中两种元素的化合价跟原反应物中价态没有差别，所以不可能生成氯化氢。生5、生6：(分别阐述了自己的观点，又相互补充)达成的共识是，电解时，溶液中氢离子向连接电源负极的电极运动，氯离子向连接电源正极的电极运动，如果两种离子都参与反应的话，它们不可能在同一电极上生成，所以不可能产生HCI气体。(此时，学生们面露钦佩的神色，活跃的课堂一下子安静了下来，学生们用异样的目光等待教师的裁决。教师没有马上对学生的问题作出正面的解释。)师问题6：既然同学们认为呵以排除氯化氢气体，那么可以用什么方法证明各电极产生的是氢气、氧气、还是氯气?(教师给出关于氯气的资料卡：氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体，加压条件下易液化。氯气能使湿润的KI一淀粉试纸变蓝色。)学生通过讨论，认为至少需采用两种不同的方法检验两极产生的气体。师大家想不想亲自动手检验一下?中学化学教学参考2010年6期生(齐声)想!(学生实施实验，发现阴极产生的气体能发生爆鸣现象，阳极上产生的气体能使湿润的l(1一淀粉试纸变蓝色，从而得出电解产生的气体是氢气和氯气的结论。)师问题7：假如电解足够长的时间，溶液中c1一全部转化为cl 逸出，此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么?生(齐声)溶液中还有Na 。师问题8：溶液中溶质微粒是否只有Na ?生7：我认为溶液中溶质微粒不可能只有Na ，因为溶液是电中性的，如果只有Na ，溶液就会带正电，所以溶液中一定有阴离子存在，中和了Na 的电性。生有道理啊!师问题9：对啊，电荷守恒!那么溶液中与Na 共存的阴离子可能是什么离子呢?生8：根据原溶液中溶质NaCI、溶剂H O的元素组成以及电解产生氢气和氯气，我认为这种阴离子只可能是OH一，而Na 、OH一的组合即为NaOH，所以剩下的应该是NaOH溶液。师问题l0：是啊，任何化学变化都应该符合元素守恒!我们怎样证明刚才这位同学的推论呢?请大家设计一个实验来验汪。学生实验：向电解后的溶液中滴加无色酚酞溶液，结果发现溶液显红色。师问题11：电解液能使酚酞变红，能否证明电解产物中一定有NaOH?(这时学生在讨论过程中出现争论。)生9：不能证明，因为电解液使酚酞变红只能说明其显碱性，而不能证明这种碱一定是NaOH。生10：可以证明，因为电解饱和食盐水时，溶液中的金属阳离子只有Na ，如果有碱生成，它只能是NaOH。(学生们讨论着，绝大多数同意生9的观点，但又无法否定生lO的观点。)生l1：电解液使酚酞变红，只能说明它显碱性，其中含NaOH，而不能说明这种碱是由电解产生的，因为有可能食盐水在电解前本身就显碱性了。(生1 1陈述的观点，使学生们有了一种豁然开朗的感觉，纷纷表示赞成。)师问题l2：怎样证明电解液的碱性是电解产生的还是氯化钠溶液本来就具有的?(学生们经过讨论，发现这个实验很简单，只要向原饱和食盐水中滴加酚酞试液即可。)学生实验：向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液，溶液不变红色，证明NaOH是电解生成的。师小结、板书：2NaCI+2H20：=：2NaOH+H2 T+C1 T(条件：电解)师问题l3：假如溶液中Cl一全部转化为Cl 逸出，对剩余的溶液继续进行电解，请你推测此时两极的电解产物又可能是什么?如何设计简单的实验证明你的推测?(学生们情绪更加高涨，讨论更加热烈。)，-课例点评(墚程改革与教学实践生12：既然电解完Cl一后得到NaOH溶液，可以直接用NaOH溶液进行电解，再收集两极产生的气体进行验证就可以了，我认为应该是氢气和氧气。生13：噢，我想起来了，初中科学老师在做电解水的实验时曾经告诉我们，水的导电性较差，用纯水电解速度慢，可以在水中添加NaOH，增强溶液的导电性，加快电解速度。生14：有道是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，今天总算领教了。(掌教室声一片，学生情绪高昂。)