时间：2023-11-13 04:50:58
一、结合学科特点，培养学生的探究能力
我们要结合化学学科的特点，培养学生探究问题的能力。在高一化学《碱金属》一章中，教材讲述过氧气物的化学性质主要强调其强氧化性以及与水、二氧化碳的反应，但对于过氧化钠的漂白性只说是因为其强氧化性而没有深入探讨。下面，我们就过氧化钠的“漂白性”设计成一次探究活动，具体探究教学过程如下：
首先，教师做这样的演示实验：取一定量的过氧化钠放到品红溶液中，拿起来轻轻地摇晃，这时我们就会发现品红由红色变成了无色。这时提出问题让学生探究：过氧化钠使品红变色的原理是什么呢？
然后，教师给足时间，让学生进行思考、讨论、交流。在学生思考、讨论、交流的过程中，教师可以适当地对学生进行引导、点拨。如让学生回忆学过的具有漂白作用的物质，像次氯酸、二氧化硫等。
最后，教师提出这样的问题：我们大家都知道过氧化钠具有很强的氧化性，并且能和水反应生成氢氧化钠。根据这个特点，请同学们再思考并发表不同的见解。学生们又进行了讨论、交流，课堂气氛异常活跃。有的同学见解为过氧化钠与水反应生成的氢氧化钠使品红变色，有的见解为过氧化钠使品红变色的原理是由于过氧化钠具有强的氧化性等。通过这样的活动，很好地培养了学生的探究能力。
二、结合学科特点，培养学生的创新能力
化学是一门自然科学，实验是化学学科的特点。通过实验，能够培养学生的创新意识和创新能力。当然，要提高学生的创新能力，教师本身应该富有创新精神，在教学中不断改进、创新实验，可以变部分演示实验为学生实验，变验证性实验为探索性实验，鼓励学生开展各种实验，设计实验方案，并不断地完善。如在学习铜和稀硝酸反应时，让学生先按教材里的设计方案来演示这个实验，同时让学生分析这个实验方案有哪些弊端，经过师生共同研究，得出这个实验方案有如下不足：（1）一氧化氮的现象不明显。（2）反应不易停止。（3）氮氧化物污染环境。
这个实验方案既然有如此多的不足，如何改进、完善呢？教师引导学生进行讨论和交流，让他们重新设计，教师参与设计并与学生共同完善，最后得出了几种比较合理的设计方案。下面设计的方案就能够弥补教材中方案的不足：先在稀硝酸中加入少量的碳酸钙，用产生的二氧化碳排出容器中的空气，再挤压皮囊鼓入空气，这时就能够看到无色的一氧化氮气体变成了红棕色的二氧化氮气体，靠铜丝上下移动，控制反应的停始，用氢氧化钠溶液吸收尾气。不迷信教材，不迷信权威，不固守成见，通过这样的活动，不仅培养了学生的创造能力，而且让学生体验到了创造的快乐，潜能得到挖掘，创新能力得以提升。
三、结合学科特点，培养学生的思维能力
当一个问题被学生理解之后，学生就会在头脑中形成一个模式，这时如果将原来的问题进行适当地“改造”，或拓宽、或引伸，能在原来熟悉的问题的基础之上又改造出一个相对陌生的新问题，从而促使学生思维活动继续开展，并促使学生对原来思维模式进行适当地调整。习题教学中一题多解、一题多变、一题多问、一题多联等就是这样来设计的。
例题：试配平铜跟稀硝酸反应的化学方程式。
这个题目并不难，在学生解题并充分理解后，要进行如下一题多问：
（1）在铜与稀硝酸的反应中，被氧化的物质与被还原的物质的量之比为（ ），氧化产物与还原产物的物质的量之比为（ ）。
（2）在铜与稀硝酸的反应中，若生成11.2升（S、T、P）的NO气体，共有（ ）个电子发生了转移。
（3）在铜与稀硝酸的反应中，氧化剂（xmo1）与还原剂（ymo1）的函数关系是下列哪一条直线？
通过这样不断的一题多问，激活了学生的思维，为学生掌握氧化——还原反应这一知识奠定了基础。同时，通过这样的教学方式，既提高了学生的学习兴趣，又培养了学生思维的广阔性，从而达到了培养和提高学生思维能力的目的。
总之，在高中化学课堂教学中，我们要结合化学学科的特点，给学生提供思维材料，创造思维情境，努力培养学生的探究能力、创新能力和思维能力，让学生动手、动脑、动口，通过多种感官的协调活动，促使学生的各种思维有效地展开，从而提高学生的科学素养。
【关键词】案例教学法；羧酸合成；有机合成设计
【Abstract】In the process of synthesizing 3-phenylpropionic acid with benzene as raw material，11 kinds of synthetic routes were synthesized， such as oxidation method，hydrolysis method， carboxylation method and reduction method，involving the synthesis of olefins，the synthesis of alkynes，the synthesis of halohydrocarbon，the synthesis of Grignard reagents，the synthesis of alcohols，the synthesis of aldehydes，the synthesis of ketones，the synthesis of unsaturated acids，the synthesis of esters.Six types of reaction were used in this process，including the oxidation reaction，the reduction reaction，the addition reaction，the substitution reaction，the condensation reaction，the elimination reaction，to point to the surface，the formation of a more systematic knowledge of the network， to train students to divergent thinking and multi-angle analysis to solve the problem.
