基于学科观念的自主课堂教学——以“氢氧化钠变质的探究”教学为例

刘水峰

（江苏省兴化市板桥初级中学 江苏 兴化 225700）

基于学科观念的自主课堂教学
——以“氢氧化钠变质的探究”教学为例

刘水峰

（江苏省兴化市板桥初级中学 江苏 兴化 225700）

通过“氢氧化钠变质的探究”课堂教学，不仅让学生小组合作设计实验方案、进行实验探究，并讨论交流、得出结论。而且通过设置一系列环环相扣的问题，对学生循循善诱，让学生有话可说、有事可做、有疑点可提，充分体现学生主体参与。

氢氧化钠变质；自主课堂教学；科学探究

本节课为泰州市初中化学“自主课堂”教学观摩评比微型课，每节课20分钟。每节课须按照基于学科观念的自主课堂教学要求，充分体现学生自主、合作、探究的学习方式。

一、教材和学生分析

氢氧化钠是初中化学中常见的碱。氢氧化钠在空气中变质问题，是初中化学的一个重要知识点。有关氢氧化钠变质原因，如何检验氢氧化钠是否变质和变质程度，如何除去变质氢氧化钠中的碳酸钠等系列问题，在各种测试题中屡见不鲜。

本课为复习课，学生已经对氢氧化钠的变质问题有了一些理性认识，但缺少感性认识。为提高复习课效率，尝试以发生在学生身边的真实问题激发学生的好奇心，引导学生提出“敞口放置后的氢氧化钠变质原因？如何检验氢氧化钠是否变质？”这一系列问题，通过这些真实问题的解决来达成本课的教学目标。

二、教学目标

1．知识与技能：进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化的认识。逐步学会设计合理的实验方案来探究、解决一些简单的化学问题。

2．过程与方法：通过氢氧化钠变质的实验探究，进一步体验科学探究的基本过程，初步掌握运用知识解决实际问题的能力和进行科学探究的方法。

3．情感态度价值观：激发开展科学探究和学习化学的兴趣，增进勤于思考、严谨求实和乐于实践等科学品质。体会小组合作的意义和快乐，认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。

三、教学重难点

1．掌握氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质间的转化关系。

2．逐步学会设计合理的实验方案来探究、解决一些简单的化学问题。

四、教学流程图

五、教学过程

板块1：创设情境，引出问题

［教师］（展示实验桌上一瓶敞口放置的稀氢氧化钠溶液）这是一瓶稀氢氧化钠溶液，由于老师疏忽，使用后忘了盖瓶盖，请问你想到了什么？

［众生］氢氧化钠变质。

［教师］本节课我们一起进行氢氧化钠变质的探究。（板书：氢氧化钠变质的探究）那么，氢氧化钠变质的原因是什么呢？（板书：一、变质的原因）

［生1］氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水。

设计意图：展示实验桌上一瓶使用后没有盖瓶塞的氢氧化钠溶液，使学生对氢氧化钠到底会和空气中的什么成分反应进行发散性思维，从而明白氢氧化钠变质的原因，达到复习碱的性质的目的。真实的问题情境是激发探究兴趣的最好方式，也是诱发探究问题的源泉，有了问题才能进行探究，而真实的问题情境则必须源于学生的学习和生活，这样学生更容易对它产生兴趣。上述情境是教师由于疏忽而导致的后果，学生自然很感兴趣，而且每个学生都想用自己的方法来证明这种错误行为所导致的后果，于是便有了上面的问题和下面的实验探究。

板块2：作出猜想，设计方案

［教师］如何用实验来探究氢氧化钠是否变质呢？（板书：二、变质的探究）请同学们一起来朗读探究实验的基本思路。

［众生］提出问题、作出猜想、设计方案、进行实验、得出结论、反思交流。

（板书：提出问题、作出猜想、设计方案、进行实验、得出结论、反思交流）

［教师］刚才提出的问题是：氢氧化钠是否变质？那么，你有哪些猜想？

［生2］氢氧化钠已经变质或者没有变质。

［教师］探究氢氧化钠是否变质的实质是需要证明什么物质的存在呢？

［生3］探究氢氧化钠是否变质的实质是需要证明碳酸钠的存在。

［教师］证明碳酸钠的存在又有哪些方法呢？根据提供的试剂：敞口放置后的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钠溶液、无色酚酞试液、稀盐酸、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液。请你设计实验方案，然后进行交流讨论。

