仇建

摘 要：为了充分发挥科学探究在促进学生科学素养发展方面的独特价值，本文以“金属的化学性质”第1课时的课堂教学为载体，具体讨论如何进行教学设计，以期在教学过程中有效实施探究教学。

关键词：金属 化学性质 教学设计

一、教学过程

（一）问题引课

引言：黄铜是铜、锌合金，由于其外观与黄金相似，常被不法商贩用来冒充黄金牟取暴利。你知道哪些方法可以鉴别黄铜和黄金？

这个问题与学生的生活联系比较紧密，能引起他们的学习兴趣，帮助他们复习巩固已有知识（如二者的密度不同，合金和纯金属的硬度不同，铜能与氧气反应生成氧化铜等），并引导他们运用化学知识形成解决实际问题的实验方案（如分别测密度，相互刻画和灼烧等）。

教学过渡：其实，除上述三种方法可以鉴别黄铜和黄金外，还有许多方法，但需要大家积极、认真地参与本课的各项活动。首先，请你完成表1——金属的化学性质。

（二）认识“金属的化学性质”

表1 金属的化学性质

借助完善表格的过程，促使学生初步形成“具体—抽象”的思维方式，引导他们通过自主学习探知金属的三个重要的化学性质（金属与氧气的反应；金属与盐酸（稀硫酸）的反应；金属与化合物溶液的反应），并以此统领后续的探究学习活动。

教学过渡：接下来让我们依次了解金属的这三个重要的化学性质。首先，我要告知大家的是：“金属越容易与氧气反应，表明金属的活动性越强。”

1.探究“金属与氧气的反应”

镁条和铝片在常温下就能和空气中的氧气发生氧化反应；铁丝和铜片在常温、干燥的条件下几乎不与氧气反应，但铁在点燃时能与氧气反应，铜在加热时能与空气中的氧气反应；真金不怕火炼。（即金在高温时也不与氧气发生反应）

问题①：整理出以上三种情况下几种金属的活动性的大致强弱顺序。

问题②：联想通常不选用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳的原因，思考铝制餐具为什么不易腐蚀？

问题③：以上事实说明：金属的活动性决定着金属与氧气反应的难易或剧烈程度。据此，请你归纳出判断金属活动性强弱的方法一。

问题④：灼烧法可以鉴别黄铜和黄金，其中产生明显现象的反应的原理是什么？

在此过程中，问题①可引导学生学会从文本中提取有效信息，并通过自己的分析、思考获得事实性知识（镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼）；问题②可引导学生将“生成物会阻碍反应继续进行”迁移到“铝制餐具具有较好的抗腐蚀性的原因”之中，得出解释：“铝与氧气反应生成的一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化”；问题③则可引导学生总结得出判断金属活动性强弱的方法一：根据金属能否与氧气反应以及反应的剧烈程度判断金属的活动性强弱；问题④则可引发学生对灼烧法中“铜与氧气发生了反应”的现象进行再强化，并从中感悟此鉴别方法主要是利用了铜的化学性质。

教学过渡：通过上面的分析可知，通过金属与氧气能否反应及反应的剧烈程度可判断金属的活动性顺序，但有时这个方法还不够明确，譬如铁和铜究竟谁更活泼呢？通过方法一很难判断。请你参与完成动手实验。

2.探究“金属与盐酸（或稀硫酸）的反应”

动手实验：将铜、铁、锌、镁分别装入4支试管中，然后依次倒入少量（少于试管容积的1/6）稀盐酸（或稀硫酸），等候片刻，把燃烧的木条置于管口，观察现象；再完善表2或表3，思考问题①②③。（实验提示：主要观察能否反应或反应的剧烈程度）

表2 金属与稀盐酸的反应

表3 金属与稀硫酸的反应

注：在分组探究活动中，给一半学生提供盐酸，给另一半学生提供稀硫酸。

问题①：依据能否反应或反应的剧烈程度，请对4种金属进行分类并整理出它们的金属活动性顺序。

问题②：请你归纳出判断金属活动性强弱的方法二。

问题③：将黄铜和黄金分别放入稀盐酸中，黄铜表面有气泡产生，黄金表面无变化。黄铜中的哪种成分与稀盐酸发生了反应？铜和金哪种金属更活泼？

此过程给学生提供了动手实验的机会，从中学生可掌握取用固体和液体药品的操作技能，学会从反应能否发生或反应的剧烈程度的角度进行实验观察和完成实验报告，形成感性认识。问题①引导学生依据能否与盐酸溶液反应将4种金属分为两类（镁、锌和铁为活泼金属，铜为不活泼金属），并理性认知它们的金属活动性顺序（镁>锌>铁>铜），从而解决了上一活动中的遗留问题；问题②则引导学生运用上一活动习得的方法自主总结出判断金属活动性的方法二：根据金属能否与稀盐酸（或稀硫酸）反应以及反应的剧烈程度判断金属活动性强弱。问题③引导学生从中感悟此鉴别方法主要是利用了镁、铁、锌的化学性质，可促使他们在“铜和金的金属活动性还没有确定出来”的疑惑中悄悄地将教学内容过渡到“如何判断金、银和铜等这类与稀盐酸（稀硫酸）不能发生反应的金属的活动性强弱”的探究活动中。