【Key words】Case teaching method；Carboxylic acid synthesis；Organic synthesis design
0 引言
羧酸（RCOOH）是分子内含有羧基的化合物，其本身结构比较稳定，所以广泛存在于自然界中，是生物体的重要代谢产物，也是重要的有机合成中间体及原料[1]。
羧酸从合成方法上来说，可通过氧化法，水解法，羧基化等方法来进行制备，该类化合物的合成教学如果仅仅从方法上讲解，学生印象不深，也很难理解并加以运用到合成设计中[2-3]。案例教学能够激发学生兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力，实现理论知识的巩固与提升，在实际教学过程中合理加以运用能够起到事半功倍的教学效果[4-7]。本文以苯制备3-苯基丙酸为例，系统阐述案例法在羧酸类化合物合成教学中的应用。
以苯为原料制备3-苯基丙酸，从题目本身来看，原料与产物之间差别三个碳原子，明显属于扩链反应，其合成难度不大，大部分学生都能合成出来，之所以选择这个题目作为案例法教学的经典案例，是因为以苯为原料进行扩链的合成方法有很多，重点在于一题多解，培养学生发散性思维和多角度分析和解决问题的能力。
1 氧化法
羧酸具有较高的氧化态，伯醇及醛的氧化是沿用已久的合成羧酸的重要方法，烯炔的氧化，既可用于它们的结构测定，亦是羧酸的合成方法，芳烃的侧链氧化是合成芳酸的主要方法，环酮的裂解氧化适用于合成二元羧酸，甲基酮（醇）的卤仿反应是将乙酰基转变成羧基的有效方法。本案例中，通过醇[图1（1）]的氧化、醛[图1（2）]的氧化，以及烯烃[图1（3）]和炔烃[图1（4）]的断键氧化均可得到羧酸，不可忽视的是，利用卤仿反应[图1（5）]也是合成羧酸不错的选择。
从合成操作上分析，这几种氧化反应均为官能团转换，即通过官能团的转换来实现目标化合物的合成。由于起始原料为苯，合成3-苯基丙酸所需的3-苯基丙醇、3-苯基丙醛、4-苯基-1-丁烯、4-苯基-1-丁炔和4-苯基-2-丁酮则需要进一步的逆合成分析，从而涉及到醇的合成、醛的合成、烯烃的合成、炔烃的合成以及甲基酮的合成，可进一步引导学生复习巩固相关内容。五个中间体中，3-苯基丙醛可由3-苯基丙醇氧化得到，4-苯基-1-丁烯和4-苯基-2-丁酮均可由4-苯基-1-丁炔还原或水解得到，进一步对3-苯基丙醇和4-苯基-1-丁炔进行逆合成分析，均可落脚到卤代烃苄基卤或1-苯基-2-卤乙烷（如图2）上，距离原料已经非常接近，稍加处理即可完成。需要说明的是，由原料苯制备3-苯基丙醇、3-苯基丙醛再到3-苯基丙酸是做加法（即扩链），而由原料苯制备4-苯基-1-丁烯、4-苯基-1-丁炔和4-苯基-2-丁酮再到3-苯基丙酸是先做加法再做减法（即先扩链再缩链），属于合成技巧的灵活运用。
2 水解法
