资源简介

浙江省高中化学学科
探究性教学案例评比
探索浓硫酸的氧化性
教学案例
撰写人 白 漫 瑞
单 位 温 州 中 学
推荐人 指导人 徐 丹 青
单 位 温 州 中 学
探索浓硫酸的氧化性
（一）案例部分
1、 教材分析
根据国家教育部制定的化学教学大纲要求,“浓硫酸的化学性质”为D级水平，要达到能够分析知识的联系与区别、能够综合运用知识解决一些简单的化学问题。其中，浓硫酸的“氧化性”则是浓硫酸化学性质的重中之重，也是本章教学的重点所在。
在常规的课堂教学中，浓硫酸的氧化性往往是通过浓硫酸与铜的验证性实验以及通过举例浓硫酸与非金属碳的反应来进行说明。学生作为信息的接受者，虽然接受浓硫酸具有强氧化性的观点并不难，但这样的课堂教学显得沉闷、乏味而且被动。不符合新一轮基础教育课程改革大力倡导的要面向全体学生，开展多样化的探究式学习的时代要求。因此，我考虑要打破教学常规，创设富有个性的、充满生机和活力的课堂，以唤起学生学习的热情和欲望，使之真正成为学习的主体。
为达到教师、教材与学生三方的和谐统一，我在仔细分析教材和学情的基础上，把本课设计成“四自”课型：自己组合、自主思维、自主实验、自行总结。“自己组合”意味着学生享有充分的自主权，可以选择配合默契、性情相投的合作伙伴，体现了教师对学生的尊重和信任。“自主思维”是因为每个学生的知识、经验、兴趣、能力以及思维方式各不相同，教师应给学生提供较大的自主空间，任其发挥，如果过多地干预，势必会扼杀个性和创造力。“自主实验”、“自行总结”是指给学生提供均等机会，使每一位学生的才能、潜力都得到发展。教师则仅在一旁起到穿针引线、抛砖引玉的作用。
二、教学目标
1.知识目标：掌握浓硫酸的强氧化性，了解浓硫酸在加热时氧化性更强，以及常温下与铝、铁可发生钝化作用。
2.能力目标：通过学生的自主思维开发智力、挖掘潜能，培养学生分析、归纳的能力；通过学生的自主实验培养学生的动手能力；通过创新实验方案培养学生的创新思维能力。
3.情感目标：通过小组讨论、合作实验培养学生的协作精神。并通过改进实验方案等培养学生的环境保护意识。
3、 设计思路
本案例重在打破常规，给学生创造一个积极、活泼的探究情境，因此主要特点是变验证性实验为探索性实验，活动时间约需两课时，教学对象为高一学生。
根据学生已有的知识储备包括氧化还原反应的有关规律、稀硫酸的物理化学性质、浓硫酸的吸水性、脱水性以及基本实验操作技能。我确定以稀硫酸为“引子”带入浓硫酸，进行色、态、密度、沸点等多方位对比，然后提出问题：二者在化学性质上是否也有差异？同时对照进行浓硫酸、稀硫酸与蔗糖的实验，学生通过观察“黑面包”，立即回答出二者的化学性质不相同。教师继续追问：它们的氧化性情况如何？学生首先回忆稀硫酸的氧化性。然后根据化合价对浓硫酸的氧化性进行预测，并考虑相应的还原产物的检验方法。接着教师告诉学生已为每个实验小组（课前组合）提供镁、铝、锌、铁、锡、铜、木炭屑、硫粉与浓硫酸，以及所需的实验仪器，请各小组自主思维，选择其中3—4种药品设计实验方案。等各小组基本确定了实验方案之后，教师投影实验须知，指导实验注意事项。接着学生开展实验，教师则巡回，提供适时的指导和帮助。待实验完毕，组织学生小组汇报、展示成果，教师同时把重要的实验结论记录在黑板上。然后，让学生根据板书自行总结、寻求规律。最后，得出浓硫酸具有强氧化性的结论，并且由教师提供实验改进方案，展示实验改进装置。具体流程如下：
教师
学生
4、 教学准备
实验药品的准备：浓硫酸、镁条、铝片、锌粉、铁钉、锡粒、铜丝、木炭屑、硫粉，以及品红试液、紫色石蕊试液、湿润的醋酸铅试纸等。
