探究式教学模式在高中化学教学中的应用

摘 要：为了达到更好的课堂教学效果，培养学生的化学核心素养，教师在课堂教学中可以充分创设情境让学生参与各种探究活动，体验化学知识的学习过程。以《富集在海水中的元素——氯》的课堂教学为例探讨了探究式教学模式在高中化学教学中的应用。它会激发学生的学习兴趣，使学生形成对化学知识的宏观理解和微观认识，通过推理和分析的方式理解知识，锻炼能力。

关键词：高中化学;核心素养;探究式教学模式;元素价类关系图

本文以《富集在海水中的元素——氯》的课堂教学为例，提出探究问题，设计实验方案，组织学生积极思考，促进学生参与到探究活动中，通过学生的思维活动来理解知识，感受规律。教师紧紧围绕着课堂教学内容，从教材出发，从知识出发，促进学生参与课堂教学的各个环节，产生良好的学习效果。教师在设计教学环节，组织课堂教学活动时要以学生为中心，关注学生的学习能力和知识储备，引导学生在探究中掌握知识，提高能力。

问题提出：

教师采用探究式教学模式引导学生参与到课堂探究过程中，会帮助学生亲历学习过程，体验知识，在思考中内化知识，感受化学世界中的微观和宏观。教师鼓励学生探究，会激发学生的学习兴趣，促进学生分析化学知识中的知识规律，体会到知识建构构成和化学变化，进而在思考中学会推理，在实验中提高动手能力。本文以《富集在海水中的元素——氯》的课堂教学为例，探究生活中常见的含氯化合物。用探究式教学模式来设计教学过程，促进学生主动学习，理解知识。

案例分析：

《富集在海水中的元素——氯》位于人教版化学必修1第四章第二节。这部分知识在高一化学中是非常重要的，也是核心内容之一，对于学生理解化学规律、认识化学本质起到了积极作用。学生在探究中要通过分析和思考的方式来清楚地认识氯水与水、与碱的反应，并且了解氯气的用途，明确液氯和氯水之间的区别。最后学生还要掌握氯水的检验方法，氯离子的检验方法，学会氯气的制备。通过学生对这些知识的学习和探究，学生会了解氯气的物理性质和用途，并且能够掌握氯在生活中的应用，提高学生对知识的掌握能力。

一、教学与评价目标

（一）知识目标

①通过实物来探究氯气的物理性质和用途。

②掌握氯气的化学性质，并从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属

③通过探究了解氯水的性质及漂白作用，掌握氯气与水、与碱反应

（二）能力目标

①培养学生设计实验的能力，锻炼学生的动手能力

②培养学生分析问题和解决问题的能力，促进学生掌握知识，能够将知识与生活结合起来

③培养学生独立思考的能力，鼓励学生进行科学探究

（三）情感目标

①激发学生热爱生活、热爱科学的精神

②探究化學知识与生活实际之间的密切关系，提高学生应用化学的能力，提高社会责任感

二、教学思路

教师在课堂教学中应积极开展各种探究活动来为学生创设学习情境。首先通过样品让学生直观了解氯气，之后通过实验、资料、视频、生活场景等呈现出不同的学习情境，让学生思维一直处于活跃状态。

