化学金属的化学性质教学设计及教学反思（占建斌）

基于“科学探究和证据推理”的元素化合物学习的教学设计---以人教版高中化学必修1“金属的化学性质”为例（占建斌广东佛山市顺德区第一中学528300）课题金属的化学性质课型新授课教材版本人教版高中化学必修1章节第三章第一节一．教材分析本节课选自人教版化学必修一第三章第一节《金属的化学性质》，是“金属及其化合物”的第一课时的主要内容。本节课内容是在初中学习金属的性质及金属的活动性顺序及高一第一章《从实验学化学》及第二章《化学物质及其变化》等知识的基础上，选取典型的金属如钠、铝等进一步拓展学习金属的有关性质。同时，也是化学基本实验、物质分类方法及离子反应、氧化还原反应等基本概念、基本理论和化学实验基础的实践应用，应充分利用前两章所学知识和技能指导第三章的学习，进一步深化和巩固氧化还原反应的学习，强化元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。通过本节知识的学习，既可以为前面两章所学的实验和理论知识补充感性认识的材料，初步学会从实验现象观察去探究物质的化学性质，从金属的原子结构和氧化还原角度来理解和解释金属所具有的化学性质的原因。同时，又可以为在化学二中学习物质结构、元素周期律、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础。本节学到的钠是一种典型的金属元素，是必修化学课程标准中要求的重要元素化合物知识，也是高中阶段学习的第一种金属元素，学习本节内容对以后其他金属元素的学习具有指导性作用；在本节学习中所用到的许多方法如观察法、实验法、比较法、归纳法、推理法等也是学习元素化合物知识的重要方法，所以学好本节内容可为后继元素化合物知识的学习奠定坚实的方法论基础。二．学情分析分析学生已有的认知水平（1）通过初中化学金属的化学性质的学习，知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应；初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。在日常生活中，对金属也有一定的认识，这位本节内容的学习奠定了知识基础。（2）在高中必修一第二章学生已学习了氧化还原反应理论，初步建立了从物质类别和化合价角度去分析理解物质的化学性质的方法基础。（3）通过初中化学金属的化学性质及高中必修一第一章《从实验学化学》的学习，学生基本了解了科学探究的基本过程，能进行初步的探究活动；初步学会运用观察、实验等方法获取信息，并能用化学方程式表达，用氧化还原反应来分析有关信息。2．分析学生已有的能力基础与初中相比，高一学生在认知、思维等方面有了进一步发展，学习策略比较丰富，能独立完成一些简单的实验设计和实验操作能力，能在观察、记录和分析实验现象的基础上，通过猜想、推理、实验探究、归纳总结等学科探究过程，得出金属的化学性质。3.分析学生学习本课可能遇到的困难和问题（1）学生观察能力不足，对实验现象的观察不全面。（2）表达能力不足，对实验现象的描述和现象的解释可能会辞不达意。（3）运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工的能力不足。知识迁移能力、宏观辨识、科学探究和证据推理还有待提高，分析、解决实际问题的意识和能力不足。三．教学目标1.知识与技能：（1）了解金属物理共性质；认识金属材料生产、生活等领域的应用。（2）了解金属在自然界的存在形式及其含量。（3）了解钠单质的物理性质和保存方法，掌握金属与氧气、水和酸反应的一般规律。（4）掌握金属的活动性顺序，认识金属的性质与原子结构的关系，初步建立结构决定性质的理性认识。2.过程与方法：（1）从学生的生活经验和实验事实出发，引导学生亲自感受金属与氧气以及水、酸等反应的不同，加深学生对物质的性质与物质用途关系的了解。通过实验探究，在活动与探究的过程中，激发学生的学习兴趣，体验科学探究的基本过程，了解科学研究方法，培养学生设计实验及观察、描述及解释实验现象的能力。（3）通过对比分析和归纳总结，认识到金属既有通性，又有各自的特性，体验运用物质分类观学习元素化合物知识及研究物质性质的一般方法。3.情感态度与价值观：（1）通过创设真实的化学情境，激发学生对化学科学的兴趣，提高探究意识。（2）通过探究实验，使学生养成勤于思考、严谨求实、勇于探索的科学精神和实事求是的科学态度。（3）在小组讨论、交流、实验过程中，培养学生的合作、探究、分享能力，树立责任意识。（4）渗透“化学来源于生活，服务于生活”基本思想，体会金属材料与人类生产生活的密切联系及化学学科的应用价值。4.教学重点和难点：钠和铝与氧气反应、钠与水反应四．教学思路教学思路包括：课堂活动线、知识结构线、素养水平线，做到三线合一，相辅相成，实现教学目标。在推进课堂教学活动时，通过实验探究，在活动与探究的过程中，激发学生的学习兴趣，体验科学探究的基本过程，了解科学研究方法，培养学生设计实验及观察、描述及解释实验现象的能力。课堂活动线知识结构线素养水平线情境导入网上信息摘录：神秘的“珠江水雷”变化观念与平衡思想↓↓↓实验探究钠、铝等于氧气的反应、钠与水的反应科学探究↓↓↓交流讨论实验现象解释及原因分析宏观辨识、微观探析↓↓↓推理解释↓证据推理↓↓↓归纳总结钠、铝的化学性质模型认知↓↓↓表达交流化学方程式表征、氧化还原反应符号表征↓↓↓迁移拓展金属钠与硫酸铜、氯化铁溶液反应创新意识五．教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图情境引入从沙滩到用户：【展示图片】金属材料在许多领域被广泛应用。节日庆典的烟花。观察思考，积累具体的感性材料，调用现实生活、知识经验，将所学知识基础与现实生活经验联系起来。认识化学与生产生活息息相关及认识化学的应用价值，激发学生兴趣，建立感性认识。提出问题1.金属在自然界中以什么形态存在，含量如何？2.金属有哪些物理通性？3.金属有哪些化学共性？4.描述（研究）物质性质的基本思路是什么?1.阅读分析教材P46图3-2有关金属化学性质的实验，思考、讨论、回答。2.归纳小结金属的化学共性。3.分析金属的化学性质与原子结构有何关系，根据原子结构预测物质性质。复习回顾，初高衔接，认识物质的存在形态与化学性质的密切关系；强化类比学习中的共性与特性分析；建立研究物质性质的认知模型。交流讨论新闻信息：珠江水面惊现神秘“水雷”。（1）推测以上的爆炸物是什么金属？

