氯气教学“绿色化”探究设计

氯气教学“绿色化”探究设计

赵芬

赵芬宿迁高等师范学校

【摘要】氯气的毒性污染在教学中是个难点，新课改倡导绿色化教学。本文介绍如何在高中化学教学中以绿色理念，建构实验

探究教学模式。将环保意识和科学探究训练引入化学课堂教学，使学生在科学探究过程中发展创造性思维，同时接受自然科学人文教

育理念，从而达到提高学生科学素养的目的。

【关键词】绿色化学教学设计探究教学创新理念

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2010）11－0121－03

【设计理念】

“绿色化学”的概念就是运用现代科学技术原理和方法，从源头上减少或消除化学工业对环境的污染，从根本上实现化学工业的“绿色化”，达到环境、经济和社会三方面的和谐发展，促进社会可持续发展。实现化学工业的“绿色化”，应从培养科技人才的“绿色化学”意识和素质开始。在课堂教学中，从传统的注入式实验教学模式，向以探究式为主的化学实验教学模式转变，是当前化学实验教学改革的重中之重。探究式教学是指学生在教师的指导下，通过自主地参与而获得知识的过程。高中化学教学中以学生参与、动手、动脑、动口、相互交流合作、理论联系实际为主，使学生学会如何学习，培养他们的思维、表达、自学、实践、合作等能力，是一种现代学习方式。其操作程序主要有：提出问题，收集资料和事实，提出假设或猜想，实验探究，发现规律和得出结论，整合、迁移和应用等。

【教学目标】

知识与技能：（1）了解氯元素的存在，掌握氯气的物理性质；（2）掌握氯气的化学性质，认识氯气的强氧化性。

过程与方法：（1）培养学生的实验探究能力；（2）在氯气的化学性质学习过程中培养学的推理及归纳总结能力。

情感态度与价值观：（1）通过了解“氯气的发现及确认过程”，使学生进一步明确化学是一门以实验为基础的科学；（2）在化学学习中增强亲身实践的意识，保持不断探索的兴趣，形成勇于探究的习惯。

【教学重点】

氯气的化学性质：氯气与金属以及非金属的反应。

【教学难点】

从原子结构的角度，认识氯气的强氧化性。

【教学手段】

多媒体教学。

【教学模式与教学方法】

实验法、探究法、对比法；采用探究教学模式。

【教学思路与教学过程】

师：（导入）地球表面70%的面积覆盖着海洋（多媒体展示海洋图片），由于水是一种很好的溶剂，海水中溶解了大量的盐。如果把这些盐全部取出，平铺于地面，可使地面高度升高150米。其中主要的盐为NaCl、MgCl2等，海水中含量最多的一种元素为氯元素。（点题：富集在海水中的元素——氯）

师：（简介）氯元素与我们的生产、生活关系密切，广泛地应用于制作食物、药物、化学试剂、肥料及消毒剂等生活用品，特别在非典和地震期间，消毒剂更是发挥了重要的作用。展示相关的实物图，如展示食盐、药剂、化学试剂、化肥、84消毒液、漂白粉等实物图片。（联系生活实际，激发学生探究的热情）

（图略）

师：（推进新课）氯元素是17号元素，根据它的原子结构特点，分析氯原子的性质特点——易得电子。单个氯原子不能稳定存在，固其单质为双原子结构——Cl2。

生：阅读科学史话，了解氯气的发现。

师：简介舍勒生平事迹，激励学生学习科学家热爱科学、追求科学、献身科学的精神。

【板书】

一氯气的物理性质

师：根据生活中使用氯气产品的原理归纳氯气的物理性质。

生：氯气的物理性质主要有黄绿色、气体、有毒（84消毒液；自来水消毒）、微溶于水（自来水消毒）、密度大于空气、可液化（液氯）保存。

师：（设问，激发探究）氯原子易得电子，氯气是一种活泼的非金属单质，它应该具有怎样的化学性质，易与何种类型的物质发生化学反应呢？

生：（学生讨论，小结）氯气易得电子，应该易与容易失去电子的物质发生反应，如氯气易与金属反应。

二氯气的化学性质

（图略）

师：以活泼的金属钠为例，探究氯气与金属反应的情况。

【播放视频材料】氯气与钠的反应，提醒学生注意对比钠在空气中的燃烧现象。

由于氯气有毒，从安全和环保的角度，课堂演示实验由老师在实验室做，用视频在课堂演示（体现“绿色化学”的教学理念，将环保意识渗透于课堂教学之中）。

生：学生简述实验现象，完成反应的方程式：

1．与钠的反应

师：（讲述）用同样的方法可以证明，在点燃或者加热的条件下，氯气可以和绝大多数的活泼或不活泼金属直接反应，生成相应的氯化物。如：

2．与铜的反应

生：完成下列反应的方程式：

师：点评，设疑：Fe与Cl2反应生成的究竟是FeCl2还是FeCl3？怎样检验Fe3+的存在？

生：（学生讨论，小结）可通过向反应后的产物中滴加KSCN来检验生成物。

实验探究：Fe与Cl2的反应（播放实验视频）

师：（讲述）事实上，Fe与Cl2反应时，生成的产物全部为FeCl3。

3．与铁的反应

师：（回顾旧知，提升新知）引导学生对比铁与氧气的反应：

生：（课堂讨论）从以上反应中，概括出氯气与金属反应的一般规律。

师：（层层深入，推进新课）既然氯气的氧化性比氧气强，O2除了可以氧化大多数的金属，还可以氧化一些非金属单质，如：H2、C、Si、P等，我们可断定氯气也可以像氧气那样氧化如H2、C、Si、P等非金属单质。