羧酸衍生物如酰氯、酸酐、酯[图3（1）]、酰胺均能水解成羧酸，水解的过程是水分子对这些化合物进行亲核取代而进行的。与上述四种衍生物相比，腈[图3（2）]的水解反应更为常用，另外，利用活泼亚甲基化合物丙二酸二乙酯[图1（3）]和乙酰乙酸乙酯[图3（4）]也可以制备羧酸。
羧酸衍生物一般由羧酸来制备，常规酸由羧酸衍生物制备价值不大，该案例中，可运用官能团添加，在3-苯基丙酸乙酯结构中增加羰基，变成1，3-二羰基化合物，继而考虑利用酯缩合的方法来进行制备[如图4（1）]。在水解反应制备羧酸的路线中，氰基水解是最常用的，利用卤代烃与NaCN或KCN的亲核取代反应，可轻松引入该官能团[如图4（2）]。活泼亚甲基化合物丙二酸二乙酯[如图4（3）]和乙酰乙酸乙酯[如图4（4）]制备取代乙酸则是该类化合物的经典应用。经逆合成分析，可落脚到苄基卤与丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯的亲核取代上。
3 羧基化法
有机金属化合物可借羧化反应的方法引入羧基，这是合成羧酸的另一类重要方法。最为常用的要数格氏试剂。
与前面几种合成方法一样，同样涉及到中间体1-苯基-2-卤乙烷的合成，对于卤代烃的合成，同样有很多路线可以选择，由2-苯基乙醇进行亲核取代或者由苯乙烯进行亲电加成均可。
4 还原法
除了上述氧化法、水解法和羧基化法之外，3-苯基丙酸可以通过3-苯基丙烯酸的加氢还原进行制备，3-苯基丙烯酸为α，β-不饱和酸，可通过Knoverenagel缩合[图6（1）]或醛与HCN的亲核加成[图6（2）]来制备。
5 结论
综上所述，在以苯为原料合成3-苯基丙酸的设计过程中，汇总了氧化法、水解法、羧基化法、还原法等共计11种合成路线，涉及到烯烃的合成、炔烃的合成、卤代烃的合成、格氏试剂的合成、醇的合成、醛的合成、酮的合成、不饱和酸的合成、酯的合成，涵盖了氧化反应、还原反应、加成反应、取代反应、缩合反应、消除反应等六大反应类型，能够以点带面，形成一个比较系统化的知识网络，达到训练学生发散性思维和多角度分析解决问题的目的，属于一个比较典型的合成案例。
【参考文献】
[1]徐雅琴，黄长干，主编.有机化学[M].北京：中国农业出版社，2009，7.
[2]汤小芳，刘显民，顾焰波，等.PBL教学法在有机化学教学中的应用[J].广东化工，2015，42（11）：263-264.
[3]梁静，高宏峰，赵炜.案例教学法在有机合成设计课程中的应用探索[J].化工高等教育，2013，30（3）：63-68.
[4]刘长军.案例法教学设计三例[J].化学教学，2005（10）：29-31.
[5]曾庆乐.案例创新教学法及在《有机合成》教学中的运用[J].时代教育，2015（7）：4-4.
[6]汤洪敏.案例式教学法在有机化学教学中的应用探索[J].教育文化论坛，2010， 2（5）：89-91.
