资源简介

实验活动4　金属的物理性质和某些化学性质-探究暖宝宝中的金属
教学目标
(一)知识与技能
1.了解金属一些共同物理性质、常见金属的特性以及在实际中的应用认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
2.进一步认识常见金属与氧气、与酸、与盐溶液的反应。
3.认识金属生锈的条件,了解防护措施,从而认识保护金属资源的意义。
(二)过程与方法
1.通过展示图片、举例,了解、认识金属材料的存在、性能、用途。
2.通过回忆、练习、归纳认识金属的化学性质。
3.通过问答的方式了解金属的生锈及防护措施。
4.通过复习加深对金属材料物理、化学性质的认识;懂得通过设计实验来验证物质性质的方法。
5.通过学生动手实验,逐步形成一定的分析问题、解决问题的能力。
(三)情感·态度·价值观
1.通过了解金属材料的用途,体会化学物质对人类社会发展的促进作用。
2.通过对金属的化学性质及金属生锈的学习,培养严谨、认真、实事求是的科学态度。
3.在实验探究、讨论中学会与别人交流、合作,增强协作精神。
学情分析
(一)学生基本情况分析
初中学生具有好奇心强,喜欢动手的年龄特点。他们已掌握了一些化学知识,并初步具备了独立设计和完成探究实验的能力。但其科学探究能力和对所学知识的应用能力还有待进一步提高。
在复习前学生已对金属的知识进行了系统的学习,对金属的活动性顺序也有了一定的认识。经过新授的学习,学生已经初步掌握了金属的相关知识。但应用已有的知识去解决实际问题的熟练程度还有欠缺,主要是因为基础知识不牢靠。同时学生已具备了一定的实验设计探究能力,但在设计通过金属与酸反应的实验验证金属的活泼性中,控制变量的环节还有待提高。
(二)教材分析
本单元内容属于课程标准中的“身边的化学物质”知识板块,通过对常见金属性质的探究和学习,初步形成物质的性质决定物质的用途的观点。知道金属与金属矿物,在工农业生产、科学技术和日常生活都有广泛的用途,与人类生存和发展密不可分。“金属与金属材料”是人教版九年级第八单元的教学内容。本单元共3个课题:金属材料;金属的化学性质;金属资源的利用和保护。其中2、3课题是重点,课题2也是难点,并且配有大量的实验来解决重点和难点。本单元从熟悉的社会生活入手,提出大家熟悉而又不知所以然的问题,从而过渡到化学的学科知识上,并用所学知识去解决生活中的实际问题,体现了新课程改革的从生活中来到生活中去的科学理念。
(三)设计理念
1.理论依据
(1)课标对科学探究的要求
科学探究是九年级化学《课程标准》中的一个一级主题。《课标》对这一主题的要求有:
①增进对科学探究的理解;②发展科学探究能力;③学习基本的实验技能。
(2)初中化学实验教学的作用
化学实验教学是实现科学探究内容和要求的重要手段,在促进学生科学思想的形成、提高学生科学素养、培养学生学习兴趣、提高课堂教学质量方面,具有不可替代的作用。
2.设计理念
本单元内容选自九年级义务教育(人教版)初三化学第八单元。本单元内容包括“金属的物理性质”、“化学性质”和“金属的锈蚀和保护”等知识。是上接“碳”下承“酸、碱、盐”的桥梁部分,处于知识的学习向知识的迁移过渡的位置,作为复习课,我们没有对教材中的内容进行面面俱到的复习,而是根据新课程标准和实验教学的作用,经过精选提炼出“生活中的暖宝宝”这一主题进行复习。
在设计中,将化学与生活实际相联系,从学生已有的知识经验出发,引导学生善于发现、勇于探究生活中的问题,让学生有更多的机会主动地体验探究过程。
