文章编号：1005-6629(2010)12-0035-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 1教材分析和设计思想
人教版新教材《化学1(必修)》第三章第一节“金属的化学性质”是高中化学元素化合物的第一课，教师的教学设计应当体现自己的教学理念，对学生的高中元素化学学习也应起到引领作用。由于新教材新颖的编写思路和传统教材大相径庭，目前发表的相关教学设计很少。对于金属与非金属反应的研究就更鲜见。
本节教材在编写思路上延续了第二章分类法的思想。分门别类地对金属发生的反应进行了介绍，总结出了金属的一般化学性质和特性。在具体介绍金属的某一化学性质时，又运用了比较的方法，通过实验研究了不同金属性质间的异同，从而认识金属性质间的内在联系。笔者认为教材这样的编写思路。无疑也对元素化学第一课的教学提出了要求和指明了方向：要通过具体的金属元素化学教学，让学生学会观察、实验、分类、比较等研究物质性质的方法；要从学生已有的经验和知识出发，做好衔接教育。帮助学生认识化学与人类生活的密切关系；要通过化学实验探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识。
2教学目标
在初中已有的金属镁、铁与氧气反应的基础上，依据金属活动性顺序表，预测金属钠与氧气的反应，再进行实践，让学生成功体验理论对实践的指导作用。
通过铝和氧气燃烧反应的实验探究过程，学习科学探究的基本方法。体验科学探究的艰辛与喜悦，培养学生积极实践的科学态度。
通过提出铁粉在空气中燃烧反应的深入探究问题，培养提出问题的意识和享受解决问题的快乐。
通过验证含铁吸氧剂具有吸氧能力的方案设计和实验探究，体验合作学习，激发探索的积极性。
通过金属活动性顺序表中代表元素与氧气反应的学习，体验观察、实验、比较、归纳等高中化学学习方法。
3教学过程实录
3.1从学生已有知识出发，准确定位元素化学认知起点、认知特点
[情境导入]环顾四周，有哪些金属制品?
[学生]铁制品，比如说铁架台，铝制品，比如说铝合金窗框……
[教师]这些金属制品在长期使用过程中会有何变化?
[学生]比如说铁，会生锈。
[教师]铁生锈的原因是什么?
[学生]铁和空气中的氧气、水蒸气的共同作用。
[教师]许多金属在长期使用过程中会被氧气腐蚀，那么。这些金属被氧气腐蚀的难易和什么因素有关呢?
[学生]金属的活动性。
[投影]金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
[教师]今天我们将从大家熟悉的金属活动性顺序表中选择四种金属――Na、Mg、Al、Fe。较深入地研究它们和氧气的反应。
[投影]一、金属与氧气的反应
[教师]研究的金属中，哪种能够燃烧?
[学生]铁、镁
[教师]镁在什么条件下燃烧?
[学生]空气中点燃。
[教师]有何现象?
[学生]剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体。
[投影]镁在空气中燃烧的图片
[教师]铁在什么条件下燃烧?
[学生]氧气中点燃。
[教师]有何现象?
[学生]剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
[投影]铁在氧气中燃烧的图片
[投影](边结合上述对话，边投影板书)
(设计意图：从身边的化学物质引入，亲切自然，过渡到学生熟悉的金属活动性顺序表，再选择代表金属学习。一方面注重衔接教育，另一方面也向学生介绍了整个高中元素化学的一个重要学习特点。在一群有联系的元素中，选择一个或几个代表元素进行详细地研究。然后通过演绎，使知识增殖，扩大规律性知识的应用范围。)
3.2初识金属钠，成功体验理论指导实践的快乐
[教师]下面来研究金属钠，钠能燃烧吗?
[学生]能燃烧。
[教师]你是如何预测到的?
[学生]钠比镁、铁活泼，镁、铁能燃烧。所以，钠能在空气中燃烧。
[教师]让我们先认识一下钠，从试剂瓶标签上能获取哪些信息?
[学生]易燃，不能遇水，需保存在煤油中。
[教师]让我们取一块钠出来试试。请一位同学上来仔细观察，并及时向大家汇报。
(大家推荐了一位同学)
[演示实验3-1]取一小块钠，吸干表面煤油后，用小刀切去一端的外皮，观察钠表面的光泽和颜色。
[学生]银白色金属。
[教师]你再仔细看看。
[学生]又变暗了!
[教师]原因是什么?
[学生]钠和氧气反应了。
[教师]Na很活泼，和空气中氧气在常温下就能反应生成白色的氧化钠(Na20)
[投影]4Na+02=2Na20(常温下，白色固体)
[教师]加热，钠会燃烧吗?