教学过渡：铁除了能与稀盐酸（或稀硫酸）反应外，还能与硫酸铜溶液反应，此反应表明铁的金属活动性比铜强，相反，反应后生成的铜不能与硫酸亚铁溶液反应，又可说明铜的金属活动性比铁弱。下面请你通过实验探究（一）和（二），感悟判断金属活动性强弱的方法三。

3.探究“金属与化合物溶液的反应”

实验探究（一）

提出问题：如何判断Ag、Cu的金属活动性强弱？

设计实验：①将铜丝插入硝酸银溶液中；②将银丝插入硝酸铜溶液中。

进行实验：依据提供的药品试剂进行实验，并把实验中观察到的现象记录于表4中。（实验提示：主要观察能否反应，依据是有无新固体生成和溶液颜色的变化）

表4 金属与化合物溶液的反应（1）

学生在经历了“提出问题—设计实验—动手实验—完成报告”等学习过程后，不但能解决上一活动的遗留问题，而且能初步习得科学探究的基本流程，同时也做好了下一学习活动的铺垫。

教学过渡：运用以上实验原理，你能设计实验判断Cu、Al的金属活动性强弱吗？

实验探究（二）

提出问题：如何运用以上原理判断Cu、Al的金属活动性强弱？

设计实验：a.将铝丝插入硫酸铜溶液中；b.将铜丝插入硫酸铝溶液中。

进行实验：分别完成自己设计的实验a和实验b，并把实验中观察到的现象记录于表5中。（注意：实验前，需要先用砂纸将铝片打磨光亮，思考“为什么？”）

表5 金属与化合物溶液的反应⑵

继续让学生经历“提出问题—设计实验—动手实验—完成报告”等学习过程，促使学生对科学探究的基本流程达到熟练掌握的程度，强化对基本实验技能的学习，从而逐步形成科学探究能力。

教学过渡：在以上实验探究的基础上，请你思考问题①②③。

问题①：Cu、Al和Ag三种金属存在怎样的金属活动性顺序？你是基于哪些实验结果加以判断的？

问题②：请你归纳出判断金属活动性强弱的方法三。

问题③：学习至此，你有鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法吗？

以上问题，可引导学生运用前面获得的学习方法，通过组合实验①和实验a或实验①和实验b，得出三种金属的活动性强弱顺序（Al>Cu>Ag），并顺利归纳出判断金属活动性强弱的方法三：根据金属能否把另一种金属从其化合物溶液中反应出来判断其活动性强弱。并能运用此原理设计出鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法：分别将它们放入硝酸银溶液中，观察有无银白色固体析出或溶液是否由无色变成蓝色。

（三）课堂小结

结束语：本课我们围绕“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”，学习了金属的三个重要的化学性质，并知道了利用这些化学性质均可判断金属的活动性强弱顺序，同时掌握了一些基本的实验操作技能，为以后进行科学探究夯实了基础。

二、评价与反思

同行的评价：本案例是南通市7所名校的校际交流展示课，课后同行做出的评价如下：主线明确，全课紧扣“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”实施教学；重视引导学生自主归纳，本节课基于学生的实验探究，引导学生归纳出了金属的三个重要的化学性质，并以此统领了后面的三个教学版块，每个版块中也通过系列问题引导学生进行了总结和归纳，帮助学生逐步形成了科学的学习方法；精心设计和组织了探究活动，学生在本课中共完成了7个探究性小实验，通过实验后的问题思考活动避免了探究过程的形式化和表面化。

作者的反思：在本课中，学生掌握了金属的化学性质、金属的活动性强弱顺序的判断方法和实验的基本操作技能，在多次回顾之前学习活动的过程中，形成了“具体—抽象、静态—动态、感性—理性”等思维品质，借助“如何鉴别黄金和黄铜”，促使学生形成了“性质决定用途”的基本观点，并感知了化学学科的价值，有机结合了三个维度的教学目标。（即“知识与技能”、“过程与方法”和“情感、态度、价值观”三个方面都得到和谐发展，融为一体）

教学过渡：运用以上实验原理，你能设计实验判断Cu、Al的金属活动性强弱吗？

实验探究（二）

提出问题：如何运用以上原理判断Cu、Al的金属活动性强弱？

设计实验：a.将铝丝插入硫酸铜溶液中；b.将铜丝插入硫酸铝溶液中。

进行实验：分别完成自己设计的实验a和实验b，并把实验中观察到的现象记录于表5中。（注意：实验前，需要先用砂纸将铝片打磨光亮，思考“为什么？”）

表5 金属与化合物溶液的反应⑵

继续让学生经历“提出问题—设计实验—动手实验—完成报告”等学习过程，促使学生对科学探究的基本流程达到熟练掌握的程度，强化对基本实验技能的学习，从而逐步形成科学探究能力。