在设计中,让学生在熟悉的生活情景中感受化学的重要性;在对知识的应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法。
在设计中,以学生所求、所需为基本的出发点和落脚点,以学生研读、质疑、思悟为主体,以教师启发、辨析、点拨为主导,培养学生的综合思维能力。
本节课的教学思想是以学生为主体,以教师为主导,以训练为主线,以思维为核心,以能力素质为目标。
重点难点
教学重点
金属的化学性质
教学难点
利用所学知识解决实际问题
教学过程
活动1【活动】探究暖宝宝中的金属
教学过程
课前驱动——梳理文本,吸收知识
知识梳理这个环节放到课前去学习,但并不是没有平台和指导式的放羊式自学,而是教师在专一有序的目标下,根据学生先有的认知水平和学科知识的结构体系,精心编写学生课前自主学习的文本,让学生在阅读填写、思考练习的方式中进行知识梳理。第二天的课堂上,学生分成4~6人的学习小组,用5 min~8 min通过小组自主释疑的方式解决个体余留的问题,期间教师可以适当参与点拨。
教师活动:布置课前学练卷(见附件1),提出完成的标准和要求。
学生活动:在家利用教材,有条件的可以利用网络资源完成学练卷。
设计意图:目前,单元复习课教学处于比较尴尬的局面,在实际教学中,很多教师总感觉复习不给力,经常会出现“一听就懂,一看就做,一做就错”的现象;经常会出现“尖子生原地踏步,中等生疲于应付,学困生不进反退”的现象;经常会出现“记不住的学习内容越来越多”的现象。究其原因主要是由于教师上课只是知识点的简单罗列;只是大量的练习;只是一本教材加习题,一支粉笔一张嘴,很难发挥单元复习温故知新,减负增效的功效。
课前自学设计就是让学生有更多的时间在课前围绕上课复习内容完成一定基础知识的理解及导向性的针对性练习,课上教师不再是传统课堂上 “复习基础知识——学生解题——教师点评”的形式,不再是大篇幅的讲课,而是先进行小测验,然后解决学生感觉困难的问题,促进知识的内化。为了学生深度学习的完成,达成自学目标。课前学练卷的设计要目标专一、梳理有序、表达简约、结构集成。
课堂互动——合作探究,内化知识
在小组知识释疑之后,教师提供预设的活动载体,让学生以小组方式同学习、同探究、同练习、同研讨30 min左右,其间,在教师对话过程中,教师适时组织全体学生通过点拨提醒、有序收敛和模板精讲。
第一环节:知识梳理,发现问题
教师活动:请根据课前自学内容,快速总结一下本单元的主要知识,看看哪一个小组总结的既全面又准确
学生活动:小组讨论,归纳总结,交流评价。
设计意图:课堂是从“知识梳理”入手的,紧密的衔接着课前的学生自学,在知识梳理过程中帮助学生完成知识的系统化、网络化,防止碎片化。并且在梳理中找到学生的问题,为后面的解决问题埋下伏笔。
第二环节:创设情境 引发问题
展示:几张冬天的图片。
教师活动:
引入:寒冷的冬天刚刚过去,同学们回忆一下,冬天常用的取暖方式有哪些呢
学生活动:
学生回答:暖气、空调、电热毯、烤火、运动等
教师活动:
展示:各种取暖方式的图片。
设问:同学们可能都见过这种取暖器(红外取暖器),如果请你亲自动手制作一款取暖器,该选择哪些合适的材料呢
学生活动:积极思考,踊跃发言。
从中引出金属主要的物理性质:有金属光泽,导电性,导热性等。
教师活动:
设问:在生产生活中选择金属材料时主要考虑哪些因素呢
学生活动:
学生回答:性质决定用途。还需要考虑:价格、便利、美观、是否能回收利用、对环境的影响等等。
