◇广东省雷州市第三中学 洪云龙
摘要：通过对《铝的氢氧化物》课例剖析，了解探究性学习的过程，体验实验和探究的乐趣，培养学生热爱科学、崇尚科学的态度。
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关键词 ：探究性学习；合作探究；体验过程
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2014）15-0039-02
长期以来，化学教学重结论、轻过程，注重间接经验的传播、轻视亲身体验所获得的经验，学生缺乏动手实践和探究的机会，分析解决问题和合作交流的能力得不到锻炼，动手操作能力和综合解决问题的能力较差。要解决这一问题，必须改变学生的学习方式，注重在化学课堂教学中引导学生进行探究性学习。
在化学必修１《铝的氢氧化物》这节课中，笔者根据“用教材教，不是教教材”理念，对教材内容大胆处理、重新设计，整节课让学生围绕一个探究问题展开探究性学习，合作探索，体验过程，在探究中发现新问题，在探究中实现对Ａｌ（ＯＨ）３制备方法及Ａｌ（ＯＨ）３两性的总结与学习。
学习目标：初步了解探究性学习过程及实验方案的设计，通过实验探索，掌握Ａｌ（ＯＨ）３制备方法及Ａｌ（ＯＨ）３的两性，体验实验和探究的乐趣，培养学生热爱科学，崇尚科学的态度。
教学重点及难点：重点—Ａｌ（ＯＨ）３制备方法及Ａｌ（ＯＨ）３的两性；难点—氢氧化铝的两性。
一、回顾知识，提出问题
教育家陶行知曾说，“发明千千万，起点是一问。”问题是思维的前提，是科学探究的源泉，是培养学生思维的金钥匙，是教学过程的起始和归宿。当已有知识不能解决新问题时会出现一种心理困境，要摆脱这种困境就必须努力拟出有效的活动策略，以求达到解决问题的目的。因此，在化学课堂中应努力设计恰当问题，通过问题引起学生的认知冲突，诱导学生积极探索。
在《铝的氢氧化物》一课中，笔者经过认真研究，决定先设计三个简单问题，帮助学生复习学过的知识，在此基础上提出探究问题：
１．从初三化学酸、碱、盐角度看，Ａｌ（ＯＨ）３属于哪类物质？该类物质有何性质？
２．从所属物质种类看，Ａｌ（ＯＨ）３可能有哪些性质？
３．前面我们学过的铝土矿提取铝的工艺流程共有几步？每一步的反应原理怎样？同学们能写出相关的化学方程式吗？
第１、２问题让学生根据初中化学知识充分讨论，然后教师总结。目的是先使学生对Ａｌ（ＯＨ）３的性质有个初步认识，为进一步引出Ａｌ（ＯＨ）３两性的学习作些准备。第３问题所涉及的化学方程式要先让学生动笔练习，教师巡视，然后请一位学生在黑板上写出并让大家评价，目的是为后面的探究作些知识铺垫。在学生回顾旧内容后，笔者正式提出一个探究问题：根据所学过的化学原理，思考实验室制备氢氧化铝可能有几种可行方法？请同学们提出假设并设计制备方案。学生顿时情绪兴奋，自主探究欲望被充分调动起来。
二、分组探究，提出假设
依据“组内异质，组间同质”原则，将全班学生按性别、成绩、能力等方面不同分成甲、乙、丙、丁四个小组。组内异质为互助合作奠定基础，组间同质又为保证各组公平竞争创造条件。小组成员的座位是邻位，以方便完成合作探究任务；每组设一名组长、一名汇报员，以利于调动组内学生的积极性，充分发挥各自潜能。笔者要求每个小组都提出一个假设，首先由组长主持在小组内进行讨论。小组成员依次发言，各抒己见，在组内达成共识的基础上，由汇报员集中小组意见统一向全班陈述，提出假设。
