论文部分内容阅读
摘要：笔者以《氯水成分性质的探究》一课为例，来谈谈如何运用“问题探究式”教学来引导学生在问题情境中发现问题，在实验探究中解决问题，在发现问题、解决问题过程中提高自身的核心素养。
关键词：核心素养；氯水；问题探究
中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）17-031-2
探究式案例教学法是一种将理论教学与实际案例相结合的教学方法，教师通过为学生创设情景、设置问题等策略，激发学生对知识的探索欲望，提高学生的学习积极性，从而实现教学效率的提升。下面笔者就以《氯水成分性质的探究》一课为例，来谈谈如何运用“问题探究式”教学来提高学生的核心素养。
一、教学方法：
1.教法——“活动教学法”
本案例所指的“活动教学法”，即以鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践为基本特征，以实现学生多方面能力综合发展为核心，以促进学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。
2.学法——“探究学习法”
本案例所指的“探究”，即“深入探讨，反复研究”。即教育家肖川提出的：“探究学习就是从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设一种类似于学术或科学研究的情景，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集和处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方法和学习过程。”
二、教学实录及点评
1.抛出问题，引导启发，提出假设
【教师】 抛出问题“请学生观察新制氯水的颜色（浅黄绿色）状态（液态）和气味（刺激性气味），根据氯水的这些性质结合我们已学知识，猜测氯水中可能含有什么成分，为什么？”
【学生】 氯水中存在着Cl2，因为氯水是黄绿色的同时有刺激性气味，同时还有H2O分子，因为氯水呈液态。
【教师】 继续抛出问题“氯水溶于水的过程是单纯的溶解过程，即物理变化？还是其中发生了什么化学反应呢？如果是物理变化，那么氯水中存在什么微粒？如果是化学变化，根据质量守恒定律氯水中又可能存在那些微粒呢？”
【學生】 思考、讨论回答。如果是物理变化：氯水中只有Cl2和H2O；如果是化学变化，氯气和水可能生成盐酸，即氯水中应该有H 和Cl-
【教师】 那要如何检验氯水中是否存在上述微粒？——实践是检验真理的唯一标准。
点评：通过学生的观察和老师的引导不停的抛出问题，创设问题情境，以此培养学生的问题意识。通过观察现象、思考、推理，大胆提出有关氯水成分的猜想与假设。在观察氯水的过程中，考查了学生自觉、有效提取已有信息的素养，在思考“氯气溶于水是物理变化还是化学变化”时，引导学生能多角度、辩证、全面地分析问题。
2.设计方案，自主探究，得出结论
【学生回答，教师补充】
①检验Cl-：用AgNO3溶液和稀HNO3
②检验H ：用NaHCO3、Na2CO3、pH试纸、石蕊试液等。
③检验Cl2：颜色、气味、湿润的淀粉KI试纸
【教师】 下面就请大家根据桌面上的药品结合自己设计的实验，动手来检验一下氯水中是否存在上述微粒。
[实验一] 取少量氯水于试管中，加入几滴AgNO3，再加稀硝酸，观察现象
[实验二] 取少量NaHCO3于试管中，加入几滴氯水，把氯水滴到pH试纸，观察现象；
[实验三] 用玻璃棒蘸取少量氯水于淀粉碘化钾试纸上，观察现象
学生进行实验操作，教师进行指导。
根据实验情况，请学生回答实验过程中观察到的现象及结论。
【学生】 [实验一] 有白色沉淀，证明氯水中存在Cl-。
[实验二] 有气泡产生，证明氯水中有H 。
[实验三] 淀粉KI试纸变蓝，证明氯水中存在氯气分子；