关键词：课例研究；操作策略；教师发展
文章编号：1008-0546（2017）06-0016-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.004
课例研究就是教师在同事或研究人员的支持下，运用观察、记录、分析、反思等手段，通过选题、选课、设计、实施与记录、课后讨论、撰写课例研究报告的过程对课堂教学进行研究的活动[1]。
课例研究是以一节课的全程或片段作为案例进行解剖分析，找到成功或不足之处，或者说是对课堂教学活动中难点、疑点的深刻反思及寻找解决问题的方法的过程。
课例研究的基本程序包括“选题――设计――实践――反思”四个阶段。
选题。课例研究的问题产生于教学活动，包括教学任务的落实、教学活动的开展、学生的学习状态、教师的指导点评等等产生的困惑与疑问。问题通常就是课例研究的主题。
设计。简而言之就是备课、写教案，即根据已有的实践经验和新的教学理念，围绕需要解决的问题设计出具体详细的教学方案。
实践。上课教师进行课堂教学实践，其他教师听课、观察、记录。
反思。召开反馈会议，对上课教师的教学过程进行反思，找出设计方案与要研究、解决的问题之间的差距，提出修改意见和措施，形成第二次上课的教案。对一个问题的研究、解决通常需要多次“设计――实践――反思”的循环往复。
课例研究关注教师课堂教学实践，是教师专业能力发展的有效途径。那么教师在课例研究的过程中要关注哪些问题，进而提高课例研究的质量呢？我们不妨来看看下面这则课例研究实例，然后进行一番思考探索。
“二氧化碳和一氧化碳”n例研究报告
一、选题
人教版九年级化学上册第六单元“碳和碳的氧化物”是初中阶段唯一较为全面研究元素化合物知识的单元。“二氧化碳和一氧化碳”是本单元的第3课题，本课题在单元中起着承前启后的纽带作用，主要有以下四方面的价值：
（1）丰富对物质多样性的认识。本单元主要研究了含碳元素的一类物质，如课题1出现碳的多种单质（金刚石、石墨、C60），而本课题则涉及到碳的两种氧化物、H2CO3、CaCO3等，这不仅是物质多样性的具体体现，同时也有助于学生形成“相同元素可以组成不同化合物”这一化学观念，加深对物质的组成与结构的认识。
（2）进一步理解“结构决定性质”的化学学科思想。通过课题1碳的不同单质的结构、性质、用途的比较，学生已初步形成了“结构决定性质、性质决定用途”的学科思想，本课题可遵循这一认知物质的逻辑主线，展开对CO和CO2的结构、性质、用途的学习。
（3）认识化学与社会生活、工农业生产实际的联系。本课题学习的物质与人类关系密切，学习这些内容时，要关注情感、态度与价值观的培养，落实三维目标。
（4）体会元素化合物知识的学习方法。本课题可结合课题1所学，引领学生从单一物质向一类物质的学习迈进，学会把握物质间的联系，探寻物质间的转化规律，初步建立物质转化观，使学生对元素化合物知识的学习方法有一清晰认识，为学生高中阶段的学习进行方法论的铺垫。
那么在本课题的学习中，如何实现上述四方面的学科价值呢？以此为选题依据，进行课例研究。
二、设计和实践
（1）教学设计
在本课之前，学生已经掌握了碳单质的化学性质、二氧化碳的制取方法，对于二氧化碳和一氧化碳的性质和用途也有所了解，但所掌握的知识是零碎、片段的。故本节课初始阶段通过“温故知新”、“各抒己见”环节让学生充分暴露前概念，然后在一系列的主动探究活动中，构建新知识、新概念，使学生的学习始终处于“最近发展区”内。
由于本课题内容较多，且要求在一课时内完成，故我对教材重新整合，根据学生原有的知识结构，先安排学习一氧化碳，再探究二氧化碳。因为一氧化碳和碳都有可燃性和还原性，故我将两者进行类比同化，降低学习难度。二氧化碳的教学则采用实验探究法，以“猜想设计实验动手验证得出结论”为主线组织教学，让学生体味探究的过程和方法，提高分析问题和解决问题的能力。
（2）教学实践
【温故知新】
1.回忆在课题1中学习过的有关内容：
（1）碳在氧气中燃烧会由于氧气量的不同而出现哪两种产物？
（2）木炭还原氧化铜，写出化学方程式。
2.比较这两种生成物的分子结构、其中碳元素的化合价。大胆猜想它们的性质会有什么区别。
【各抒己见】说说你对这两种气体的认识。（有条理地根据学生回答板书）
【引入新课】在前面学习过的知识中，你接触过一氧化碳吗？
（点拨）管道煤气的主要成分就是一氧化碳，知道煤气的用途吗？
（课件）一氧化碳燃烧的图片。
【新知讲授】
一氧化碳具有可燃性，化学方程式为：2CO+O2 2CO2，由此可知一氧化碳可用作燃料。
与前面所学的氢气相同，在点燃一氧化碳之前，需要检查气体的纯度。
过渡连接：碳元素在反应前后化合价如何变化呢？
一氧化碳中的碳元素+2价，有变成最高价+4价的趋势，如果该反应中的氧元素不是由氧气提供，而是由其他含氧物质提供，又会发生什么情况呢？
回顾木炭还原氧化铜的化学方程式：C+2CuO CO2+2Cu。
如果由氧化铜来提供氧元素，请你猜想，会发生怎样的化学反应。
CO+CuO CO2+Cu
一氧化碳能和碳一样，夺取氧化铜中的氧，生成二氧化碳，因此也具有还原性。工业上利用这个原理，常用来冶炼金属。