设计意图:复习课不同于新授课,学生对相关知识已有一定程度的掌握,没有刚学习相关内容的新鲜感,因此本节课创设了贴近学生生活、联系社会实际的情景——“生活中的取暖用品”以提高学生复习的兴趣。另外,复习教学要在原有的基础上综合、提高,选择“生活中的取暖用品”这一经过加工的组合情景,不仅让学生兴趣盎然而且会进一步加深对金属有关性质和用途的认识。
第三环节:科学探究 解决问题
教师活动:
过渡:刚才我们讨论了取暖器的选材问题,现在还有一种很流行的取暖方式,就是在身上贴一种叫“暖宝宝”的东西,让我们一起来看看它的成分说明,研究一下为什么它能用来取暖。
实验探究1: 探究金属与酸、与盐反应
教师活动:首先,让我们来回顾一下铁的性质。
学生活动:铁能和稀盐酸、稀硫酸酸反应生成氢气,能和硫酸铜溶液反应,能和氧气反应
教师活动:根据我们刚才复习的铁的性质,同学们,下面分组讨论一下,我们可以用怎样的方法来验证暖宝宝中铁粉的存在 并且用老师给大家准备的暖宝宝和一些实验药品、器材,动手验证你们的实验设计是否合理。
实验药品及器材:稀盐酸,稀硫酸,氯化铜溶液,硫酸铜溶液,硫酸锌溶液,氯化镁溶液,磁铁,“暖宝宝”,剪刀,滴管,井穴板等。
学生活动:四人一组进行讨论并实验验证,汇报实验现象:
(1)用磁铁靠近“暖宝宝”中的黑色粉末,发现有大量固体被吸引。
(2)取少量样品于井穴板中,加入适量稀盐酸,发现有气泡产生,溶液变成浅绿色。证明有铁单质存在。
(3)取少量样品于井穴板中,加入适量硫酸铜溶液,发现有红色固体生成,溶液变成浅绿色,证明有铁存在。
(4)取少量样品于井穴板中,加入适量氯化铜溶液,发现有红色固体生成,溶液变成浅绿色,证明有铁存在。
(5)我们组设计的实验是:取少量样品于井穴板中,滴加适量硫酸锌溶液,但是没有看到现象。为什么
其他组同学分析原因。
教师活动:
小结:同学们设计实验的依据是我们已经学习过的金属的性质,主要是化学性质。
(1)较活泼金属能与酸反应生成氢气和盐。
(2)金属与盐溶液反应生成新的金属和新的盐。
实验探究2:探究金属与氧气的反应
教师活动:提问:我们已经验证了“暖宝宝”中的黑色粉末中主要含有铁粉,那铁粉为什么会发热呢
学生活动:回答,和氧气反应。
教师活动:投影:如何证明暖宝宝中铁粉与氧气能反应
展示:铁丝在氧气中燃烧的实验图片,谁给大家回顾一下细铁丝在氧气中燃烧的实验现象
学生活动:火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。
追问:细铁丝在空气中能燃烧吗
学生:不能。
再问:细铁丝在空气中不能燃烧,只能红热。现在如果换成铁粉,现在如果换成铁粉,我们看能不能燃烧呢
教师活动:演示实验:我将少量“暖宝宝”中的粉末也撒在酒精灯火焰上。现象:与细铁丝在氧气中燃烧现象非常相似,有大量火星。
提问:我们用实验证明了铁粉在空气中就能燃烧,为什么在空气中铁丝不能燃烧,而铁粉却能燃烧呢
学生活动:铁粉与空气接触面积大,所以反应更剧烈。
实验探究3:探究金属与氧气的缓慢氧化反应的发生
教师活动:我们已经看到了铁粉在空气中燃烧,反应很剧烈,但是暖宝宝中的铁粉并没有发生剧烈的氧化反应,说明暖宝宝中的铁粉和氧气发生的的反应应该是————缓慢氧化。但是怎么证明呢
教师活动:在前面我们也学过有关铁的缓慢氧化的反应——铁生锈,现在我们一起来回忆一下这个实验。展示铁钉锈蚀条件的探究实验的图片。由此我们可以推测,“暖宝宝”发热的原理是什么
学生活动:铁粉接触空气和水发生缓慢氧化,同时放热。