（学生在学案上练习、交流讨论，教师巡视。）

［教师］请同学们交流你的方案。

［生4］方案1：取少量待测液，向其中滴加2滴无色酚酞试液，观察溶液是否变红。

［生5］方案2：取少量待测液，向其中滴加足量的稀盐酸，如果有气泡产生，则氢氧化钠已变质。

［教师］为什么要求稀盐酸是足量呢？

［生6］因为如果氢氧化钠是部分变质，滴入的稀盐酸先与氢氧化钠反应，看不到明显现象，等氢氧化钠完全反应后，稀盐酸才与碳酸钠反应产生气泡。

［生7］方案3：取少量待测液，向其中滴加少量的氢氧化钙溶液，如果有白色沉淀产生，则氢氧化钠已变质。

［生8］方案4：取少量待测液，向其中滴加少量的氯化钙溶液，如果有白色沉淀产生，则氢氧化钠已变质。

设计意图：对提出的问题作出猜想并设计方案，不能是漫无目的的设计方案，设计的方案都必须建立在学生所具备的知识的基础上，因此学生在设计方案时教师要做一些有意识的引导，给学生确定一个大致的方向，避免盲目性。而实验方案的设计应根据所学的知识设计合理、可行、简便的实验方案，再经过实验验证和细致地观察，从而找出有力的证据，为自己的猜想提供佐证或者做出合理的解释。因此在进行实验探究之前教师有必要对学生的设计过目，只要不涉及到实验安全等危险后果的，教师不要过多干预和修改学生的方案。

板块3：进行实验，得出结论

［教师］同学们设计的方案似乎都有道理，为了检验方案1是否可行，先请同学们观察下面一组对比实验：向等量（约1mL）的氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中分别滴加2滴无色酚酞试液，观察现象。

［众生］溶液都变红。

［教师］你能解释原因吗？

［生9］氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞试液溶液变红。

［教师］由此可见用无色酚酞试液无法检验氢氧化钠是否变质。刚才用了对比实验法，下面请同学们也用对比实验法使用实验桌上的试剂来探究敞口放置后的氢氧化钠溶液是否变质。

（学生根据实验桌上的试剂，小组合作进行探究实验并观察、记录实验过程和实验现象，教师巡视，指导学生进行操作。）

［教师］请同学们汇报一下你们小组的实验过程和实验现象。

［生10］方案2：取少量敞口放置后的稀氢氧化钠溶液，向其中滴加足量的稀盐酸，有气泡产生。取稀氢氧化钠溶液，向其中滴加足量的稀盐酸，没有气泡产生。

［生11］方案3：取少量敞口放置后的稀氢氧化钠溶液，向其中滴加少量的氢氧化钙溶液，有白色沉淀产生。取少量稀氢氧化钠溶液，向其中滴加少量的氢氧化钙溶液，没有白色沉淀产生。

［生12］方案4：取少量敞口放置后的稀氢氧化钠溶液，向其中滴加少量的氯化钙溶液，有白色沉淀产生。取少量稀氢氧化钠溶液，向其中滴加少量的氯化钙溶液，有白色沉淀产生。［教师］为什么氯化钙溶液滴入稀氢氧化钠溶液中会出现白色沉淀呢？因为氯化钙和氢氧化钠都易溶，而氢氧化钙微溶，所以会有沉淀析出。氯化钙溶液分别滴入敞口放置后的稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钠溶液中，都出现白色沉淀，因此，一般不用氯化钙溶液来检验氢氧化钠是否变质。通过探究我们得出可以用什么试剂来检验氢氧化钠是否变质呢？具体方法是什么？

［生13］通过探究我们得出可以用稀盐酸或氢氧化钙溶液来检验氢氧化钠是否变质。具体方法是：取少量待测液，向其中滴加足量的稀盐酸，如果有气泡产生，则氢氧化钠已变质，否则不变质。或者取少量待测液，向其中滴加少量的氢氧化钙溶液，如果有白色沉淀产生，则氢氧化钠已变质，否则不变质。

设计意图：4个方案中，教师选择方案1进行演示，目的是让学生观察实验操作来规范自己的实验操作，同时让学生知道对比实验的必要性并进行模仿。实验过程中，教师不断巡视，矫正学生的操作错误，使学生倾倒液体、滴加液体的基本实验操作能力得到了进一步提高。学生学会了观察、记录和思考，在实验操作过程中体验了实验探究的乐趣。方案4中氯化钙溶液滴入稀氢氧化钠溶液也有白色沉淀产生，这个现象与学生的想象不吻合，就需要教师进行解释。事实上将配得的氢氧化钠饱和溶液与氯化钙饱和溶液混合，立即产生大量白色沉淀，即使将其稀释至原来浓度的1／10，沉淀现象仍很清楚（从理论上讲，稀释至原饱和溶液浓度的1／1000仍应看到白色沉淀）。由此可见，用加入氯化钙溶液判断氢氧化钠是否变质的方法是不妥当的。