点评：学生为了验证自己的假设，根据已有知识和经验设计合理的验证方案，通过自主的实验探究，根据实验现象和自己的已有认知收集必要的信息与证据，验证自己的假设，得到初步的结论：氯水中除了Cl2分子、H2O分子外，还存在H 、Cl-。也就是说，Cl2溶于H2O的过程中发生了化学变化。该过程通过学生的自主探究，一方面训练了学生的动手实验能力，同时个更锻炼了学生收集信息和解决问题的能力与素养。
3.意外现象，引导质疑，提出新问题
【教师】 引导质疑：对于实验的现象和结论，同学们有没有什么疑问呢？
【学生】 交流讨论
【学生1】 把氯水滴到pH试纸上，为何试纸最后变白了呢？不是应该变红吗？
【学生2】 根据质量守恒定律，反应物水中的氧元素到哪去了呢？
【教师】 很好，下面我们就一起来解决这两个问题，问题1，说明了什么呢？
【学生】 氯水有漂白性。
【教师引导】 氯水中这种漂白性的物质是什么呢？Cl2？ H2O？ HCl？还是那种未知含氧的物质呢？
点评：通过意外现象“pH试纸变白了”，引导学生对已有结论大胆提出质疑，反思自己刚刚思维过程中是否存在漏洞，教师通过有效的提问，不停制造悬念，引发学生的思考，使其产生迫切的解决问题的欲望，而这样强烈的求知欲，能够激发学生自发、自主的探究欲望。有利于培养学生不畏困难、敢于质疑、勇于探究的科学素养。
4.设计方案，收集信息，完善结论
【学生讨论】 用干燥的氯气与pH试纸或有色物质作用，看其是否褪色，来证明氯气有没有漂白性；再用盐酸滴到pH试纸或有色物质上，看其是否褪色来证明盐酸有无漂白性。 【实验演示】 如图所示：用浓盐酸与KMnO4在密闭容器中反应现制氯气，在锥形瓶的两侧放入了干燥的pH试纸和润湿过的pH试纸，挤压胶头滴管胶头，触发反应，观察现象。再另取一pH试纸，滴上盐酸，观察对比现象。实验结束后，用一盛有NaOH溶液的针筒把氢氧化钠压入锥形瓶，与氯气反应。
【现象结论】 干燥的pH试纸无变化，湿润的pH试纸褪色，滴有盐酸的pH试纸呈现红色。这两个对比实验说明了Cl2分子和盐酸都不具有漂白性，那应该是氯气和水反应生成了一种具有漂白性的含氧元素的物质，那这种物质是什么呢？
【给出信息】 次氯酸HClO是一种具有漂白性的物质，它可以氧化有机色素成无色物质，且漂白后的物质很难恢复原有颜色。同时次氯酸具有弱酸性，其酸性比碳酸还弱，且不稳定，见光或遇热易分解成盐酸和氧气。（当然条件允许可以让学生通过书籍、网络等自行收集信息更佳）。
【教师】 请大家根据所给信息，推导Cl2与H2O反应的化学方程式
【学生】 Cl2 H2OHCl HClO
【教师】 此反应是可逆反应，可逆反应：同一时间既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
【教师】 请讨论，推断出氯水中存在哪些微粒？
【学生】 讨论，得出结论：氯水中存在Cl2、H2O、HClO、H 、Cl-、ClO-、少量OH-
【过渡】 根据资料，判断氯水中的这些成分决定了氯水有什么样的性质呢？
【学生】 讨论得出结论，老师完善。
（1）酸性（H ）（2）强氧化性（Cl2）（3）漂白性（HClO）（4）与Ag 沉淀（Cl-）（5）不稳定性（HClO）
点评：学生通过已有经验以及实验验证氯气与水反应生成了HCl，故心理有了预判，认为氯水会使pH试纸显红色，结果实验却发现试纸变白了，通过这样一种冲击性的意外现象，提出新问题：“氯水中什么成分可以使pH试纸变白呢”。学生通过实验中的意外现象发现新问题→提出新方案→实验验证→收集信息→完善结论，在这个过程中学生经历了新一轮的问题探究的过程，进一步熟练了问题探究的模式，掌握了问题解决的基本方法，提高了问题解决的能力。同时，对于氯水的漂白实验进行了简单改进，现制现用且在密闭空间中进行避免了氯气收集过程中造成的污染，最后加入NaOH把污染性的气体氯气反应掉，在此过程中培养学生的创新意识与环保意识。
5.联系实际，学会应用，解决问题
【问题1】 已知游泳池常用通少量氯气的方法来杀菌消毒，思考为什么游泳衣穿久了会发黄
【学生答】 HClO把泳衣漂白了
【问题2】 氯水久置后最终会变成什么？
【结论】 盐酸
【问题3】 氯水应如何保存？
【学生答】 避光，可选择棕色试剂瓶，置于阴暗处