教师活动:在这里老师多加了一个对比实验,与我们所学的实验相比多了一个铁钉在食盐水中锈蚀情况,我们看到铁钉在食盐水中锈蚀的更为严重。
提问:现在我们思考一下,在暖宝宝中加入食盐氯化钠的作用是什么
学生活动:“暖宝宝”中加入氯化钠的作用是用来加速铁粉氧化的。
教师活动:现在大家摸一下,刚才拆封的“暖宝宝”是不是已经发热了
学生活动:是。
教师活动:提问,请大家思考一下,你能设计简单的实验证明铁粉在发生缓慢氧化吗
下面我们一起来研究这个问题,老师在这里首先给同学们一个友情提示:展示测定空气中氧气含量的实验图片。
学生活动:学生总结反应原理。
教师活动:现在请大家根据上述复习知识,分组讨论,设计简单的实验,证明铁粉在发生了缓慢氧化,各组可以以文字叙述或图示的形式呈现给大家
学生活动:小组讨论,得出不同方案。
教师活动:对学生提出的方案进行评价,并展示其他设计方案,请同学选择其中几种简单易操作的方案进行演示实验。
学生活动:
组1:取一锥形瓶,锥形瓶内放入“暖宝宝”中黑色粉末,锥形瓶上加一单孔橡皮塞,连接一直角导管,在导管一端插入红墨水,观察红墨水的移动方向。很快,大家就能发现红墨水朝试管方向移动。这是由于铁粉氧化消耗氧气,使锥形瓶内压强减少,红墨水发生倒吸。
组2:取一锥形瓶,锥形瓶内放入“暖宝宝”中黑色粉末,锥形瓶上加一单孔橡皮塞,弹孔塞上插一根绑有瘪气球的玻璃管与外界联通,塞紧橡胶塞,一会儿我们看到瘪气球变鼓了,这是由于铁粉和瓶内氧气反应,使锥形瓶内气压变小的结果。
教师活动:刚才两组同学实验操作都很规范,解说也非常清楚,希望以后同学们向他们学习,鼓励一下。经过刚才的实验,我们感受到铁粉氧化的速率还是挺快的,那我们该怎么样来防止“暖宝宝”失效呢
学生活动:密封保存。
教师活动:暖宝宝中的铁粉氧化、放热是我们所需要的,但是日常生产生活中,更多的情况是我们不希望金属制品氧化、生锈,那怎样才 能防止金属锈蚀呢
学生活动:思考、回答。
教师活动:归纳巧记妙喻,帮助大家理解记忆:(1)“洁身自好”——保持铁制品干燥、清洁。(2)“穿防护衣”——覆盖一层耐腐蚀的物质(喷漆、涂油、电镀、烤蓝等)。(3)“增强体质”——改变内部结构,组成合金。
设计意图:在小组知识释疑之后,教师提供预设的活动载体,让学生以小组方式同学习、同探究、同练习、同研讨。一方面实现了学生在课堂上真的动起来、活起来,另一方面让学生真正领会了学科思想和学科方法,把课前梳理的知识内化为解决学科问题的能力。要注意预设的活动载体需做到知识问题化、问题开放化、问题阶梯化、剖析模板化。只有这样才能培养学生的思维能力,促进学生从上个环节的“学知”到“知学”的转变。其中知识的问题化是为了收敛学生的思维目标;问题开放化是为了激活学生的思维能力,实现学生从知识记忆向思维提升的能力转变;问题的阶梯化主要是“铺垫”,是让学生“自悟”,从而实现学生以以往的知识和经验为基础,实现自身知识结构的主动建构;剖析的模板化,是让学生学会正确、有效的模仿,在此基础上迁移,举一反三,触类旁通,培养学生创造力。
第四环节:归纳总结
教师活动:通过这节课的学习,我们根据暖宝宝中成分的探究,复习了金属和金属材料的知识。下面我们就来做一个总结。通过课前预习我们知道了这一单元一共分为三部分内容:即金属材料、金属的化学性质和金属资源的利用和保护。下面请同学们分组讨论:这节课我们的收获有什么 我们还有哪些疑问 一会儿我们把我们的收获和疑问写在纸上,贴到黑板上相应的位置,我们看哪个组贴的又多又快又好!