[演示实验3-2]取一小块钠，放在两端开口的玻璃管中，酒精灯加热，观察现象。
[学生]熔化成光亮的小球后，很快在空气中剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成一种淡黄色固体。
(请该学生拿着玻璃管，给其他同学观察燃烧产物。)
[教师]这种淡黄色的固体是过氧化钠，关于产物的论证，我们会在其他课时再进行。
[投影]2Na+02=Na202(加热燃烧，淡黄色固体)
[教师]让我们把钠的性质再归纳整理一下。
[投影]
(设计意图：会看商品说明书是学生应当养成的生活习惯，观察钠试剂瓶的英文标签，容易引起学生的兴趣。钠极其活泼，基于安全考虑，初次学习不宜安排学生分组实验。请同学代表近台观察，拉近了师生距离。且能有效缓解演示实验的一些不足。将教材中钠燃烧实验进行改进，增强了可观性，更适合演示。)
3.3深入研究铝。学习科学探究的基本方法
[教师]铝箔能不能燃烧?为什么?
[学生]能燃烧，因为根据金属活动性顺序，铝排在镁和铁之间。
[教师]太棒了，非常好的逻辑推断，动手试试。
[学生实验3-1]用镊子夹住一块铝箔，在酒精灯上加热。观察现象。
[教师]有何现象?
[学生甲]铝箔呈红热状，离开火焰后很快恢复原状。
[学生乙]铝箔熔化了，但没有滴落。
[教师]为什么没有滴落?
[学生乙]不知道。
[教师]铝箔熔化成液体，应该滴落，不滴落的原因是被表面的一层膜兜住了，这层膜是什么物质?
[学生]氧化铝。
[教师]氧化铝薄膜能将熔融的铝兜住，说明氧化铝有何性质?
[学生丙]氧化铝熔点比铝高。
[学生丁]氧化铝很致密。
[教师]铝箔在空气中不能燃烧，能不能说明铝箔就不能燃烧?
[学生]不能，应该在氧气中再试试。
[演示实验3-3]取一片铝箔，一端固定一根火柴，另一端用镊子夹住，引燃火柴，等火柴快熄灭 时插人收满氧气的集气瓶(瓶底放一些水)中。
(由同学结合初中铁丝燃烧实验，提出该实验方案以后进行。)
[实验现象]火柴燃烧很剧烈，但燃烧结束后，铝箔完好如初。
[教师]是什么因素造成了铝箔在空气中和氧气中均不能燃烧?
[学生]是铝表面上有一层致密的氧化层保护膜，阻止了铝的燃烧。
[教师]如果将铝箔表面打磨，破坏其表层的氧化膜，结果又将如何?
[学生实验3-2]取一块铝箔，用砂纸小心打磨后，在酒精灯上加热，观察现象。
(教师巡视，指导学生打磨，提醒学生合作。)
[教师]有没有燃烧?
[学生]没有燃烧。
[教师]没有燃烧，但和刚才有无差异?
[学生]熔化得比刚才更快。
[教师]可以预见，在氧气中应该反应得更快，会不会燃烧呢?
[演示实验3-4]取一片小心打磨过的铝箔，一端固定一根火柴，另一端用镊子夹住，引燃火柴，等火柴快熄灭时插入收满氧气的集气瓶(瓶底放一些水)中。
[实验现象]不燃烧。
[教师]还是不能燃烧，怎么解释呢?
[学生]打磨过的铝箔在空气中很快又生成了新的氧化膜，有效保护了内层金属，从而不能燃烧。
[教师]致密氧化铝薄膜的存在，使得铝箔无论是打磨、不打磨，在空气或氧气中均不能燃烧。
[教师]那么，铝是不是真得就不能燃烧呢?前几天，我在准备上课材料时，无意中发现人民网上有一则新闻，一下子激发了进一步探究的热情。
[投影]铝粉燃烧相关新闻：江苏沪宁城际铁路房屋坍塌事故系铝粉燃烧爆炸造成
[教师]这是在工地上的情况。在我们这样的环境中，铝粉能燃烧吗?现有铝粉、酒精灯、镊子、棉花等物品，请设计铝粉燃烧的探究实验方案。
[学生]用镊子夹住棉花，在棉花上蘸上一些铝粉，再用刚才相似的探究方案研究。
[教师]方案很好，但愿能成功。
[演示实验3-4]用镊子夹住一小团脱脂棉，脱脂棉上蘸上一些铝粉，在酒精灯上点燃，观察现象。
[实验现象]棉花能安静地燃烧，铝粉不燃烧。
[演示实验3-5]用镊子夹住一小团脱脂棉，脱脂棉上蘸上一些铝粉，在酒精灯上点燃，并立即伸人盛有氧气的集气瓶中(瓶底放一些水)，观察现象。
[实验现象]铝粉剧烈燃烧，火星四射。
[学生]哇，终于燃烧起来了! (情不自禁热烈鼓掌。)
[教师]该实验能很好地说明铝粉在氧气中剧烈燃烧吗?
[学生]不能，也可能是棉花在氧气中剧烈燃烧。
[教师]需要再做什么实验作进一步地证明?
[学生]棉花在氧气中燃烧。
[对比实验]棉花在氧气中燃烧。
[实验现象]燃烧较剧烈，没有火星。
[教师]实验表明蘸上铝粉的棉花燃烧时火焰是棉花在燃烧。火星是铝粉在燃烧。
[教师]铝箔在氧气中不能燃烧，铝粉在氧化中能燃烧。怎么解释呢?