【过渡】请你认真思考一下，二氧化碳是否也具有上述性质呢？为什么？
【小结】 二氧化碳中的碳元素已经达到最高价+4价，所以不具有和一氧化碳相似的化学性质。让我们乘上开往智慧隧道的列车，一起去探究二氧化碳的一些性质。
【科学探究一】二氧化碳与灭火
（学生实验）如图倾倒二氧化碳，观察现象，分析原因。
（现象）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。
（原因）二氧化碳的密度大于空气，二氧化碳不可燃也不助燃。
【科学探究二】二氧化碳遇到水
（学生实验） 在收满二氧化碳气体的软质塑料瓶中倒入1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察实验现象，分析原因。
（现象）二氧化碳的塑料瓶变瘪。
（原因）二氧化碳能溶于水，瓶内压强减小，所以瓶子变瘪。
（演示实验） 把瓶内的液体喷到紫色石蕊溶液染成的干燥纸花上，观察现象。
（现象）紫色小花变红色。
（提出问题）瓶内到底存在哪些物质呢？使小花变色的又是什么物质呢？
（猜想、设计实验）
（学生先提出假设1和2，教师逐步实验）实验结果说明既不是二氧化碳使小花变色，也不是水使小花变色。
（学生提出假设3，实验证实后，提出新问题）说明二氧化碳和水发生反应生成的新物质使小花变红，这种物质是什么呢？
（演示实验）把稀盐酸、稀醋酸分别喷到小花上，发现小花变红色。
（讲解）石蕊遇到酸溶液会变红色。
（推测）瓶内肯定含有一种酸。这种酸称为碳酸，即H2O+CO2 H2CO3。
（小结）二氧化碳不仅能溶于水，还能和水发生化学反应。我们在进行科学探究时，猜想要周全、实验设计要科学合理、现象的观察和分析要缜密。
再回过来观察刚才变色的小花，发现已经褪色了，说明碳酸的性质稳定吗？
不稳定，H2CO3 H2O+CO2。
【科学探究三】二氧化碳遇到石灰水
当我们打开汽水瓶盖的时候，会发现什么现象呢？有大量气泡冒出。
（设计实验）如何证明“雪碧”中冒出的气泡就是二氧化碳气体呢？
方案一：取少量汽水于试管中，滴加石灰水。
方案二：打开汽水瓶盖，在瓶口罩一个烧杯，然后倒转烧杯，向烧杯中注入石灰水。
方案三：瓶口连接带导管的橡皮塞，将气体通入石灰水中。
……
（演示实验）气体通入澄清石灰水中。
发生反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2
CaCO3+H2O，这是检验二氧化碳的常用方法。
【小结】一氧化碳和二氧化碳这对孪生兄弟，由于分子结构的不同，性质迥异。我们不难发现，物质的性质是由物质的结构来决定的。
【资料链接】 二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响
1.一氧化碳的毒性（视频）
讨论：煤气厂为什么在煤气中掺入少量具有难闻气味的气体呢？
2.二氧化碳的用途
3.二氧化碳对人体健康的影响
讨论：久未开启的菜窖或干涸的深井中，常含有大量的二氧化碳气体，请设计实验来检验二氧化碳是否超标。
4.温室效应
【构建物质转化图】通过学习，我们了解了碳家族的许多物质，如C、CO、CO2、H2CO3、CaCO3等，请同学们用箭头表示它们之间的转化关系，并写出对应的化学方程式。
三、反思
Ρ妊√馐敝贫ǖ乃母瞿勘辏其中三个目标比较圆满达成。但由于课时紧张，对于“二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响”的教学比较薄弱，即对于“情感、态度、价值观”的培育有所欠缺。针对现在社会上将化学“妖魔化”的不良倾向，我们应重视物质用途的教学，以此凸显化学学科的重要性。对于温室效应，除了要让学生意识到环境问题的严重性，更要介绍如何用化学方法解决环境污染问题，以此来彰显化学学科的社会价值。建议：二氧化碳的用途的教学，可提示“性质决定用途”，由学生自主梳理完成，教师引导、拓展。温室效应的教学，可设计为“调查报告”形式，由学生课后完成，要突出“用化学方法防止温室效应”。
分析上述案例，结合多年的教研经历，笔者认为，教师要提升课例研究的水平，应把握好以下三点操作策略：
一、选题要有代表性
课例研究的应该是来自教学实践中的、长期困扰教师的问题和疑难，也就是说选题要具有代表性。由于是教师自己的问题，教师才会有持续、迫切的动机去研究、去解决；由于是来自教学实践的具体问题，这样研究的目的更明确，研究的方法和手段更具操作性，研究的结果更具可测性。上述报告中选题是“二氧化碳和一氧化碳”，该课题是初中化学的经典课题，教学法可谓“百花齐放”。由于课题内容丰富，大多数教师会将其分两课时完成，“二氧化碳”一课时，“一氧化碳”一课时，这种处理方法的优点不多赘述，但有“割裂”之嫌。如能在一课时中将“两兄弟”整合对比研究，同中求异，则更能体现物质的多样性，对比性质的差异后，回溯结构分析原因，推演两者用途的差异，这样“结构决定性质，性质决定用途”的学习主线清晰明了，整个教学浑然一体，更利于学生知识结构的建构。因此该课例研究的选题是有代表性的，也是一种新的尝试和挑战。
二、设计要有新颖性