实验仪器的准备：铁架台、铁夹、酒精灯、试管、导气管、水槽、玻棒等。
实验室的布置：将桌椅妥善安排，以方便各个实验小组的四位成员开展小组讨论和合作实验。检查实验室内排风装置是否有效。
五、教学过程
5.1巧妙引题、设置悬念
[教师]展示稀硫酸和浓硫酸，比较它们在外观上有何不同？
[学生]观察、比较、回答：稀硫酸透明澄清而浓硫酸粘稠油性。
[教师]①提供浓硫酸（98%）的密度、沸点等物理性质情况，与稀硫酸比较，得出二者由于浓度不同造成物理性质差异的结论。
②提出问题：二者在化学性质上是否也有差异？
③进行浓硫酸与蔗糖的“黑面包”实验，同时对照进行稀硫酸与蔗糖的实验。
[学生]观察、思考、回答；二者化学性质不相同。
[教师]①追问：它们的氧化性情况如何？
②让学生回忆稀硫酸的氧化性情况。
[学生]回忆、思考、回答：稀硫酸在与氢前金属反应中表现出氧化性，而且是其中的H得电子，表现出氧化性。但不与氢后金属反应，说明其氧化性较弱。
[教师]让学生根据化合价对浓硫酸的氧化性进行预测，及相应的还原产物的检验方法。
[学生]思考、回答：其中的H和S可能表现氧化性。假如是H表现氧化性，对应产物是，可用爆鸣实验检验。假如是S表现氧化性，对应可能生成S（SO2）、S、S（H2S）。
可用品红试液、紫色石蕊试液、湿润的醋酸铅试纸等进行检验。
[教师]告诉学生可提供自行探索的实验条件。
象这样，以稀硫酸引浓硫酸，进行多方位对比，然后切入正题——浓硫酸的氧化性。使得整个课堂进程自然流畅，同时“黑面包”的出现极大地激发了悬念，达到“一石激起千层浪”的预想的效果。
5.2自主思维、设计方案
[教师]请同学们根据桌面提供的实验药品从中选择最感兴趣的3—4种，并根据确定的反应物讨论设计切实可行的实验方案，写在实验报告上，其中包括各项实验用品的选择、实验步骤的设计和预计产物的检验方法。
[学生]讨论、分析、设计实验方案。
本阶段是充分体现民主与尊重性原则的阶段。讨论开始了，同学们热情高涨，跃跃欲试，各个实验小组很快就选定了自己要做的实验内容，并且搜肠刮肚、竭尽所能地想出了形形色色的实验方案。有的方案设计地环环相扣、逻辑性强，体现出严密思维之美；有的方案虽较平庸，但可行性较强；也有的方案则显得捉襟见肘、破绽百出，安全性、可行性差。对这些差异的出现，教师持肯定和欢迎的态度，因为这是探究式课堂的必然现象。
众人拾柴火焰高，有的实验小组设计的实验方案也是教师未曾预料的。比如，他们想到，在做好硫粉与浓硫酸的反应后，补充用火柴头与浓硫酸实验，也有的小组想到补充用“黑面包”实验所得的“面包渣”与浓硫酸反应。对于这些思想的火花，教师应以最大的热情去鼓励他们，并提供及时的帮助。
5.3提供实验须知，提醒实验注意事项
[教师]投影“实验须知”，提醒学生实验中的一些注意事项。要求每个实验小组选出组长、实验员、观察员、记录员，把责任落实到户。
[学生]听、记。
5.4自己动手，开展实验
[学生]动手实验，同时观察、记录实验现象，填写实验报告单。
[教师]在各个实验小组之间巡回，指正不规范的实验操作或为学生提供实验所需而桌面未提供的药品和仪器。
本阶段是整个探究过程的核心阶段，包括实验过程的实施、实验现象的呈现、反应实质的揭露和实验结论的初步形成。由于实验的现象和结论都是不确定的，实验中学生们对每个细节都观察入微，仔细揣摩，表现出非同寻常的认真。他们紧张又愉快的心情溢于言表。