（2）短文中提到了该金属的哪些性质？讨论交流，预测猜想。建立感性认知，激发探究热情。实验探究实验探究一：【实物展示】保存钠单质的试剂瓶。【提出问题】钠单质为什么保存在煤油中？【指导探究】指导完成实验3-1，：取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油，用刀切去一端的外皮,观察新切面光泽和颜色及变化。【实验3-2】取一小块金属钠（黄豆大小）放在坩埚内加热，观察并记录实验现象？【组织讨论】观察、记录、分析实验现象，得出实验结论。观察实物，分组实验，合作探究。发现问题，分析推理，汇报交流。比较分析钠在两种不同条件下与氧气反应的区别，得出结论，写出相关反应的化学方程式，分析电子转移情况。4Na＋O2=2Na2O2Na＋O2Na2O2探究钠单质与氧气反应的化学性质，认识到钠的化学性质活泼。体验科学探究过程，验证猜想，得出结论。初步体会对比实验的研究方法。实验探究三：【指导探究】指导完成实验3-3：用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，并轻轻晃动，观察并记录实验现象？再取一小块铝箔，用砂纸仔细打磨或在酸中处理后，重复上述实验。【组织讨论】观察、记录、分析实验现象，得出实验结论。观察实物，分组实验，合作探究。发现问题，分析推理，汇报交流。比较分析钠在两种不同条件下与氧气反应的区别，得出结论，写出相关反应的化学方程式，分析电子转移情况。4Al＋3O22Al2O3通过实验探究，使学生深刻认识到铝的化学性质活泼，铝表面的氧化膜对金属的保护作用及应用价值。迁移拓展请预测金属钠、铝等金属能否与Cl2、S等其他非金属单质反应？若能，请写出相关化学方程式。金属单质与氧气反应有何基本规律？思考交流，分析推理，阐述观点。归纳总结：金属单质在反应中均失去电子，做还原剂。金属越活泼，氧化产物越复杂。决定决定反映结构性质反映拓宽认识思路，形成理性认识，渗透学科思想方法。设疑激趣人们通常用金属器皿盛水，也用铝壶、铜壶烧水。是不是它们都不与水反应呢？当金属钠遇上水，会是怎么样呢？猜想：对钠是否能够保存在水中进行猜测水能灭火，水能点火吗——魔棒点灯。观察思考，假设、猜想，交流讨论。过渡转接，建立感性认知，激发探究热情。实验探究实验探究四：【指导探究】1.指导完成实验3-4：钠与水反应的实验。2.引导学生描述所观察的实验现象并进行解释，指导学生归纳总结。利用氧化还原反应规律预测产物并讨论如何验证？钠与水反应的实质是什么？钠能否与盐酸反应生成氢气?完成实验探究，观察并记录实验现象，分析实验结果，总结钠与水反应的实验现象及其原因，在交流分享中，深化对钠的性质认识。