师问题14：假如对熔融状态的氯化钠熔液进行电解，产物又可能是什么呢?(学生们马上开始了热烈的讨论。)师：请同学们打开课本50面，仔细阅读工业上制取金属钠的方法(教师无需再做解释，大家明白了，化学原来是如此的有趣。)二、教学反思1建构主义提倡在教师指导帮助下，学生应该认识到自己拥有解决问题的自主权，通过深度思考、合作探究等方式，努力使自己成为知识的积极构建者，逐步提高自控能力，学会自主学习。新课程理念下创新教学的实施就是要构建以学生自主活动为基础的教学过程，这是一个以学习者为中心，以学生的主体实践活动为基础，以学生的探讨学习为主体，以学生素质整体发展为目标的教学过程。因此，在化学课堂教学中教师应当善于创设问题，敏锐捕捉生成性问题，引领并激发学生的探究精神。2苏教版化学1教材关于“氯气的生产原理”中并未介绍“电解NaOH水溶液、电解熔融状态的氯化钠”的内容，但教师仍将其作为开展探究性教学活动的内容，本意并不是想要增加知识，而是借机说明化学反应的复杂性。从对教师所提问题的推理分析，到师生间、生生间的争辩，最后到实验验证，体现了从“重结论”到“重过程”，从“重知识”到“重能力重方法”的转变，让学生经历解决问题的过程。3“探究”源于“问题”，探究教学过程中选择什么样的问题，并没有统一的标准，但应以学生的发展为基本出发点，以促进学生在思考问题、解决问题、情感态度等方面的全面发展为目标。“成功的探究”源于“高质量问题”。(1)问题应当具有适应性。所谓适应性是指充分考虑学生的学习能力和已有的知识经验与所要探究的任务是否相适应、相匹配，使学生经历探究的艰辛，感受成功的喜悦。(2)问题应当具有连续性。所谓连续性是指以若干个主问题为中心，围绕主问题从不同的侧面或不同的层次连续提出问题，使学生对主问题的探究更加全面和深入。(3)问题应当具有挑战性。所谓挑战性是指问题应有能使学生参与更复杂的思维活动的潜力，能激发学生高水平的参与，提高学生思考、推理和解决问题的能力。“高质量问题”必然会引发学生的深度思考，并在此基础上产生思维碰撞。在开展探究活动之前，看似无意地回顾了电解水的知识，但从后来的探究过程来看，其目的是为学生探究电解饱和食盐水的活动提供知识的固着点和出发点。生1所提的问题显然不是教师的预设，却是一个高质量的综合科学素养问题，教师抓住机遇，顺水推舟，引发学生思考推理，为提高学生的综合科学素养以及后续电解原理的教学起到了很好的铺垫作用。在否定氯化氢气体存在的探究活动中，学生一开始仅仅将电解水(产物均为单质)的知识进行简单迁移，获得不可能生成氯化氢的结论，但说服力不强。随着探究的深入，学生否定氯化氢气体存在的理由也越来越多、越来越深刻。生6从电解水中产物元素化合价发生变化的角度否定了氯化氢的存在。虽然他的知识固着点还是跟前面学生的相同，但理解的层次明显不同。生4仅仅从产物是单质这一表象进行知识的迁移，而生6则将电解水的本质原理(元素的化合价发生变化)迁移到电解饱和食盐水中来，体现出其思维的深刻性。而生5、生6则从电解饱和食盐水时微粒移动方向的微观角度解释了氯化氢不存在的原因，可见他们的探究活动已从宏观物质深入到了微观世界，其思维品质达到了更高的层次。他们的探究结果将课堂教学气氛推向了一个小高潮。在对问题11的探究过程中，正当大家通过争论趋于一致地认为电解液能使酚酞变红可以证明电解产物中有NaOH的时候，生11提出了电解液的碱性是否有可能在原饱和食盐水中就已经存在了。这种观点的提出马上将大家即将获得的结论推翻了，大家从心底感谢这位同学，感谢他将大家从思维定势中拉了回来。接着不约而同地探究起如何证明溶液的碱性究竟是原饱和食盐水具有的还是电解产生的。在对问题13的探究过程中，生l2的分析、设计让人有“水到渠成”的感觉；生13的“恍然大悟”引领着学生将新旧知识有机地串联起来，让学生发出“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的感慨。对问题l4的探究过程，让学生插上思维腾飞的翅膀，拓宽了探究空间。因此，由于教学过程中所创设的问题情境具有可探究性和发散性，使学生在提出假