【问题4】 自来水一般是用少量的氯气消毒。如果实验室中临时没有蒸馏水，可以用自来水配制某些急需的药品，但有些药品若用自来水配制，则明显会导致药品变质。下列哪些药品不能用自来水配制（）
A.Na2SO4B.NaClC.AgNO3D.K2CO3
点评：通过问题形式帮助学生理解、掌握和应用新知识。一方面学生只有学会运用所学知识解决实際问题，才能把知识内化、学活。另一方面，在解决实际问题的过程中，学生的知识体系和问题解决能力才能不断发展、完善与提高。
三、教学总结与反思
本节课通过“创设问题情境→发现提出问题→讨论提出假设→探究收集证据→作出合理解释→得出结论→应用解决问题”的问题探究式教学方式对氯水的成分与性质进行了探究。通过对“探究氯水中存在微粒”的实验设计来引导学生学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力；通过氯水滴到pH试纸上意外现象的发现，培养学生敢于质疑，勤于思考，逐步形成独立思考的能力；通过动手实验，培养学生动手操作能力、观察能力和思维能力，提高了学生化学学习的兴趣；通过实验现象及教师给出的信息的处理，培养学生搜集和处理信息的能力及获取新知识的能力；通过生活实例中的一些问题，考查学生知识的应用迁移能力以及运用已学知识分析、解决问题的能力。
总之，《氯水成分与性质探究》一课，以“问题探究式”教学为媒介，不仅训练了学生的实验技能、调动了学生的化学学习兴趣，更是借此培养了学生多方面的核心素养和科学观念。
[参考文献]
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人名教育出版社，2003（01）.
[2]教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[J].人民教育，2001（09）.
[3]何婧.化学问题探究教学模式的研究[D].武汉：华中师范大学，2007.
[4]席咏梅.人教版高中化学必修1教材实验改进与实践研究[D].内蒙古：内蒙古师范大学，2016.
关键词：核心素养；氯水；问题探究
中图分类号：G633.8文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）17-031-2
探究式案例教学法是一种将理论教学与实际案例相结合的教学方法，教师通过为学生创设情景、设置问题等策略，激发学生对知识的探索欲望，提高学生的学习积极性，从而实现教学效率的提升。下面笔者就以《氯水成分性质的探究》一课为例，来谈谈如何运用“问题探究式”教学来提高学生的核心素养。
一、教学方法：
1.教法——“活动教学法”
本案例所指的“活动教学法”，即以鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践为基本特征，以实现学生多方面能力综合发展为核心，以促进学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。
2.学法——“探究学习法”
本案例所指的“探究”，即“深入探讨，反复研究”。即教育家肖川提出的：“探究学习就是从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设一种类似于学术或科学研究的情景，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集和处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方法和学习过程。”
二、教学实录及点评
1.抛出问题，引导启发，提出假设
【教师】 抛出问题“请学生观察新制氯水的颜色（浅黄绿色）状态（液态）和气味（刺激性气味），根据氯水的这些性质结合我们已学知识，猜测氯水中可能含有什么成分，为什么？”
【学生】 氯水中存在着Cl2，因为氯水是黄绿色的同时有刺激性气味，同时还有H2O分子，因为氯水呈液态。