归纳整理：实验现象解释原因浮金属钠的密度小于水

g/cm3

熔反应放热，钠的熔点较低。

℃

游产生的气体推动金属钠来回游动响剧烈反应，产生气体

红有碱性物质生成

反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2Na+2HCl==2NaCl+H2↑（反应平静？）通过实验探究，使学生深刻认识到钠的化学性质活泼；初步学会建立在知识经验基础上的证据推理和实践检验方法。迁移拓展问题一：

钠可否从CuSO4溶液中置换出金属单质?问题二：钠能否保存在四氯化碳或汽油中?问题三：活泼金属失火，能否用水来灭火？完成“猜想—假设—推理—验证—归纳”的科学研究过程，学会合作交流，形成结论。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4通过猜想、推理、实验探究、归纳总结等学科探究过程，为后继元素化合物知识的学习奠定坚实的方法论基础。总结评价谈一谈通过这节课的学习,你有什么感悟和收获?1.学科知识：“知识→方法→价值”三线合一。2.学科思想：“结构→性质→用途”三位一体，“宏观→微观→符号”三重表征。3.学科方法：提出问题→猜想假设→设计方案→实验探究→形成结论→交流评价。六．板书设计第三章第一节金属的化学性质一、金属的通性物理性质化学性质二、金属与非金属的反应1．钠与氧气的反应：4Na＋O2=2Na2O（常温））2Na＋O2Na2O2（加热）2.铝与氧气的反应:4Al＋3O22Al2O3（致密度氧化膜）三、金属与水和酸的反应1.钠与水的反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2.钠与水的反应：2Na+2HCl==2NaCl+H2↑3.钠与盐溶液的反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4七．教学反思本节课的主要教学目标是学习金属与氧气的反应、钠与水的反应，体验科学探究过程，了解科学研究方法，培养研究意识，形成研究思路。同时，巩固和深化氧化还原反应的学习，强化元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。因此，在设计教学时，综合运用多种方法，如实验探究法、观察法、讨论法等，以学生的探究和讨论为主。考虑到让学生的思维层层递进，设计了一些逐步深入的问题，引导学生从问题中逐步理解金属与非金属、金属与水的反应，这样有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，形成良好的科学探究品质。

本课较好达成了既定的教学目标，尤其是学生探究过程中的猜想、假设、推理与验证的能力。课堂气氛很活跃，主要是因为在学生的回答及时地给予了正面的