三、教学过程

1.展示样品，初识氯气

【问题导入】氯是一种富集在海水中的元素，画出氯原子的结构示意图，推断它的化学性质。氯在自然界中以化合态存在，生活中常见的含氯化合物有哪些？

【学生讨论】氯原子的结构很容易得到1个电子，形成Cl-，表现出典型的非金属性。生活中常见的含氯化合物有NaCl、HCl、NaClO等。

【教师引导】展示一瓶新制的氯气。观察并描述它的物理性质。

【教师实验】把少量水加入装有氯气的集气瓶中，轻轻震荡，让学生观察实验现象。

【学生总结】氯气的色、态、密度、气味、溶解性。

设计意图：从氯原子的结构示意图入手，让学生通过原子结构对物质的性质进行预测。分析氯的存在形式。

2.通过实验，探究氯水的成分

【教师引导】氯气部分溶解在水中，氯气的水溶液称为氯水。我们今天就来探究一下这瓶氯水。溶于水中的氯气和水是否发生了化学反应，氯水中有哪些微粒？

【学生猜想】第一种情况氯气和水不反应，氯水中的微粒有Cl2、H2O。第二种情况氯气和水反应，可能生成Cl-、H+等。还有一种可能，那就是氯气和水部分反应。

【教师引导】同学们通过设计实验来验证自己的猜想。

【交流讨论】验证Cl2、Cl-、H+等微粒的实验方法。

【学生汇报】可以用紫色石蕊试液，镁条，碳酸氢钠粉末等来检验H+;用稀硝酸酸化的硝酸银溶液来检验Cl-;用闻气味，淀粉碘化钾试纸来检验Cl2。

【学生实验】利用实验篮里准备试剂进行实验。

【学生汇报】装有镁条的试管中滴加氯水，有气泡产生，证明有H+;有稀硝酸酸化的硝酸银溶液的试管中滴加氯水，有白色沉淀产生，证明有Cl-;玻璃棒蘸取少许氯水滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸变蓝，证明有Cl2。

【教师引导】仔细观察变蓝的淀粉碘化钾试纸，玻璃棒直接接触的地方褪色了，是什么物质起了漂白作用，让试纸褪色。

【学生猜想】可能是Cl2，HCl或反应生成的其他新物质。

【学生实验】两支装有红墨水的试管中分别加入稀盐酸和新制氯水。HCl不能让红墨水褪色，新制氯水可以。说明HCl没有漂白作用。

【观看视频】盛有干布条的集气瓶中通入氯气，有色布条不褪色，说明干燥的氯气没有漂白作用;盛有湿布条的集气瓶中通入氯气，有色布条褪色，说明潮湿的氯气有漂白作用。

【教师引导】实验证明：有漂白作用让试纸褪色不是Cl2，不是HCl，而是反应生成的新物质HClO。

【教师引导】从氧化还原反应的角度分析氯气和水的反应。Cl2中氯元素为零价，它与H2O反应生成的HClO和HCl中氯元素分别为+1价、-1价。化合价既升高又降低。在反应中氯气既作还原剂又作氧化剂。

设计意图：教师引导学生根据“提出问题—作出猜想—实验验证”的科学探究步骤进行探究活动，帮助学生建立学习元素化合物知识的思维探究模型。运用元素价类图，帮助学生对抽象问题直观化地思考，从氧化还原反应的角度学习氯气和水的反应，了解化学反应的本质。

3.联系生活，探究次氯酸的性质

【知识拓展】次氯酸有强氧化性，可以用于自来水杀菌消毒， 还可用做漂白剂。目前，很多自来水厂用氯气来杀菌消毒，我们偶尔会闻到自来水中散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。近年来有些科学家提出使用氯气对自来水消毒可能会产生一些负面影响。因此，人们开始使用一些新的自来水消毒剂，如二氧化氯，臭氧等。

【职业规划】介绍水质检验员的日常工作，让学生感受到一些与化学相关的职业在推动人类社会可持续性发展中发挥重要的作用。

【交流讨论】养鱼或种花使用的自来水是否需要预处理。

【观看视频】新制氯水中的次氯酸在光照下分解。

【学生汇报】用氯气对自来水消毒，水中残留的次氯酸有强氧化性，不利于养鱼种花，次氯酸不稳定，见光易分解，自来水可以在太阳下暴晒一段时间后再使用。

【知识学习】次氯酸的酸性比碳酸弱。次氯酸是一种有强氧化性的弱酸。所以酸性的强弱和其氧化性的强弱并没有必然的联系。

设计意图：教师借助生活中学生熟悉的自来水养鱼种花的处理方式，引导学生探究次氯酸的性质。用学生已有的知识来探究新知识，激发学生的学习兴趣。与化学相关的职业规划介绍，让学生切实感受到化学与我们的日常生活关系密切，化学可以给我们带来更加美好的生活。