甲组、乙组根据“复分解反应中有沉淀生成的发生条件”，提出了甲、乙假设；丙组同学认为，铝土矿提取铝的工艺流程：溶解—过滤—酸化—过滤—灼烧—电解，其中第三步酸化是通入过量ＣＯ２析出Ａｌ（ＯＨ）３，因而提出丙假设；而丁组同学认为工艺流程第三步用酸酸化，那么除了可选ＣＯ２（实则Ｈ２ＣＯ３）外，也可选其他酸如盐酸，于是提出了丁假设。如下：
甲组假设：用氯化铝溶液与氨水制备；
乙组假设：用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液制备；
丙组假设：二氧化碳通入偏铝酸钠溶液制备；
丁组假设：用偏铝酸钠溶液与盐酸制备。
三、设计方案，动手实验
为了验证假设，笔者指导各组学生设计实验方案。为了更好地暴露Ａｌ（ＯＨ）３两性问题，引起学生认知冲突，特意要求甲组学生加入氨水时要用胶头滴管逐滴加入；乙组、丁组加氢氧化钠溶液或盐酸时要用倾倒法一次性加入，充分振荡，且不限量（即一定量），可多可少。
甲组方案：取一支洁净的试管，注入２～３ｍＬ ２ｍｏｌ／Ｌ氯化铝溶液，逐滴加入６ｍｏｌ／Ｌ氨水至过量，制备Ａｌ（ＯＨ）３，观察、记录实验现象；乙组方案：取一支洁净的试管，注入２～３ｍＬ ２ｍｏｌ／Ｌ氯化铝溶液，用倾倒法一次性加入一定量的６ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液，充分振荡，制备Ａｌ（ＯＨ）３，观察、记录实验现象；丙组方案：在启普发生器中加入大理石和稀盐酸，产生的气体经净化后慢慢通入到盛有２～３ｍＬ ２ｍｏｌ／Ｌ偏铝酸钠溶液的试管中，制备Ａｌ（ＯＨ）３，观察、记录实验现象；丁组方案：取一支洁净的试管，注入２～３ｍＬ ２ｍｏｌ／Ｌ偏铝酸钠溶液，用倾倒法一次性加入一定量的６ｍｏｌ／Ｌ稀盐酸，充分振荡，制备Ａｌ（ＯＨ）３，观察、记录实验现象。
方案确定后，学生以小组为单位，人人动手，通过实验获取实验事实与证据，来验证假设、探明结果，从而亲身体验知识的获得过程。
四、暴露新问题，再假设再验证
甲组同学一滴入氨水，马上产生沉淀，滴入氨水越多，沉淀也越多，当沉淀达到最大程度时，无论再怎么滴入氨水，沉淀都不会变化，证明该组假设合理，能制备
Ａｌ（ＯＨ）３；丙组同学在慢慢通入ＣＯ２过程中，发现随着ＣＯ２量的增加，沉淀越来越多，当沉淀达最大程度时，无论再怎么通入ＣＯ２，沉淀都不会变化，也证明该组假设合理，能制备Ａｌ（ＯＨ）３。
而乙、丁组则出现奇怪现象：部分同学能制出
Ａｌ（ＯＨ）３，而部分同学却不能，实验结果与学生的假设发生了冲突。这时， 笔者启发学生：当加入试剂的量有什么特点时，能制备出Ａｌ（ＯＨ）３？而当加入试剂的量又有什么特点时，不能制备出Ａｌ（ＯＨ）３？学生通过仔细观察与思考，回答：当加氢氧化钠或稀盐酸量少时，能制出Ａｌ（ＯＨ）３；当加氢氧化钠或稀盐酸量多时，不能制出Ａｌ（ＯＨ）３。接着引导学生：为什么当加氢氧化钠或稀盐酸量多时，就不能制出Ａｌ（ＯＨ）３呢？请同学们提出假设并设计方案验证。
乙组提出假设：开始有Ａｌ（ＯＨ）３生成，后来被多余的ＮａＯＨ溶液溶解了。
丁组提出假设：开始有Ａｌ（ＯＨ）３生成，后来被多余的稀盐酸溶解了。
如何验证假设呢？
