以探究式教学成就科学高效课堂——以“酸和碱之间发生的反应”为例

李美素

（浙江省玉环县城关第一中学　浙江玉环　317600)



以探究式教学成就科学高效课堂
——以“酸和碱之间发生的反应”为例

李美素

（浙江省玉环县城关第一中学浙江玉环317600)

摘要：以玉环独特的三期土质条件进行酸碱测定实验加以导入并进行系列探究实验，引导学生从定性到定量、从宏观到微观、从理论到实践，多角度多层次地帮助学生理解酸和碱之间发生的反应本质，有助于学生把课堂知识运用在生活、生产和科学研究中。

关键词：探究式教学；高效课堂

科学课程标准明确指出，从学生和社会发展的需要出发，将科学探究作为课堂教学的突破口，既能激发学生的学习热情，促进学生积极主动地学习，也能促进学生科学素养主动、全面发展。以探究为本的教育旨在转变学生的学习方式，让学生有更多的机会体验科学探究的过程，帮助学生在知识的形成、联系、应用过程中养成科学态度、获得科学方法，理解科学的本质。

以实验为基础是化学学科的重要特征之一。化学实验对于提高化学教学质量具有其它教学形式不可替代的特殊作用。运用实验来探究化学物质及其变化本质和规律的方式学习化学基础知识，体验科学探究的一般过程，掌握探究学习的一般方法，是中学阶段化学教学的重要途径和举措。本文拟结合“酸和碱之间发生的反应”的课堂教学为例，从激发学生探究欲望、发掘探究潜能、诱导探究方向、提高探究能力等方面进行阐述，以达到高效科学（化学）课堂的目的。

一、创设情境，激发探究欲望

玉环地处浙江东南沿海，地形分为海岛丘陵、滩涂冲积小平原，有漩门湾二期、三期围海造田的工程，可以说课程教学资源非常丰富多样。在本课教学引课时，我们可用展示家乡资源地图（玉环地图，包括二期、三期过程），比较二期、三期区域经济作物种植情况比较开设：提供目前三期土壤（围海造田至今5年）很难种植作物，只能长一些如图所示的植物；而玉环农业观光园二期土壤（围海造田至今15年），可以种植不同种类作物，如文旦、葡萄、西瓜等（如图）的真实信息，提出问题。

___________作物　适宜种植的土壤pH ___________文旦　5.5～6.5 ___________葡萄　6～6.5 ___________西瓜　6.5～7

［问题1］为什么三期的土壤目前不适宜种植上述作物？

［学生］三期的土壤可能呈碱性或酸性。

［追问］真的是碱性吗？我们如何解决刚才猜想？

［学生］实验探究：检测三期土壤的酸碱性。

二、问题引导，发掘探究的潜能

化学实验可以激发学生学习兴趣，培养学生科学态度、动手、观察与批判思维能力等，化学实验具有讲授等其它教学手段不可替代的功能，是化学课堂教学中不可缺少的重要组成元素。就目前化学课堂实验教学现状来看，绝大部分是演示实验（多为验证性实验），探究性实验（基于问题式实验）较少。然而化学实验不应当、也不只是作为一种验证工具和手段，更应是研究问题、解决问题的一种方法。课堂教学中采用探究性实验方式可以为学生提供发现问题和解决问题的机会，使学生的学习始于发现问题，终于解决问题。