课例研究中的教学设计一般有两种方式：（1）首先由一位教师进行设计，然后在小组会上介绍教学设想与意图，大家讨论研究，对设计方案进行修改和补充，完善教学设计。（2）先进行小组集体讨论（集体备课），确定教学方案的框架结构和教学细节，然后由上课教师写出教案。课例研究是为了突破一些长期困扰教师的教学问题和疑难，因此教师在教学设计时不能因循守旧，要敢于尝试、敢于创新，创新可能会失败，但也会带来解决问题的新方法和新思路，再经过后续“反思”阶段的“头脑风暴”，集思广益，日臻完善，最终找到问题的满意答案，这才是课例研究的真正意义所在。上述报告中的教学设计有一定的新颖性，如改变教材结构，联系碳的化学性质先学一氧化碳，同化新知，降低学习难度；再如利用碳元素化合价变化，让学生推测二氧化碳是否具有一氧化碳的性质，渗透了高中“氧化还原反应”的思想方法；再如最后用“转化关系图”打通物质间的联系，将迷惑的概念清晰化、零散的知识系统化、机械的记忆灵活化，便于学生后续学习的迁移运用，实是“点睛之笔”。
三、反思要有可行性
在“反思性教学”、“反思性教师”、“教师成为研究者”以及课程改革理念的冲击下，作为学校教研活动的课例研究不仅仅局限于经验的传递，而且更关注理念的更新，注重教师合作与反思的运用，侧重于让每一位教师成为具有反思能力的教学实践者。从促进教师发展的意义上讲，反思是课例研究中最重要的环节。反思的目的是要找出教学设计、实践与要研究、解决的问题之间的差距，提出修改的方案和细节。因此反思不要空谈，而应根据课堂观察的结果，对照选题时所列出的若干问题，扎扎实实地谈不足、谈改进措施，措施要具体、要可行，以此形成二次上课的方案。如上述报告的反思中提到“由于课时紧张，对于‘二氧化碳和一氧化碳对生活和环境的影响’的教学比较薄弱”的问题，提出“学生自主梳理和课后调查报告”的改进措施，措施具有可操作性，解决了“课时和教学深度”之间的矛盾。
参考文献
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义。2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系，掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。(2)通过N2结构、性质、用途等的学习，了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法，提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图，让学生从中找出氮族元素的位置，并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。[教师引导]氮族元素的相似性：
[学生总结]最外电子层上均有5个电子，由此推测获得3个电子达到稳定结构，所以氮族元素能显-3价，最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5，对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。氮族元素的递变性：氮磷砷锑铋非金属逐渐减弱金属性逐渐增强HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4酸性逐渐减弱碱性逐渐弱增强NH3PH3AsH3稳定性减弱、还原性增强[教师引导]氮族元素的一些特殊性：[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性，但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态，有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物，但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容，进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态：大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态：无机物中(如硝酸钾等)，有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味，难溶于水(1:0.02)，比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度，让学生进行比较。
难溶气体：N2(1:0.02);H2(1:0.02);
微溶气体：O2(1:0.2)
可溶气体：Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)
易溶气体：SO2(1:40)
极易溶气体：HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质，先研究N2的结构。
1.N2的结构