【播放视频】氢气在氯气中燃烧。

现象：纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口形成白雾。

在光照的条件下，氢气也可与氯气剧烈化合。

师：从上述反应，我们可以得到哪些启发？反应产物对于我们的生产、生活有怎样的实际意义？

生：（讨论、小结）

师：氯气还可以像氧气那样氧化C、Si、P等非金属单质，如：，此反应可用于工业上粗硅的提纯。

师：（思考、讨论）对比氢气在氧气中燃烧的现象，对燃烧的条件及其本质有何新的认识？

生：（小结）

师：（课堂总结）通过以上对氯气与金属、非金属反应的讨论，我们可认识到氯气是一种氧化性很强的气体（类似于氧气），这是由氯原子易得电子的结构所决定的。元素的原子结构决定其单质的性质，在后面的《物质结构》中再作系统研究。课堂练习，巩固提高：

课后作业：阅读教材83～84页，完成87～88页第5、10、14、15题，预习教材85～87页。

【教学反思与设计论证】

一教友好的、实用的、创新的化学

1．友好的化学

随着化学技术在我们的生产、生活中日益广泛、深入地应用，一些不法分子扭曲了科学技术对于人类发展和提高所应起到的正面作用：硫磺熏制的银耳、竹笋；用氧化苯甲酰增白的面粉；添加了三聚氰胺的奶粉、加入了苏丹红的红心鸭蛋；瘦肉精饲养出来的猪肉；人工合成色素“描画”出的鲜艳食物；致人中毒死亡的毒物、农药这在一定程度上，在一部分人群的眼中，给化学蒙上了恐怖的色彩。化学真的这么恐怖吗？也许我们化学教学的任务之一就是揭开这层蒙在化学上的恐怖面纱，让人们对化学看地更清楚、更明白。本节所介绍的内容——氯气，是一种有毒的气体，学习之初就使学生产生了恐怖、畏惧的心理。所以本节课如何教学，对于树立学生对化学的正确态度具有十分重要的意义。一系列关于氯气泄露导致恶性事件的报道，在学生的心里埋下了深深的恐惧。让学生认识到氯气的毒性是必要的，但根本目的在于通过对氯气的性质及用途的介绍，让学生明白氯气的毒性并非是绝对的。合理、有效的手段和方法，不仅可以避免氯气毒性的危害，更可以化害为利，让其为我们的生产、生活服务。在引入环节上，向学生展示一些生活中常见的含氯的食物、衣物、药物、试剂、肥料及84消毒剂等实物图片，可以使学生在心理上对氯元素产生一种亲切感，形成友好型化学的印象。

2．实用的化学

化学是一门非常实用的科学，在化学教学中让学生体会到这种实用性，可以增强学生对学习化学的兴趣，激发学生立志攀登科学高峰。氯气在我们的生产、生活中的应用非常广泛，我们的衣食住行无一不与氯元素有关。在教学之前可先布置学生进行调查，搜集生活中含氯的物品，了解氯气在生产、生活中的应用情况。尤其是非典和地震，学生的记忆比较深刻，可以引导学生调查此间消毒剂的使用情况。以上的调查结果在教学中稍加小结，即可以使学生体会到化学是一门非常实用的科学。

3．创新的化学

探究式教学应该体现创新性。这种创新性不仅表现在形式上的分析探求，更应表现在引导学生如何寻找分析的素材、探求的目标，把探究教学模式上升为研究型，为学生的开拓思维训练提供操作平台。在教材中，氯气与金属的反应，只是作了一个简单的介绍性质的讲述，没有体现出探究式的学习过程。在本文中，笔者打破这一传统的教学模式，通过实验探究，使学生亲身感受氯气与金属钠的剧烈反应过程，深刻体会氯气的强氧化性，进而激发学生探究氯气与不活泼金属反应的热情和好奇心。通过练习，创设问题情境：如铁等多价态金属与氯气反应生成何种价态的氯化物？很好地激发起学生的探究意识。而通过引导学生回忆Fe3+的检验方法，水到渠成地得出了实验探究的方案与方法——用KSCN检验产物。而通过铁与氧气反应情况的对比，自然得出氯气的氧化性比氧气强的结论，从而将氯气与学生熟知的氧气联系起来，很好地降低了学习的难度，也自然地引出了下面氯气与非金属的反应，易于学生理解，没有一点“填鸭”的感觉。而这种探究的模式完全地将学生推到了学习的主导地位，充分调动了学生参与探究的热情，将“要我学”变成“我爱探究、乐于探究”，“学习”不再是一种负担，而是一种好玩的游戏、一种乐趣。

二绿色化设计

在过去的教材中，曾安排了氯气的实验室制法及性质的课堂演示实验。但凡操作过此实验的教师都会发现，无论我们的操作多么规范、严密，都会不可避免地造成少量氯气的泄露，导致对人体的伤害，对教室、实验室的教学环境形成污染。利用通风设备亦无法向学生传授绿色化学的教育思想。现行的新教材摒弃了这一课堂演示实验，反映了新课标对绿色化学的呼唤，但这在视觉上无法给学生实践的感知。在课堂教学中教师应充分认识这一矛盾，既要体现绿色化的教学特点，又要给学生形象的感知。利用多媒体技术充分满足了这一需求。笔者根据探究的需要将相关实验视频引入课堂，如氯气与钠、氯气与铁、氯气与氢气的演示实验的视频，既增强了教学效果，又充分体现了新课程倡导绿色化学的理念，将环保教育渗透于一点一滴中，增强了学生爱护环境的意识。

参考文献

［1］黄素招.试论高中化学探究式教学模式的运用［J］.南宁师范高等专科学校学报，2003（03）：21

［2］刘克文.教友好的、实用性的、创造性的化学.中国化学会第27届学术年会第17分会场摘要集，2010

〔责任编辑：李锦雯〕