学生活动:分组竞赛。
第五环节:当堂检测
教师活动:通过竞赛我们复习了基础知识,但是你能不能对这些知识灵活运用呢 我们来一个当堂检测,看看我们的应用能力如何 要求:检测形式:抢答;抢到的组可以给自己组选题,也可以给其他组选题,但是哪个组,都是答对得5分,答错扣5分,每组都有20分的保底分。
学生活动:检测题竞赛。
第六环节:归纳总结 布置作业
教师活动:引导学生归纳本单元知识,布置作业。
学生活动:归纳梳理本单元知识网络。
设计意图:通过引导学生总结复习收获,使复习教学更有效地促使新、旧知识经验的相互作用得以积极、有序的进行,使学生不断地、合理地生成新意义,从而深化学生对知识的理解与观念的建立,使学生初步形成物质的多样性、定量观、变化观、微粒观、价值观等基本观念。只有帮助学生形成了化学基本观念,才能真正提高学生的科学素养。
课后互动——自我检测,巩固知识
在完成课堂互动之后,教师发下精心编制的自我检测题组,让学生用5 min的时间自测自查,并在下节课前交上来由教师批阅。课后教师根据作业批改的情况和学生平时表现的个性和特点,采用面批指导、文字点评和顺利通过三种策略帮助学生巩固知识。
教师活动:布置回家做检测题的要求。检测题见附件1。
学生活动:回家做检测题。
设计意图:根据课标要求和学生的情况设置检测题,目的是在基础知识得到巩固的前提下,提供一些相关的有一定思考密度和强度的训练题进行能力提升。
教学评价设计
评价是教学过程中不可或缺的环节,是教师了解教学过程,调控教学的重要手段。实施多样化评价可以促进学生全面发展。以下从知识、能力、过程、情感几方面评价。
(1)能以铁为例归纳有关金属及其化合物的知识体系。
(2)通过做反馈题检验学生查阅资料、获取信息、分析信息以及解决问题的能力。
(3)通过做反馈题学生会经历质疑、议疑、析疑、解疑的过程,从而产生对“旧” 的认可或扬弃,对“新”的整理或构建的能力。
(4)成果内容表现形式多样,有见解、思路清晰,有吸引力。
(5)在展示过程中能边汇报边演示,而不是一味地自己去读,注意与同学交流。
(6)汇报者语言准确,语速适中,能够掌握好时间。
(7)积极与同学合作,小组讨论积极发言。
探究暖宝宝中的金属教学反思
通过本节课的教学,对本节课主要有以下几点认识:
一、渗透了科学素养和创新素质的培养
根据新课程的理念,化学教学应以全面提高学生的科学素养为宗旨。科学素养应该包括科学思想、科学态度和科学方法等方面的素质和修养。在教学中渗透科学方法、科学态度和科学思想的教育,不仅让学生领悟、掌握知识,更重要的是让他们掌握学习方法,也更重视知识的获取过程。在这一过程中,使学生初步认识科学探究的过程,学会一些科学的思维程序,能把获得的知识组合成知识体系的规律、方法及运用他们的经验和方法。这样,一方面,可有助于学生更加透彻的掌握知识,把握自己的认识过程,增强自己接受新知识的能力,从而提高学习效果。另一方面,科学方法的熏陶也可促进学生科学素养的形成,进而内化成其自身可持续发展的潜力,最后提高了综合分析问题和解决问题的能力和创新素质。本节课在老师的引导下学生对于暖宝宝中的成分的检验、性质等方面进行了大量的探究,学生在探究过程中敢于质疑、敢于批判,这就是一种创新素质的体现。
二、始终用化学实验贯穿于整节课
