体验探究过程升华学科思维

1、体验探究过程 升华学科思维探究金属铜的冶炼原理教学设计内容简析本课题是是鲁教版初四化学第三单元金属结束后的一节探究活动课，是培养学生综合探究能力的一节实验课。从内容上看，它包含着氢气的制取、氢气还原氧化铜等学生未知知识，又依托着学生对冶炼钢铁知识的掌握，是一节典型的综合学习课。从学生现有知识来看，他们已经了解了冶炼金属的零散的知识，如前面学习过的电解熔融状态的氯化镁制取金属镁和用一氧化碳还原氧化铁，但要从碱式碳酸铜开始制备铜却是一项难度较高的探究任务，所以本节课的教学不论是对教师还是学生，都是一次挑战。从实验角度看，本节课的难度系数也较大。学生虽然在前面学习过金属与酸的反应，知道活泼金属能与酸

2、反应生成氢气，但是却从未在实验室中现场操作过，所以对制取氢气的注意事项不甚了解。况且用氢气还原氧化铜过程中还有诸多难题需要克服，因此对学生的实验技能要求较高，对教师的教学设计也就提出了较高的要求。目标定位本节课是学生在初四阶段进行的一次综合性较强的综合性学习活动。本次活动的主旨是通过科学的研究方式，让学生理解如何在实验室中完成一项具有一定规模的金属冶炼课题。而其中蕴含的氢气的制备、氢气还原氧化铜的原理和方法、对实验的综合设计，都将成为本节课的学习目标。虽然本节课综合性较强、难度较大，但是由于学生具备制取氧气、二氧化碳等气体的相关知识，可以借此培养学生的迁移能力，让学生明确制备气体的一般程序。学

3、生还具备一氧化碳冶炼氧化铁的知识，再次可以一并引入，让学生在知识的回顾中获得思维线索，从而能够顺利实现“探究金属铜的冶炼原理”的活动目的。同时本节课还肩负着对学生实验技能的进一步提升，所以教师在教学设计中要充分了考虑这些因素的共存性，智慧的将知识串联在一起，以期实现培养学生综合能力的目的。一、知识目标1、了解孔雀石的成分和用途。2、初步学习氢气的制取和验纯方法，初步了解氢气还原氧化铜的实验原理，加深对置换反应、分解反应以及还原反应的理解。3、熟练物质的加热、仪器的连接、气密性的检验等实验操作。二、能力目标培养学生熟练的实验能力、较深邃的思维能力，以及对问题的探究和概括能力。三、情感目标增强综合

4、探究能力、创新精神和环保意识。方法阐释初四学生经过一年多的学习，已经具备了一定的探究能力，而且实验技能也足以让他们较为顺利的走进新的实验氛围中。但是由于学生学习素养、学习水准、学习基础等诸多不同因素，在各个方面仍存在欠缺。这就要求教师在本课题的设计中，要做到定位准确、目标明确、策略适宜，在全面了解学生基础上进行有效教学设计。依据上述情况，本节课将采用实验探究法、合作交流法、分析归纳法进行教学。实验探究法是目前化学教学的主旋律，实验探究能使学生在学习过程中不断发现问题、提出问题、分析问题，从而达到解决问题的目的。对于学生来说，实验教学往往比任何一种教学方式更能引发他们的兴趣，他们在探究过程中表现

5、出来的积极性和主动性，已成为发展学生自主学习能力的前提。虽然实验探究时本节课教学内容的要求，但是充分挖掘实验探究的内涵，并以实验为突破口实现对学生综合能力的提升，仍然需要教师做出周密设计。合作学习也是本节课必然的选择。学生一般是四人组开展实验活动，合作也就成为学生深入学习的一种方式。但是教师要对合作小组进行实现的培训，特别是对合作效能提出要求，并给予合理指导方能发挥合作的作用。同时教师要及时点评合作组的合作情况，让学生意识到合作能力是他们走向社会、成就人生的重要技能，从而达到有效合作、合作顺利的目的。对学生分析归纳能力的培养不是一朝一夕就能形成的，教师只有时时处处对学生进行这方面的训练，才能让

6、学生拥有这项技能。因此在本节课中，不论是教学设计还是教学行为，使之能够要做到引导学生对这方面进行思考，以达到预期的目的。教学流程 环节一 问题引入1、展示碱式碳酸铜和铜的样品，让学生观察二者的颜色和状态。2、提出问题：若要实现用碱式碳酸铜制取铜的目的，我们应该具备哪些知识呢？3、学生总结：碱式碳酸铜的性质实验原理是什么？实验的步骤、仪器以及注意事项。4、引导学生阅读课本、查阅资料。5、归纳总结：(1)碱式碳酸铜是一种绿色不溶于水的固体，受热易发生分解反应，也能与酸反应。Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2(2)由铜的化