教学过渡：在以上实验探究的基础上，请你思考问题①②③。

问题①：Cu、Al和Ag三种金属存在怎样的金属活动性顺序？你是基于哪些实验结果加以判断的？

问题②：请你归纳出判断金属活动性强弱的方法三。

问题③：学习至此，你有鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法吗？

以上问题，可引导学生运用前面获得的学习方法，通过组合实验①和实验a或实验①和实验b，得出三种金属的活动性强弱顺序（Al>Cu>Ag），并顺利归纳出判断金属活动性强弱的方法三：根据金属能否把另一种金属从其化合物溶液中反应出来判断其活动性强弱。并能运用此原理设计出鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法：分别将它们放入硝酸银溶液中，观察有无银白色固体析出或溶液是否由无色变成蓝色。

（三）课堂小结

结束语：本课我们围绕“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”，学习了金属的三个重要的化学性质，并知道了利用这些化学性质均可判断金属的活动性强弱顺序，同时掌握了一些基本的实验操作技能，为以后进行科学探究夯实了基础。

二、评价与反思

同行的评价：本案例是南通市7所名校的校际交流展示课，课后同行做出的评价如下：主线明确，全课紧扣“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”实施教学；重视引导学生自主归纳，本节课基于学生的实验探究，引导学生归纳出了金属的三个重要的化学性质，并以此统领了后面的三个教学版块，每个版块中也通过系列问题引导学生进行了总结和归纳，帮助学生逐步形成了科学的学习方法；精心设计和组织了探究活动，学生在本课中共完成了7个探究性小实验，通过实验后的问题思考活动避免了探究过程的形式化和表面化。

作者的反思：在本课中，学生掌握了金属的化学性质、金属的活动性强弱顺序的判断方法和实验的基本操作技能，在多次回顾之前学习活动的过程中，形成了“具体—抽象、静态—动态、感性—理性”等思维品质，借助“如何鉴别黄金和黄铜”，促使学生形成了“性质决定用途”的基本观点，并感知了化学学科的价值，有机结合了三个维度的教学目标。（即“知识与技能”、“过程与方法”和“情感、态度、价值观”三个方面都得到和谐发展，融为一体）

教学过渡：运用以上实验原理，你能设计实验判断Cu、Al的金属活动性强弱吗？

实验探究（二）

提出问题：如何运用以上原理判断Cu、Al的金属活动性强弱？

设计实验：a.将铝丝插入硫酸铜溶液中；b.将铜丝插入硫酸铝溶液中。

进行实验：分别完成自己设计的实验a和实验b，并把实验中观察到的现象记录于表5中。（注意：实验前，需要先用砂纸将铝片打磨光亮，思考“为什么？”）

表5 金属与化合物溶液的反应⑵

继续让学生经历“提出问题—设计实验—动手实验—完成报告”等学习过程，促使学生对科学探究的基本流程达到熟练掌握的程度，强化对基本实验技能的学习，从而逐步形成科学探究能力。

教学过渡：在以上实验探究的基础上，请你思考问题①②③。

问题①：Cu、Al和Ag三种金属存在怎样的金属活动性顺序？你是基于哪些实验结果加以判断的？

问题②：请你归纳出判断金属活动性强弱的方法三。

问题③：学习至此，你有鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法吗？

以上问题，可引导学生运用前面获得的学习方法，通过组合实验①和实验a或实验①和实验b，得出三种金属的活动性强弱顺序（Al>Cu>Ag），并顺利归纳出判断金属活动性强弱的方法三：根据金属能否把另一种金属从其化合物溶液中反应出来判断其活动性强弱。并能运用此原理设计出鉴别黄铜和黄金的第四种化学方法：分别将它们放入硝酸银溶液中，观察有无银白色固体析出或溶液是否由无色变成蓝色。

（三）课堂小结

结束语：本课我们围绕“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”，学习了金属的三个重要的化学性质，并知道了利用这些化学性质均可判断金属的活动性强弱顺序，同时掌握了一些基本的实验操作技能，为以后进行科学探究夯实了基础。

二、评价与反思

同行的评价：本案例是南通市7所名校的校际交流展示课，课后同行做出的评价如下：主线明确，全课紧扣“如何利用化学方法鉴别黄铜和黄金”实施教学；重视引导学生自主归纳，本节课基于学生的实验探究，引导学生归纳出了金属的三个重要的化学性质，并以此统领了后面的三个教学版块，每个版块中也通过系列问题引导学生进行了总结和归纳，帮助学生逐步形成了科学的学习方法；精心设计和组织了探究活动，学生在本课中共完成了7个探究性小实验，通过实验后的问题思考活动避免了探究过程的形式化和表面化。

作者的反思：在本课中，学生掌握了金属的化学性质、金属的活动性强弱顺序的判断方法和实验的基本操作技能，在多次回顾之前学习活动的过程中，形成了“具体—抽象、静态—动态、感性—理性”等思维品质，借助“如何鉴别黄金和黄铜”，促使学生形成了“性质决定用途”的基本观点，并感知了化学学科的价值，有机结合了三个维度的教学目标。（即“知识与技能”、“过程与方法”和“情感、态度、价值观”三个方面都得到和谐发展，融为一体）