电子式：;结构式：NN。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1)，所以N2很稳定，通常情况下，性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应：3Mg+N2Mg3N2
(3)与氧气反应：N2+O22NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性，也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚，叫做“雷雨发庄稼”，谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容，再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体，让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞，让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下，一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业，教师根据学生作业情况加以说明。
(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气：焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径：自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮：合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景，鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系：
非金属元素及其化合物间的转化关系：
[随堂练习]
1.不属于氮的固定的变化是()
(A)根瘤菌把氮气转化为氨(B)氮气和氢气在适宜条件下合成氨
(C)氮气和氧气在放电条件下合成NO(D)工业上用氨和二氧化碳合成尿素
答案：D。
2.在汽车引擎中，N2和O2进行反应会生成污染大气的NO(N2+O22NO+Q)，据此，有人认为废气排出后，温度即降低，NO分解，污染也就会自行消失，事实证明此说法不对，其主要原因可能是()
(A)常温常压下NO的分解速度很慢
(B)在空气中NO迅速变为NO2而不分解
(C)空气中N2与O2的浓度高，不利于平衡向左移动
(D)废气排出后，压强减小，不利于平衡向左移动
答案：AB。
3.利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是()
(A)把空气液化,然后分离出氮气
(B)把空气缓缓通过加热了的铜网
(C)把空气缓缓通过加热了的镁粉
(D)把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶
答案：B。
4.现有M、R两种第ⅤA族元素，下列事实不能说明M的非金属性比R强的是()。
(A)酸性：H3MO4>H3RO4
(B)气态氢化物稳定性：MH3>RH3
(C)气态氢化物还原性：MH3>RH3
(D)含氧酸盐的稳定性：Na3MO4>Na3RO4
答案：C、D。
5.在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素，选择的理由中正确的是()。
(A)最高价氧化物对应的水化物酸性最强
(B)单质与冷水反应最剧烈
(C)单质固态时为分子晶体，熔沸点较低
(D)在氧化物：OF6、P2O5、Fe2O3中，OF6最稳定
答案：BC。
6.在标准状况下，将O2与NO按3:4体积比充满烧瓶，将烧瓶倒置于水中，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为(单位：mo
l·L-1)()。
(A)0.045(B)0.036(C)0.026(D)0.018
答案：B。
7.1898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解;第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物;第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体;第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3-互为等电子体的离子。
(1)试写出四步反应的化学方程式;
(2)试简评该固氮方法。
答案：(1)CaCO3CaO+CO2;CaO+3CCaC2+CO;CaC2+N2CaCN2+C;CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3。
(2)这种方法，需要消耗大量电能，原料众多，设备重，生产成本高。