学生们在快乐的实验过程中发展了各方面的能力。譬如思维能力，学生在实验过程中必定要考虑到各反应的条件如何？所得生成物是什么？原来设计的实验步骤是否合理？检验方法是否有效？尾气处理方法是否恰当等等问题。这对学生养成严密思维的习惯是大有裨益的。而且通过亲手操作实验，锻炼了学生的操作能力、观察能力、实验分析能力和实验设计能力。这是一般的验证性实验和课堂演示实验不可能达到的效果。同时它也培养了学生求实的科学态度，加强学生的合作主义精神。
5.5代表汇报、展示成果
[学生]各个小组代表汇报实验现象、结论并相互讨论。
[教师]把重要的实验结论记录在黑板上。穿针引线、答疑解惑。
这个阶段可谓是最热闹的阶段，你方唱罢我登台。每个实验小组都将自己的实验结果汇报给大家。由于步骤、用量或操作上的原因，一些做同一实验的小组汇报的现象和结论并不一致，结果是各执一词、据理力争，掀起了课堂内的高潮。也有的学生则向大家反映在实验过程中出现的无法解释的现象，寻求援助。譬如，在做铜与浓硫酸反应的过程中，他们观察到有白色的细小晶体析出，该实验结束后的放置液由蓝绿色变暗的现象，或者硫粉与浓硫酸反应时，观察到硫粉受热熔化时出现的一系列颜色变化等等。教师则把学生汇报的实验要点记录在黑板上，必要时提供援助。实验要点记录如下：
I.浓硫酸与金属单质的反应：
⑴ Mg + 浓H2SO4 MgSO4 + SO2 + H20
(2) Al + 浓H2SO4 Al2(SO4)3+ SO2 + H20（加热反应）
(3) Zn + 浓H2SO4 ZnSO4 + SO2 + H20
(4) Fe + 浓H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H20（加热反应）
(5) Sn + 浓H2SO4 Sn(SO4)2 + SO2 + H20
(6)Cu + 浓H2SO4 CuSO4 + SO2 + H20（加热反应）
结论：金属+浓H2SO4 金属硫酸盐 + SO2 + H20
II.浓硫酸与非金属单质的反应：
⑴ C + 浓H2SO4 CO2 + SO2 + H20
(2) S + 浓H2SO4 SO2 + H20
5.6自行总结、寻找规律
[教师]请同学们根据以上实验结论，对浓硫酸的氧化性进行小结。
[学生]小组讨论、总结规律、代表汇报。
[教师]记录小结要点：
⑴浓硫酸具有强氧化性（表现在硫元素上），能与氢后金属、非金属等反应；
⑵加热时浓硫酸的氧化性更强；
⑶铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化作用，加热时可反应。
学生在分析、归纳的过程中深化了对本节内容的理解和认识。同时也锻炼和培养了学生的分析、归纳、推理和表达能力。并且在整个过程中，通过聆听他人的观点，整理自己的思路，取长补短，各有所得。
5.7总结陈词、创新方案
[教师]首先要祝贺同学们，同学们今天的表现非常出色，实验和实验结论都顺利地完成和得到了。下面，我们来回忆一下前面老师做的“黑面包”实验，同学们思考并解释实验现象和实验原理？
[学生]思考、讨论、回答。
[教师]同时，老师还想提醒大家注意，我们今天的实验并不安全，主要产物SO2是一种大气污染物，所以我们还应该考虑到环境保护和自身安全，老师提供一个改进实验的装置，希望能抛砖引玉，激发同学们想出更好的点子来。
[教师]展示改进实验的装置。
[学生]听讲、观察、思考。