板块4：反思交流，反馈拓展

［教师］通过探究，你有哪些收获？通过探究，你有什么疑惑？

［众生］学生自主小结。

［教师］请同学们完成学案上的【练习反馈】（略）。

［教师］请同学们课后思考下列问题：

1．还能用什么试剂检验氢氧化钠是否变质？

2．如何检验氢氧化钠变质程度？

3．如何除去变质氢氧化钠中的碳酸钠？

设计意图：学生通过自主探究，知道了如何检验氢氧化钠是否变质的方法，掌握了探究实验的基本思路。同时，也会产生一些疑惑。让学生自主小结，师生交流共同解惑。由于课题时间的限制，可以结合拓展引申的3个问题在课后讨论解决。

六、教学设计反思

本课基于学科观念，体现了自主课堂的要求。

1．基于学科观念

（1）基于学科内容观念中的变化观

变化是化学的本质，化学变化具有多样性。本课涉及的化学变化有：氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中分别与无色酚酞试液反应，稀氢氧化钠溶液和敞口放置的稀氢氧化钠溶液中分别与稀盐酸、氢氧化钙溶液和氯化钙溶液反应。

（2）基于学科方法观念中的实验观

著名化学家傅鹰先生说过：“化学是实验的科学，只有实验才是最高法庭”。本课围绕氢氧化钠固体变质的问题，创设以实验为主的科学探究活动。先让学生知道实验探究的思路，设计实验方案。再利用对比实验进行演示，让学生模仿。学生进行实验探究时，指导学生规范操作、合作探究、仔细观察、如实记录。实验后，让学生认真思考、讨论交流、得出结论。增强了学生感性认识上升到理性认识的历程，便于知识的掌握、巩固及迁移，弥补教材实验的不足。

（3）基于学科学科价值观念的科学精神观

坚持认识的客观性和辩证性是科学精神的特征，理性思考、敢于怀疑是科学精神的特点，以实践为基础是科学精神的内在要求。本课的课题来自习题，大多数习题认为可以用氯化钙溶液来检验氢氧化钠是否变质。我首先参考了一些有关氢氧化钠变质问题的文章，然后在实验室用不同浓度的氢氧化钠溶液和氯化钙溶液进行了多次实验，发现氢氧化钠溶液和氯化钙溶液混合后都有白色沉淀生成。因此，用加入氯化钙溶液判断氢氧化钠是否变质的方法是不妥当的。

2．体现自主课堂要求

本课一开始就展示一瓶敞口放置的稀氢氧化钠溶液，引导学生提出“氢氧化钠是否变质？变成了什么物质？如何探究氢氧化钠是否变质？”等系列问题，让学生设计实验进行探究。不仅让学生小组合作设计实验方案、进行实验探究，并根据自己的不同体验与感受、不同的发现与表述，一起讨论交流、得出结论。而且通过设置一系列环环相扣的问题，对学生循循善诱。学生学习的积极性高，思维活跃，争先恐后地发言，在师生互动、生生互动中使问题得以解决。这种多样化的探究方式有效地拓宽了学生的思路，培养了学生尊重事实的科学态度，学生的自主探究和综合应用知识的能力得到了进一步发展。整个教学过程中，通过引导、激活学生已有的知识，让学生有话可说、有事可做、有疑点可提，充分体现学生主体参与。

本课通过创设情境引入课题，把问题带进课堂。通过拓展引伸提出3个问题，又把新的问题带出课堂。充分体现学生的自主探究，并产生进一步探究新问题的欲望。

［1］中华人民共和国教育部．义务教育化学课程标准（2011年版）［M］．北京：北京师范大学出版社，2012

［2］陈友楼．能用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否变质吗 ［J］．教学仪器与实验，2011，（11）：39－40

［3］王晨敏．立足原理 比较异同 突破迁移——以“氢氧化钠变质问题”的教学设计与反思 ［J］．化学教与学，2012，（11）：61－63、80

［4］苏毅严．对氢氧化钠变质问题的再探索之最佳试剂的选择［J］．中学化学教学参考，2013，（1－2）：36－37

1008-0546（2015）07-0047-03

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