［问题2］如何检测三期土壤的酸碱性？

［学生］可以用石蕊试剂、酚酞溶液、pH试纸。

［教师］检测首先需要获得土壤溶液（教师简单讲述科学取样一般方法）。

［教师］阐述课前与部分同学共同制取土壤溶液的过程的目的。

［活动］全班分为8个学习小组，以小组为单位进行实验。

［实验］取一定量土样过滤液于试管中，滴加酚酞试液，溶液显红色；滴加石蕊试液，溶液显蓝色。

［汇报］结论：三期工程区域土壤呈碱性。

［问题3］如何检测三期土壤液的（酸）碱性强弱？

［学生］pH试纸。

［实验］用玻璃棒蘸取土样液，滴在广泛pH试纸上，将试纸上呈现的颜色与标准比色卡比色，记录下相应的pH值。

［汇报］结论：测得土壤溶液pH=8；pH=9不等。

［拓展］用pH试纸测试的方法比较粗略，精确的测试可以使用酸度计。

［演示］将校准好的酸度计插入土样液中，直到液体浸到最低浸没线位置，轻轻搅动几下，等到显示值稳定，读取pH值。（结论：pH=8.6，呈碱性。）

提示：土壤酸碱性分析表。

_pH　 <4.5 _ 4.5～5.5_ 5.5～6.5 _ 6.5～7.5 _ 7.5～8.5 _ 8.5～9.5 ＞9.5酸碱_性强酸性　酸性　弱酸性　中性　弱碱性　碱性　强碱性_

［总结］目前三期土壤因呈碱性而不能种植适于弱酸性或中性土壤生长的作物。

［问题4］如果想在短期内利用三期土壤种植上述作物，应如何改良土壤？

［学生］加入酸性物质，使其发生转变。

［追问］加入酸性物质的目的是？你认为是如何转化为中性或酸性的？

［学生1］酸与碱性物质反应，转变为中性。

［学生2］相互混合就可以抵消。

［演示］NaOH溶液和HCl溶液反应。

［现象］在NaOH溶液中滴加稀盐酸，无明显现象。

［追问］上述两种溶液混合是否反应？若反应我们如何确定？

三、适时点拨，诱导探究方向

为了达到让学生自主探究学习的目的，教师在演示酸碱中和反应时，让学生注意观察实验结果。学生自己去发现问题，为什么没有明显的实验现象，于是引导学生质疑、猜想，然后提出解决方案，确定方案后分组实验探究，确定正确认识。当然在教学时，学生困惑时可适当点拨、指导和帮助，这需要教师以问题方式诱导学生确立探究方向。在探究教学中，教师是引导者，基本任务是启发诱导，学生是探究者，其主要任务是通过自己的探究，发现新事物。因此，必须正确处理教师的“引”和学生的“探”的关系，做到既不放任自流，让学生漫无边际去探究，也不能过多牵引。

探究一：酸和碱能不能发生化学反应？

［学生猜想］1、能反应，有新物质生成；

2、不能反应，混合物中既有酸又有碱（两者共存）。

［设计方案］研讨确立方案如下：

NaOH和HCl混合液____试剂　现象　现象____Zn粒______________ ____酚酞

［结果预测］①有气泡产生；溶液无色（有酸无碱）

②无气泡产生；溶液红色（无酸有碱）

③无气泡产生；溶液无色（无酸无碱）

④有气泡产生；溶液红色（有酸有碱）

通过分组实验后，每个小组汇报实验现象。8个小组汇报共有3种现象即预测中的①②③。

［结论］猜想1成立，即酸、碱不能共存。

在课堂上，让学生交流探究成果。在相互交流中，学生思维相互碰撞，撞击出创造思维的火花。交流形式可以灵活多样，可以让学生自由发言，也可以让学生先在四人小组交流，然后派代表在全班汇报。

［追问］NaOH溶液和稀盐酸反应后的溶液中滴加酚酞，溶液显无色，能否判断溶液显中性？酚酞应该何时加更恰当？

［实验］书本P19——活动1，反应前后溶液的酸碱性发生改变。

在盛有溶液的试管里，滴加1滴酚酞试液，再逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，观察现象。

［思考与讨论］书本P20。

上述活动中，滴入一定量的稀盐酸，溶液从红色变为无色，这说明溶液的酸碱性发生了什么变化？

［学生］溶液由酸性变成了中性，若酸过量，则变成酸性。

［教师］帮助学生理解酚酞滴加的次序的目的性。

［教师］图表分析。

［追问］酸和碱能发生反应，那么反应的本质是什么？

四、宏微结合，理解性质探究

利用酸碱指示剂可以检验溶液的酸碱性，而借助pH计可以精确地知道溶液的酸碱性的强弱程度，即溶液的酸碱度。将这两个知识点整合在一起，从而引导学生从宏观到微观，定性到定量的角度来认识溶液，有助于学生理解知识在生活、生产和科学研究中运用本质。因此本环节在探究一的基础上，继续引导学生进行探究二。