【教师】 继续抛出问题“氯水溶于水的过程是单纯的溶解过程，即物理变化？还是其中发生了什么化学反应呢？如果是物理变化，那么氯水中存在什么微粒？如果是化学变化，根据质量守恒定律氯水中又可能存在那些微粒呢？”
【學生】 思考、讨论回答。如果是物理变化：氯水中只有Cl2和H2O；如果是化学变化，氯气和水可能生成盐酸，即氯水中应该有H 和Cl-
【教师】 那要如何检验氯水中是否存在上述微粒？——实践是检验真理的唯一标准。
点评：通过学生的观察和老师的引导不停的抛出问题，创设问题情境，以此培养学生的问题意识。通过观察现象、思考、推理，大胆提出有关氯水成分的猜想与假设。在观察氯水的过程中，考查了学生自觉、有效提取已有信息的素养，在思考“氯气溶于水是物理变化还是化学变化”时，引导学生能多角度、辩证、全面地分析问题。
2.设计方案，自主探究，得出结论
【学生回答，教师补充】
①检验Cl-：用AgNO3溶液和稀HNO3
②检验H ：用NaHCO3、Na2CO3、pH试纸、石蕊试液等。
③检验Cl2：颜色、气味、湿润的淀粉KI试纸
【教师】 下面就请大家根据桌面上的药品结合自己设计的实验，动手来检验一下氯水中是否存在上述微粒。
[实验一] 取少量氯水于试管中，加入几滴AgNO3，再加稀硝酸，观察现象
[实验二] 取少量NaHCO3于试管中，加入几滴氯水，把氯水滴到pH试纸，观察现象；
[实验三] 用玻璃棒蘸取少量氯水于淀粉碘化钾试纸上，观察现象
学生进行实验操作，教师进行指导。
根据实验情况，请学生回答实验过程中观察到的现象及结论。
【学生】 [实验一] 有白色沉淀，证明氯水中存在Cl-。
[实验二] 有气泡产生，证明氯水中有H 。
[实验三] 淀粉KI试纸变蓝，证明氯水中存在氯气分子；
点评：学生为了验证自己的假设，根据已有知识和经验设计合理的验证方案，通过自主的实验探究，根据实验现象和自己的已有认知收集必要的信息与证据，验证自己的假设，得到初步的结论：氯水中除了Cl2分子、H2O分子外，还存在H 、Cl-。也就是说，Cl2溶于H2O的过程中发生了化学变化。该过程通过学生的自主探究，一方面训练了学生的动手实验能力，同时个更锻炼了学生收集信息和解决问题的能力与素养。
3.意外现象，引导质疑，提出新问题
【教师】 引导质疑：对于实验的现象和结论，同学们有没有什么疑问呢？
【学生】 交流讨论
【学生1】 把氯水滴到pH试纸上，为何试纸最后变白了呢？不是应该变红吗？
【学生2】 根据质量守恒定律，反应物水中的氧元素到哪去了呢？
【教师】 很好，下面我们就一起来解决这两个问题，问题1，说明了什么呢？
【学生】 氯水有漂白性。
【教师引导】 氯水中这种漂白性的物质是什么呢？Cl2？ H2O？ HCl？还是那种未知含氧的物质呢？
点评：通过意外现象“pH试纸变白了”，引导学生对已有结论大胆提出质疑，反思自己刚刚思维过程中是否存在漏洞，教师通过有效的提问，不停制造悬念，引发学生的思考，使其产生迫切的解决问题的欲望，而这样强烈的求知欲，能够激发学生自发、自主的探究欲望。有利于培养学生不畏困难、敢于质疑、勇于探究的科学素养。
4.设计方案，收集信息，完善结论
【学生讨论】 用干燥的氯气与pH试纸或有色物质作用，看其是否褪色，来证明氯气有没有漂白性；再用盐酸滴到pH试纸或有色物质上，看其是否褪色来证明盐酸有无漂白性。 【实验演示】 如图所示：用浓盐酸与KMnO4在密闭容器中反应现制氯气，在锥形瓶的两侧放入了干燥的pH试纸和润湿过的pH试纸，挤压胶头滴管胶头，触发反应，观察现象。再另取一pH试纸，滴上盐酸，观察对比现象。实验结束后，用一盛有NaOH溶液的针筒把氢氧化钠压入锥形瓶，与氯气反应。
【现象结论】 干燥的pH试纸无变化，湿润的pH试纸褪色，滴有盐酸的pH试纸呈现红色。这两个对比实验说明了Cl2分子和盐酸都不具有漂白性，那应该是氯气和水反应生成了一种具有漂白性的含氧元素的物质，那这种物质是什么呢？