4.借助价类关系图，探究氯气与碱的反应

【类比推理】根据氯气与水的反应原理，借助价类关系图，推测Cl2与NaOH溶液反应的产物。

【知识学习】Cl2与NaOH溶液反应可以制备漂白液。它的主要成分是NaClO和NaCl，有效成分是NaClO，我们家中常用的84消毒液有效成分就是NaClO。

【交流讨论】写出Cl2与NaOH溶液反应的离子反应方程式。

【类比推理】和Cl2与NaOH溶液的反应类似，把氯气通入冷的石灰乳中，可以制备漂白粉。

【知识学习】Cl2与Ca（OH）2溶液反应可以制备漂白粉。它的主要成分是Ca（ClO）2和CaCl2，有效成分是Ca（ClO）2。

【交流讨论】氯水、漂白液、漂白粉的漂白作用都是因发生反应生成了HClO。写出漂白粉在空气中发挥作用的原理。

设计意图：引导学生类比推理，根据氯气与水的反应原理，推测氯气与氢氧化钠溶液，氯气与氢氧化钙溶液反应的产物。再次运用元素价类图，图表对比，实现化学知识的有效归纳和迁移，揭示了内在的化学规律，使学生的知识逐步系统化。

5.联系实际，探究家用含氯消毒剂的安全使用

【交流讨论】阅读84消毒液和洁厕液的使用说明书，讨论它们不能混用的原因。

【学生总结】84消毒液中NaClO所含氯元素为+1价，洁厕液中HCl所含氯元素为-1价。它们反应会生成氯元素为零价的氯气，氯气有毒。

【知识拓展】根据价类关系图，尝试写出这个反应的离子反应方程式。

【课堂讨论】氯气用途广泛，是一种重要的化工原料。因此氯气的发现具有重要的意义。但是，在第一次世界大战期间，氯气被用来制作毒气弹。科学家是否应该进行类似氯气这类有可能被错误利用的物质的研究？请谈谈你的看法。

设计意图：引导学生把课堂中学习的化学知识应用于生活实际，学会安全合理地使用含氯消毒剂。

四、教学反思

1.通过创设真实问题情境，开展课堂探究活动

本节课通过创设真实问题情境让学生提出问题、猜想假设、设计实验方案、动手实验验证，这一系列的探究活动会培养学生的逻辑思维能力和化学实验操作能力。结合生活实际进行化学知识分析，认识84消毒液与洁厕液混合使用的危险性，体现化学知识的社会价值。

2.以价类关系图为线索，贯穿课堂教学活动始终

本节课在探究氯气和水的反应，氯气和碱的反应以及家庭含氯消毒剂使用说明的过程中，一直运用元素价类图，帮助学生对抽象问题进行直观化思考。从开始教师引导，到学生学会自己分析，最后学生能利用氯元素的价类关系图独立解决问题，推测化学反应产物。图表对比，实现化学知识的有效歸纳和迁移。

教师精心的设计会为课堂教学注入新的活力，营造良好的课堂学习氛围，激发学生学习的主动性。促进学生在思考和探究中加深对化学的宏观理解和微观认识，明确化学变化的原理。在实验和动手操作中加强实践能力，在推理和判断中提高创新意识，培养学生的化学核心素养。

参考文献：

[1]张军.在中学化学教学中培养辩证思维能力的思考与实践[J].中学化学参考，2016（8）：3-6.

[2]曾晖.体现化学魅力的元素化合物教学化学[J].中学化学参考，2018（6）：21-24.

作者简介：水涛（1978—），女，汉族，江苏省南京市人，就职于南京田家炳高级中学，高中化学教师，职称：中学一级，从事高中化学教学研究。