探究二：酸和碱发生反应的本质是什么？

［分析］溶液由红色变成无色，说明溶液不再呈碱性了，即NaOH发生了反应。

［问题1］NaOH中是Na+还是OH-真正参与了反应？（提示：是OH-和H+使指示剂显色的）

［学生］是OH-。

［问题2］OH-会和盐酸中的什么微粒发生作用？H+还是Cl-？

［实验］书本P19——活动2

用滴管吸取反应后的溶液滴在蒸发皿中，在酒精灯上烘干，蒸发皿上留下了什么？

［现象］有白色固体析出。

［问题3］得到的白色固体是什么？

［学生］可能是氯化钠。

［问题4］如何验证该白色固体是NaCl？（验证Cl-）。

［实验］取一定量该白色固体于试管中，加水溶解，加入AgNO3，再滴加稀HNO3。

（现象：产生沉淀）

［分析］实验验证Cl-还存在，说明OH-是与H+反应的，并且生成水蒸发了。

［问题5］微观角度分析反应前后溶液中离子发生了怎样的变化？

［学生］旧物质H+、OH-没有了，原子进行重新组合，形成了新物质H2O。

［小结］该反应的本质是：H++ OH-=H2O。（板书）

［过渡］碱除了NaOH以外，还有KOH、Ca（OH）2、Cu（OH）2、Fe（OH）3等，酸除了HCl、H2SO4以外，还有HNO3、H3PO4等，这些碱和这些酸之间也能够发生反应。碱和酸之间发生反应能生成盐和水。而且它们反应的本质是一样的。

［问题解决］读图：书本P20。用你自己的话，概括一下酸与碱之间反应的实质。

［学生］酸和碱之间反应的本质是H+和OH-结合成H2O的过程。

［教师］酸和碱反应方程式的书写规律（相互交换）。

［任务］根据酸碱反应方程式的书写规律，请完成NaOH+HNO3和Cu（OH）2+HCl的两个化学反应方程式。

［学生］独立完成两个化学反应式的书写。

［教师］通过本节课的探究学习，我们学会了在碱性物质中加入酸性物质，或在酸性物质中加入碱性物质，可以调节溶液的酸碱性。酸和碱之间反应生成盐和水，其本质是H+和OH-结合成H2O。利用该原理，在实际生活中我们可以解决一些问题。

［应用］1、改变土壤的酸碱性

①酸性土壤加适量的碱性物质——通常加熟石灰

②碱性土壤加适量酸性物质

［学生讨论］如果将三期土壤（碱性）变成中性土壤，应加入酸性物质，如何知道酸、碱没有剩余，恰好完全反应？

2.处理工厂的废水及精制石油

硫酸厂的废水中含有硫酸等杂质，常用熟石灰（Ca（OH）2）进行处理：Ca（OH）2+ H2SO4=CaSO4+ 2H2O。

采用探究性实验方式可以为学生提供发现问题和解决问题的机会，使学生的学习始于问题，推进于问题，归结于问题。学生也可通过搜索、查阅大量的资料，寻求问题解决的途径，设计解决问题的实验方案，最终通过自己的努力将问题解决。课堂是教师实施教学活动的主阵地，是学生学习的主渠道，教师只有在课堂的设计上多下功夫，才能有效地提高课堂效率，激发学生的学习兴趣，真正达到教育教学的目的。

参考文献

［1］朱清时.科学九年级（上)［M］.杭州：浙江教育出版社，2014，7

［2］郑青岳.郑青岳科学教育讲演录［M］.杭州：浙江教育出版社，2015，11

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.024

文章编号：1008-0546（2016）04-0066-04

中图分类号：G633.8

文献标识码：B