乙组设计实验方案：将甲组制得的Ａｌ（ＯＨ）３装在一支试管里，向试管逐滴加入６ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液直至过量，然后观察、记录实验现象；丁组设计实验方案：将丙组制得的Ａｌ（ＯＨ）３装在一支试管里，向试管逐滴加入６ｍｏｌ／Ｌ盐酸直至过量，观察、记录实验现象。
五、分析交流，得出结论
学生对所收集的证据进行综合分析，看看实际结果是否与假设一致，从而得出结论；并将结论在全班交流，暴露思维过程，锻炼表达能力。
通过分析、比较甲、乙两组方案，得出结论：Ａｌ（ＯＨ）３难溶于弱碱，易溶于强碱。乙组方案若加入的氢氧化钠过量，沉淀会溶解；甲组方案即使氨水加至过量沉淀也不溶解。所以制备Ａｌ（ＯＨ）３，甲组方案优于乙组方案。
通过分析、比较丙、丁两组方案，得出结论：Ａｌ（ＯＨ）３难溶于弱酸，易溶于强酸。丁方案若加入的盐酸过量，沉淀会溶解；丙方案即使二氧化碳通至过量，沉淀也不溶解。所以制备Ａｌ（ＯＨ）３，丙组方案优于丁组方案。
综合起来，制备氢氧化铝可以采用的方法：
①氯化铝溶液中加入氨水：
Ａｌ３＋ ＋ ３ＮＨ３·Ｈ２Ｏ ＝ Ａｌ（ＯＨ）３↓＋３ＮＨ４＋
②偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳：
ＡｌＯ２－ ＋ ＣＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＝ Ａｌ（ＯＨ）３↓＋ ＨＣＯ３－
通过实验得知：Ａｌ（ＯＨ）３既能与强酸反应，又能与强碱反应，是两性氢氧化物。
①与强酸反应：
Ａｌ（ＯＨ）３ ＋ ３ＨＣｌ ＝ ＡｌＣｌ３ ＋ ３Ｈ２Ｏ
Ａｌ（ＯＨ）３ ＋ ３Ｈ＋ ＝ Ａｌ３＋ ＋ ３Ｈ２Ｏ
②与强碱反应：
Ａｌ（ＯＨ）３＋ ＮａＯＨ ＝ ＮａＡｌＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ
Ａｌ（ＯＨ）３ ＋ ＯＨ－ ＝ ＡｌＯ２－ ＋ ２Ｈ２Ｏ
为深化学生对Ａｌ（ＯＨ）３两性的认识，笔者再设计几个问题，让学生课后探究：
１．向ＡｌＣｌ３溶液中不断滴加ＮａＯＨ溶液；向ＮａＯＨ溶液中不断滴加ＡｌＣｌ３溶液，试分别描述实验现象并分析现象产生的原因。不用任何试剂能将ＡｌＣｌ３溶液和ＮａＯＨ溶液鉴别出来吗？
２．向ＮａＡｌＯ２溶液中不断滴加稀盐酸；向稀盐酸中不断滴加ＮａＡｌＯ２溶液，试分别描述实验现象并分析现象产生的原因。不用任何试剂能将ＮａＡｌＯ２溶液和稀盐酸鉴别出来吗？
３．在前节课学习提取铝的工艺流程中，为什么选用二氧化碳酸化而不用盐酸酸化？
这节课运用探究性学习方式进行教学，学生学习化学的主动性增强了。通过探究问题，学生初步了解实验方案的设计，并体验了科学探究的过程，获得知识与技能、情感态度与价值观的发展。探究性学习能使学生在亲身实践中获得知识。只有从实践中获得的知识，才更容易理解和记忆，才更容易被应用到实践中去。
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参考文献：
[1]刘儒德.课堂中探究性学习的过程[J].北京教育,2003,(10):33-34.
[2]常洪德,曹玉春.鼎尖学案必修1·化学[M].吉林:延边教育出版社,2012.
（编辑：杨迪）