化学学科的特点就是实验性,这节课始终用化学实验贯穿于其中。从一开始探究暖宝宝中铁粉的存在、铁粉与氧气的反应、铁粉的缓慢氧化,都是通过用化学实验突破教学难点、突出教学重点的。事实证明用化学实验进行探究学习是一种行之有效的教学方法。这个过程中学生通过自主的活动完成对知识的主动建构,培养了学生实验动手能力和创新精神。本节课学生的实验活动都是在螺旋式上升的“活动—建构”循环中进行的,每个循环中都由“提出或发现问题—实验探究、解决有关问题—在解决问题的过程中获取知识、技能和策略,完善自己的认知结构—应用新知识、技能和策略解决新问题—对新问题解决的结果进行评价,改组认知结构—评价、反馈、明确学习方法,进一步提出或发现新问题……”等环节构成,一个个循环层层递进,从而使学习者的认知结构不断完善,学习能力不断提高。
三、采用恰当的教学策略,达到促进学生“自主发展”的目的
根据新课程的教学理念,要改变学生以单纯的接受教师传授知识为主的学习方式,让学生进行探究性学习,让智慧的光芒在课堂上闪光。这节课的设计就是根据以上理念,创设问题情境展开的。通过创设渐进式的问题情境,引导学生理解铁与酸与盐反应的化学性质;通过创设变化式的问题情境,促使学生用实验方法探究铁与氧气的反应;通过创设拓展式的问题情境,促使学生自主创新设计各种实验方案。通过创设的渐进式问题—变化式问题—拓展式问题,循序渐进的逐步诱导学生自主学习、自主探索、自主研究、自主解决,达成促进学生“自主发展”的目的。
四、将探究带入复习中,力戒单元复习的简单重复
化学复习是对已学习过的知识的再学习,是巩固知识,防止遗忘的基本方法。科学的复习讲究方法、讲究实效。这节课将双基复习嵌于探究的案例中,把科学探究的学习方式带入到单元复习中。从学生身边的物质—暖宝宝出发,通过形式多样的探究活动,使学生获得知识与技能,培养学生的探究能力和应用能力,体验科学探究的乐趣,领悟科学的思想和精神。这节课中老师通过重新创设的情景,让学生有疑问,再度把学生置于“探索者”的位置上,充分体现了“以学生为主体”的教学理念,也反映出“从生活走向化学,从化学走向社会”的学科理念。这样就有效地避免了复习只是把平时的教学原样再重复一遍的错误做法。
五、注重知识的整理归纳,形成单元知识的结构化
单元复习要根据课程标准的要求,结合教科书内容的重点,把学生学过的知识进行整理和小结。要从新的高度、用新的方式帮助学生更好地理解和掌握,但又不能上成新课。复习时要抓住主线,形成网络,使学生的知识、技能系统化,这样才能有效提高复习的效率。师在这节课中无论是在每一个探究活动中,还是在最后的课堂总结中始终注意引导学生对零散的知识点进行整理归纳,形成知识网络。这个过程中大大加深了学生的思维深度,学生的思维由点到线最后到面。
六、以问题为契机,激发学生去探究
科学探究活动是以问题为核心的,发现和提出问题是探究活动的开端,找到问题的结论是探究活动的目标。这节课从“疑”开始,靠“疑”推动,通过创设问题情景,组织学生迅速融入教学情景中,在提出问题—猜想与假设—动手实验—讨论交流—得出结论的活动中认识金属的化学性质。问题情景贯穿于一节课的始终,将单元复习内容镶嵌在任务完成之中,使学生在解决问题中学习化学知识,学生在不知不觉中就复习了单元中的核心知识,起到了润物细无声的效果。一节课后学生对化学与生活的关系认识是深刻的,对科学探究的体验是最深的,对激发学生进一步探究的欲望也是持久的。

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