【给出信息】 次氯酸HClO是一种具有漂白性的物质，它可以氧化有机色素成无色物质，且漂白后的物质很难恢复原有颜色。同时次氯酸具有弱酸性，其酸性比碳酸还弱，且不稳定，见光或遇热易分解成盐酸和氧气。（当然条件允许可以让学生通过书籍、网络等自行收集信息更佳）。
【教师】 请大家根据所给信息，推导Cl2与H2O反应的化学方程式
【学生】 Cl2 H2OHCl HClO
【教师】 此反应是可逆反应，可逆反应：同一时间既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
【教师】 请讨论，推断出氯水中存在哪些微粒？
【学生】 讨论，得出结论：氯水中存在Cl2、H2O、HClO、H 、Cl-、ClO-、少量OH-
【过渡】 根据资料，判断氯水中的这些成分决定了氯水有什么样的性质呢？
【学生】 讨论得出结论，老师完善。
（1）酸性（H ）（2）强氧化性（Cl2）（3）漂白性（HClO）（4）与Ag 沉淀（Cl-）（5）不稳定性（HClO）
点评：学生通过已有经验以及实验验证氯气与水反应生成了HCl，故心理有了预判，认为氯水会使pH试纸显红色，结果实验却发现试纸变白了，通过这样一种冲击性的意外现象，提出新问题：“氯水中什么成分可以使pH试纸变白呢”。学生通过实验中的意外现象发现新问题→提出新方案→实验验证→收集信息→完善结论，在这个过程中学生经历了新一轮的问题探究的过程，进一步熟练了问题探究的模式，掌握了问题解决的基本方法，提高了问题解决的能力。同时，对于氯水的漂白实验进行了简单改进，现制现用且在密闭空间中进行避免了氯气收集过程中造成的污染，最后加入NaOH把污染性的气体氯气反应掉，在此过程中培养学生的创新意识与环保意识。
5.联系实际，学会应用，解决问题
【问题1】 已知游泳池常用通少量氯气的方法来杀菌消毒，思考为什么游泳衣穿久了会发黄
【学生答】 HClO把泳衣漂白了
【问题2】 氯水久置后最终会变成什么？
【结论】 盐酸
【问题3】 氯水应如何保存？
【学生答】 避光，可选择棕色试剂瓶，置于阴暗处
【问题4】 自来水一般是用少量的氯气消毒。如果实验室中临时没有蒸馏水，可以用自来水配制某些急需的药品，但有些药品若用自来水配制，则明显会导致药品变质。下列哪些药品不能用自来水配制（）
A.Na2SO4B.NaClC.AgNO3D.K2CO3
点评：通过问题形式帮助学生理解、掌握和应用新知识。一方面学生只有学会运用所学知识解决实際问题，才能把知识内化、学活。另一方面，在解决实际问题的过程中，学生的知识体系和问题解决能力才能不断发展、完善与提高。
三、教学总结与反思
本节课通过“创设问题情境→发现提出问题→讨论提出假设→探究收集证据→作出合理解释→得出结论→应用解决问题”的问题探究式教学方式对氯水的成分与性质进行了探究。通过对“探究氯水中存在微粒”的实验设计来引导学生学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力；通过氯水滴到pH试纸上意外现象的发现，培养学生敢于质疑，勤于思考，逐步形成独立思考的能力；通过动手实验，培养学生动手操作能力、观察能力和思维能力，提高了学生化学学习的兴趣；通过实验现象及教师给出的信息的处理，培养学生搜集和处理信息的能力及获取新知识的能力；通过生活实例中的一些问题，考查学生知识的应用迁移能力以及运用已学知识分析、解决问题的能力。
总之，《氯水成分与性质探究》一课，以“问题探究式”教学为媒介，不仅训练了学生的实验技能、调动了学生的化学学习兴趣，更是借此培养了学生多方面的核心素养和科学观念。
[参考文献]
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人名教育出版社，2003（01）.
[2]教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[J].人民教育，2001（09）.
[3]何婧.化学问题探究教学模式的研究[D].武汉：华中师范大学，2007.
[4]席咏梅.人教版高中化学必修1教材实验改进与实践研究[D].内蒙古：内蒙古师范大学，2016.