7、合物制取金属铜，可以利用以下化学反应：Fe+CuCl2= FeCl2+Cu CuO+ H2Cu+ H2O CuCl2= Cu+Cl2（反应条件是通电）(3)氯气是一种黄绿色的有毒气体，能与碱反应：Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O需要准备以下用品：碱式碳酸铜、锌粒、铁粉、稀盐酸、稀硫酸试管、铁架台（带铁夹）、烧杯、酒精灯、双孔橡皮塞、导管、长颈漏斗、胶皮管、弹簧夹、乳胶手套需要注意：不纯的氢气点在或加热时会发生爆炸。点燃或加热氢气前，需要检验氢气纯度。（教师演示，并解释其中的要点）【出示实验装置图】：引导学生分析装置图的特点及注意事项加热碱式碳酸铜 制取氢气 氢气还原氧化铜【

8、设计意图】本环节对于学生完成探究课题至关重要。我这样设计的目的是，首先通过展示碱式碳酸铜和铜的样品，引起学生注意。学生会有这样的想法：两种完全不同的物质如何实现转化？所以就迫切的想知道其中的反应原理。此时我进一步提出“若要实现用碱式碳酸铜制取铜的目的，大家认为我们应该具备哪些知识呢？”这样一个问题，让学生自己总结完成实验所必备的知识。由于我在教学中非常注意对学生进行这方面的训练，所以学生很快总结出相关问题。但是面对学生的问题，我并没有迅速给出答案，而是引导学生自己查阅资料，自己来寻求答案。这样做，无非是为了培养学生自主解决问题的能力，也是为了让学生学会查阅资料，提高他们的阅读分析能力。教师对问

9、题的总结和归纳当然要比学生占位高，其目的是直接指向本课题的研究目标的。而所以要由教师来帮助归纳，是为了弥补学生阅读中的不足，通过分析，让学生找到差距，让学生在今后的学习中养成全面分析材料的习惯。本环节的重要性还体现在教师对学生知识缺陷的有效引导上。尽管学生在前面学习过氧气、二氧化碳的实验室制法，但是对氢气的验纯依然是新课题。所以我在处理这一环节时，做了重点强化，并演示，让学生在下面的实验操作中尽量减少失误。环节二 方案设计1、设计实验方案，并与同学讨论。2、教师汇总学生的设计方案，组织全班同学研讨，确定最佳方案。3、强化指出确定最佳方案的原因：注意环保、操作要简便等因素。4、强调合作实验要求。

10、【设计意图】方案的选择首先来源于学生对知识的感知上。经过师生对相关问题的共同探讨和难点问题的过关，学生对方案的优化型设计已具备一定能力。所以在本环节中，以合作组为单位，组织学生进行合作学习，并先在学生之间的相互评价基础上组织全班学生共同确定最佳方案，进行的就较为顺利。特别是在制取金属铜的三种方案选择中【Fe+CuCl2= FeCl2+Cu CuO+ H2Cu+ Cl2CuCl2= Cu+Cl2（反应条件是通电）】，引发了学生深层次的思维，从而在激烈竞辩得出选择方案的基本原则，较顺利的实现了这一环节的目标。为了让学生能在下一步的实验中尽可能减少失误，我在此再次强调实验注意事项，特别对合作组的的合

11、作效度提出要求，目的是进一步强化实验准则，引起学生注意。事实证明，这些做法都是必要的，从课堂的效果来看，教师的引导起到了较快速提升学生综合能力的作用。环节三 实验操作及评价1、分组实验，教师巡回指导，注意观察学生的操作技能，并及时对学生作出指导。同时观察小组合作学习的能效，准备点评资料。2、实验中，学生注意观察实验现象，并有专人做好记录。3、实验完毕后，要求学生整理实验台，并由组长组织本组成员初步对实验进行评价和分析，尤其注意评价组员的合作情况。4、教师点评。从学生的实验情况和实验态度两方面进行点评，队表现积极，具备优良的实验能力、合作能力的学生提出表扬。【设计意图】本环节是课堂的高潮。经过前

12、面两环节的铺垫，学生在实验中表现出了自信、积极的情绪。合作组的合作情况也基本能达到要求。从这一环节中学生的表现来看，给予他们机会，学生就能很好的展示，同时提醒教师，让学生在实践中成长，比之过度的说教更能实现教育的宗旨。这一环节中我将重头戏放在了师生点评上。这样做的目的是，再次与学生回顾知识，达到强化、深化认识的作用，而学生生之间的互评，对每一个学生来说无疑是一次“照镜子”的机会，他们会从同伴的目光中看到自己的表现，有利于他们自我认识的提升。尽管时间所限，教师没有对每一名学生点评，但是从教师的点评内容中，依然体现出教师对教育的理解，即，课堂学习的目标不只是对知识的掌握，还要在掌握知识的同时具备科