孔子说过：“学而不思则罔，思而不学则殆”。可见“学”与“思”必须结合起来，才能获得良好的学习效果。开展本案例教学的重要目的之一就在于促进学生思维，培养学生的创新能力。在课堂结尾时提出创新方案的做法也是符合探究式学习18条原则中的“探究过程中要引导学生积极反思”、“不必一次探究透、探究完”、“不仅强调探究中的动手，更要强调动脑”的若干原则。使学生能针对某一问题螺旋式、分阶段地开展不断的探究活动。
六、评价方案
本节课为2002年温州市高中化学新教材实验论坛上的一节观摩课。应该说，课后取得了来自于听课老师和学生的广泛好评。在学生座谈会上，学生普遍认为，教师能精心处理教材、巧妙实施教学，探究的过程充满了悬念性、趣味性、自主性和竞争性，学生切实感受到了学习的快乐，真正成为课堂上的自主探究者，并且提供了学生充分展示才能的机会。另外，就教学效果而言，也是成效明显的。不但复习了稀硫酸的性质、氧化还原反应的知识，浓硫酸的特性，大大提高了学生的实验操作水平，并且使学生对浓硫酸的氧化性有了极为强烈的印象和深刻的理解。
本案例通过课堂实践，我觉得在以下几方面是比较成功的：①辨证地处理学生自主和教师指导之间的关系；②整堂课自始至终尊重学生在探究中的感受、体验和理解；③ 注重探究过程中学生之间的合作和交流；④ 能做到“重在探究的过程，不在探究的结果”。
本案例的不足之处在于：学生设计的实验方案往往有好多种，限于实验室条件，课堂上无法一一满足学生，故限制了学生自主性的完全、充分的发挥。所以我觉得研究性学习的开展能否成功以及成功的程度与实验室能否提供足够的物质支持密切相关。
（二）说明部分
本案例的设计和实施始终遵循“快乐教学法”和“探究式学习18条原则”的精神。
“快乐教学法”的核心思想是强调让学生在发展中寻求快乐，在快乐中寻求发展，它是对传统的抹杀个性的应试教育的反抗，也是对民主科学、积极活泼的教学方式的呼唤，具有深刻的现实意义和鲜明的时代精神。已经在各类课堂的应用中取得一定的成效。
“快乐教学法”遵循的基本原则有：
① 统一性原则：将教师的教学特色与教学内容以及学生的认知水平协调统一；
② 尊重性原则：充分尊重学生的人格和探索精神；
③ 多样化原则：用多样的教学方法、多方位的教学角度、丰富的教学手段充分形象地展示学科教学的魅力，唤起学生学习的热情和欲望；
④个性化原则：教师要善于打破教学常规，运用较高的教育机智驾驭整个教学过程，使学生积极参与到富有个性的课堂中来，使课堂教学充满生机和活力。
⑤情感化原则：要努力创设师生情感交流的气氛，促进学生积极情感的形成，实现师生情感的共鸣和协调。
“探究式学习18条原则”可谓是探究式学习的纲领性原则。它要求教师在教学过程中，辨证地处理学生自主和教师指导的关系，不仅强调学生要倾听教师，更要强调教师要倾听学生，重视探究中学生的个人观念、独特感受和体验，并引导学生积极反思。同时，要特别强调学生之间的相互倾听、交流与合作。
本人秉承“快乐教学法”和“探究式学习18条原则”中的若干原则，将之应用在“探索浓硫酸的氧化性”一课中，确实取得了理想的效果。但是，课堂教学的主要目的还在于落实大纲要求，完成教学任务，所以要注意不可为追求形式之美而流于形式，或为了追求快乐而偏废其它。也不能认为探究式学习就是先进的、唯一的，而传统的就是落后的、应该抛弃的。实际上不同的学习方式各有所长，相互之间应该相辅相成、互相促进。
总结陈词
创新方案
实验须知
指导实验
记录要点
板书呈现
巧妙引题
设置悬念
自己动手开展实验
自主思维
设计方案
自行总结
寻求规律
小组汇报
展示成果
氢前金属
氢后金属
（ ）

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