[学生]铝粉颗粒小，与氧气接触面积大，反应更快，以至于燃烧。
[教师]实验从另一方面也表明，氧化膜的保护不是绝对的。天然生成的氧化膜的抗氧化能力还不够强。在实际使用中，还需要对铝的表面进行处理。人们是怎么做的呢?请看P45资料卡片。
[学生]阅读资料卡片：铝的氧化膜。
[教师]铝粉在氧气中燃烧这个反应本身能不能加以利用?它可能有何用途?
[学生]可以利用反应放出的热和耀眼的白光。
[投影]铝粉在照明弹、燃烧弹中的应用(图片略)
[总结]
(设计意图：通过铝的燃烧反应的实验探究过程，让学生学习科学探究的基本方法，如对比法，条件控制法等，体验科学探究的艰辛与喜悦。)
3.4再次研究铁。提出问题和解决问题一样重要
[教师]铝箔不能在氧气中燃烧，铝粉可以，一下子使我们的视野开阔了。可燃物的形态可以影响它的燃烧行为，进而又想做怎样的实验进一步研究金属与氧气的燃烧?
[学生]可以用铁粉来试试。
[教师]需要做铁粉在氧气中能否燃烧的实验吗?
[学生]没有必要，肯定能燃烧的。应当试试铁粉在空气中能否燃烧。
[教师]铁粉能否在空气中燃烧，老师还未发现文献报道过，值得一试。
[演示实验3-6]用镊子夹住一小团脱脂棉，脱脂棉上蘸上一些铁粉，慢慢靠近酒精灯的外燃，轻轻抖动，观察现象。
[实验现象]铁粉剧烈燃烧，火星四射。
[学生]哇!象放焰火一样!(情不自禁地欢呼)
[教师]实验再次表明，随着反应物颗粒的减小，铁和氧气反应的速率会增大。其实，铁的这种性质在日常生活中已经开始应用啦。再过十几天，就到中秋节快了，大家会发现有些月饼中有一种脱氧保鲜剂，它就是以铁粉为主要物质制成的，能设计一个简单方案证明它确实含铁吗?
[学生甲]烧一下。
[教师]能燃烧就是铁粉吗?
[学生乙]看它能否和硫酸反应放出氢气。
[教师]还有其他更简便的方法?
[学生]用吸铁石吸一下。
[演示实验3-7]用吸铁石去吸一包从“元祖食品”中取出的脱氧剂。
[教师]试设计简单实验方案说明含铁脱氧剂有吸氧能力。请大家讨论一下。
[投影]实验用品：大试管，单孔橡皮塞，直角导管，盛有蒸馏水的小试管，脱氧剂。
[学生甲]在大试管中，加入脱氧剂，塞上橡皮塞和导管，将导管插入到蒸馏水中，加热，观察是否有气泡产生。
[学生乙]不应当加热，脱氧剂在食品中脱氧时也没有加热，而且，在加热情况下，即便脱氧剂吸氧了，由于气体膨胀也有可能有气泡产生。
[教师]那你打算如何改进?
[学生乙]只要不加热，其它一样，观察导管中是否有水柱形成。
[学生丙]将导管先插入水中，然后再接上盛有脱氧剂的试管，这样效果应当更好。
[学生丁]将丙同学的导管从水中取出，这时导管中应当有一段水柱，将大试管插在试管架上。水柱会倒吸。
[教师]同学们设计的方案都有一定道理，下面就请大家按照自己小组设计的方案进行实验吧。实验时注意观察脱氧剂工作时有无热量变化。
[实验结果交流]除甲组同学现象不佳外，其他各组的实验效果均很好。
[回顾与总结](1)金属与氧气的反应与金属的活动性有关。金属的活动性既影响产物的类型，也影响反应的速率。
(2)金属与氧气的反应与反应的条件有关。温度不同，反应产物可能不同，速率也不同；浓度不同，反应速率不同；金属存在的形态不同对反应的行为也有影响。
[课后思考]假如请你研究铜与氧气的反应，你打算如何研究?
4教学反思
本节课源自笔者2009年9月中旬参加的南京市优质课观摩评比的一节参评课，从评委的评价、学生的表现、自己上完课后的心情来看，这堂课是成功的，值得反思与总结。
4.1探究学习要彰显学科内容，不能流于形式
高中化学新课程要求通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识。促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。现在中学化学教学中流行探究热，笔者认为这是好事，但有些不好的倾向值得关注。比如：有的老师在教学时，只是提供一些探究的素材，就让学生自己探究，缺乏对过程的指导和结果的评价；有的老师只要开课或赛课，就用平时肯定不用的先进教学仪器撑门面；有的老师则经常研究离学生生活很远的药物。其实，笔者在准备这次赛课时也想赶这样的时髦，但通过这节课下来，我发现原来给学生探究的问题，如铝的燃烧、铁的燃烧，原来就是我自己在实验室中进行实验探究过程的一个浓缩。脱氧剂吸氧能力的证明就是我在日常生活中经常提醒自己留有一颗童心对生活观察的积累。仔细再研究一下课程标准，体悟到新课程提倡的探究学习要求从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，通过体验科学探究的过程，真的很有道理。