13、学精神，让学生明确，他们的任何一次学习活动，都是对自己人文素养的提升，只有在课堂上大胆展示自我、由于超越自我的学生，才能得到教师的赏识，同时也是他们努力的方向。环节四 总结提升学生完成实验报告：实验内容和实验步骤观察到的现象结论、解释和化学方程式加热分解碱式碳酸铜，制备氧化铜，并检验产物。试管口应 倾斜，因为反应产物中有 生成，证明碱式碳酸铜受热分解的产物有 反应的化学方程式为 制取氢气并检验氢气的纯度反应的化学方程式 检验氢气纯度的方法 氢气还原氧化铜制取金属铜实验中，加热前先通入氢气的目的是 停止加热后还要继续通入氢气的目的是 反应中有 生成反应的化学方程式 实验反思1、本实验对我的启示是

14、什么？（至少写两点）2、我在实验中出现的问题是什么？【设计意图】课堂上给学生“留白”的机会，是近年来我在教学中常采用的方法。当激烈的争论、高潮迭起的实验、学生之间的相互合作等学习活动结束后，学生需要有一个“回归”，回归到理性的思维状态中，需要“反刍”，将吸收的内容消化吸收，需要给自己一个喘息的机会，让心宁静下来。所以，这段时间，其实是学生自我反思、主动建构知识过程。虽然表格中的内容不过是刚才学习过程的再现，但是让学生口头表达和落实到笔端之间还是有一定距离的，而对于学生来说，这一过程的训练才是让他们将思维条理化的重要一环。他们也必然会在这样的训练中，得到能力的思维能力的提升。环节五 深度探究 1

15、、在本次实验探究过程中，为保证实验的安全和获得正确的实验结论，有哪些问题需要注意？2、通过本次探究活动，你认为在设计制备某种物质的实验方案时，应考虑哪些问题？3、本次探究活动重点得到的金属铜可能含有杂质，你如何除去这些杂质？请设计有效方案，并列出实验步骤和所需仪器。【设计意图】从课堂教学的进展来看，这一环节即使结束语，又是学生再次走进探究氛围的一个新起点。虽然前两个问题在前面已经探究过，并且学生也在评价中对此做过总结，但是在这里再次进行深度探究，却有着不可代替的作用，它体现出了教师对学生综合实验能力的培养。特别是第3题，又以一个探究实验题的形式，将学生引入到新的探究情境中。尽管由于课堂教学时间

16、所限，无法让学生在课堂上进行争论、研讨，但是带着本节课对实验探究的热情和态度，学生会将课堂延伸到课外，其实，这也是教育的目的之一。【教有所思】教育的宗旨不在于把尽可能多的东西教给学生，而在于教给学生怎样学习的方法，让学生在学习过程中能动、自主地求知，让学生拥有挑战自我的勇气和良好的学习品质。因此，教师除了向学生传授必需的知识与技能之外，更重要的就是让学生学会学习，使每一个学生能够进行有效的学习，使之按自己的兴趣所向得到尽可能充分的发展。因此，在教学中，我们必须遵循学生的学习规律，积极创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识能力，培养学生积极向上的学习品质，

17、让学生在实践中获得综合能力的提升。一、关注学生来自以往的直接经验。学生的直接经验和原有水平是课堂教学得以进行的根基和源泉，是学生学习的活动的起点和基础。若要实现探究性的课堂教学的有效性，就必须结合学生的直接经验，以现实的体验和直接的经验来丰富、拓展和提升个体的认知，把学生原有的生本资源和教学资源融会贯通，从而发挥出教学对学生身心发展的积极、独特的作用。教师作为学生学习方向的引导者和合作者，要充分了解学生已有的水平，利用各种形式将学生的体验引入课堂，让学生在学习中感受到自己如果做个有心人就能发现一个问题、解决一个问题，最终成为学习的探索者和开发者。如本节课中，学生已经具备在实验室中制取氧气和二氧

18、化碳的经验，此时就可直接采用“拿来主义”，让学生通过知识的迁移得出制备氢气的方法。再如，学生对一氧化碳还原氧化铁不陌生，也可直接“拿来”，在此基础上探讨氢气还原氧化铜的方法。这样就能使学生认识到知识的学习是有“阶梯”的，最后的成功只赏识那些坚持不懈的人，从而达到让学生端正学习态度的目的。二、探究要适度。课堂教学时间毕竟是有限的，让学生在一堂课中无休止的探究也是不可能做到的事，特别是当遇到难度较大的问题时，教师一味地要求学生冥思苦想，不但造成时间的浪费，也会导致学生的思维疲劳，降低学习的积极性。因此，在探究的过程中教师要把握好尺度，在必要的引导下，让学生进行有效的探究。例如本节课中，实验内容是较繁琐的。加热分解碱式碳酸铜、