8.有A、B、C、D四种气体，能发生下列变化
A+DE+H2O，E+O2D，
C+DB+F，B+O2C。
且已知其中：C为红棕色，D能使石灰水变浑浊，E常温下是固体，F是一种酸酐。
(1)写出四种气体的化学式：A_________、B_________、C_________、D_________。
(2)写出C+DB+F所表示的反应方程式_____________________________。
(3)写出D使石灰水变浑浊的反应方程式_______________________________。
答案：
(1)H2S、NO、NO2、SO2。
(2)NO2+SO2=NO+SO3。
关键词：初中化学；课堂教学；教学问题
文章编号：1005–6629（2014）2–0027–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
教育改革的核心环节是课程改革；课程改革的核心环节是课堂教学；课堂教学的核心环节是教师的专业发展。二期课改的核心理念是为了每一个学生的发展，而学生的全面发展又是以有效地改善学生的学习方式和提升教师的专业水准为前提的。随着课程改革的不断推进，如何提高化学教师课堂教学中处理各种问题的能力是我们急于思考的问题。
近几年，我区的课堂教学展示活动开展得有生有色，笔者也有幸观摩学习了很多青年教师的展示课。下面就以近几年我区初中化学教师课堂教学中出现的一些问题，以及自己在教学过程中产生的一些困惑，和各位同仁一起交流、研讨。目的是分析产生问题的原因，找到解决问题的办法，提高把握课堂教学的能力，促进化学教师的专业发展。
1 教学中忽略的问题
1.1 远离生活的问题
一次在“二氧化碳的性质”的课堂上，有位老师提出这样一个所谓“贴近生活”的问题：同学们都应该见过盖房子时用石灰浆来刷墙吧，人们常常在房子里面烧一个炭火盆，能不能用生活中的经验解释一下，为什么要烧炭火盆？取出炭火盆后墙壁为什么会“冒汗”？
这位老师提出的问题显然是利用生活中的经验来总结归纳化学知识。但随着人们生活水平的逐步提高，现代科学技术的不断进步，学生也许还有机会在现实生活中看到用石灰浆刷墙，但应该没有多少机会看到烧炭火盆了。既然是利用生活中的经验来解决问题，大部分学生在生活中都没有感知的机会，何谈总结经验、联系学科知识呢？
对于这个案例而言，笔者觉得把提问的方向转换成“用学过的知识去解释生活中的现象”要比“利用生活中的经验来总结归纳化学中的知识”合适一些。可以考虑如此表述：“同学们都知道石灰浆是可以作为涂料来粉刷墙壁的，早些时候民间有个说法，人们在刚粉刷过的房子里烧个炭火盆是为了烘干，你认为这种表述是否正确？你认为烧炭火盆的目的是什么？取出炭火盆后墙壁又会‘冒汗’，同学们能不能用学过的化学知识解释一下其中的原因？”提问的方向稍加转变，不但没有增加学生回答该问题的负担，反而体现了“化学源于生活，生活离不开化学”的学科思想。
时代在发展，科技在进步。我们教学中所使用的案例也要不断更新，就像有的教师在“燃烧和灭火”的教学中，仍然使用煤球和木材来比较着火点的不同，这显然不切实际了，现今家庭生活中使用煤球和木材的都已经不常见了。我们应该挖掘现实生活中更加常见的、切合实际的现象来开展教学，真正地做到与时俱进，将生活和化学紧密地联系在一起。
1.2 不够科学的问题
在“常见气体的实验室制备”的复习课上，一位老师是这样进行导入的：“不久前，我国四川省汶川发生了里氏8.0级大地震，造成了生命和财产的巨大损失，一时间震区的通讯设备全部瘫痪，被困的群众无法与外界取得联系。在这万分危急的时刻，我们国家自主研制的‘北斗一号’导航卫星，发挥了极大的作用……（接下来：教师用幻灯片展示一张带有‘中国航天’字样的运载火箭发射升空时的照片）我们知道卫星是要用运载火箭发射升空的，同学们知道运载火箭中的推进剂是哪两种物质吗？”同学们弱弱地回答是氢气和氧气……
这显然是一个“想当然”的问题，当然学生也是凭着猜测来回答这个提问的。笔者以为这样的导入并不是个成功的案例。火箭中的推进剂一定就是氢气和氧气？据了解，发射“北斗一号”卫星的运载火箭是“长征三号甲型运载火箭”，该火箭采用的是三级火箭推进技术，一级和二级都是采用液体四氧化二氮和液体偏二甲肼作为推进剂，只有第三级才是采用液氧和液氢作为推进剂的。显然，这位老师忽略了问题本身的科学性，不加求证，凭着自己的想象创设了一个想当然的问题会给学生造成火箭的推进剂都是氢气和氧气的错觉。
如表述为：“我们知道卫星是要用运载火箭发射升空的，有一部分运载火箭会使用一种无污染的推进剂，它们是我们学习过的、比较常见的两种物质，你们知道这两种物质是什么吗？”也许会让学生更有底气地回答是氢气和氧气。
2 教学中产生的问题
在同行间的交流中，经常会看到有些教师愿意“包办”，喜欢为学生总结出一些比较简化的处理问题的规律。有规律可循、使复杂的问题变得简单、让学生的学习更轻松，这固然是件好事。但若因一些规律性的总结限制了学生对某些问题的认识，这就不是件令人欣慰的事了。
有一位老师在总结初中化学图像类题目的复习策略时使用了下面的题目：
例：向含有盐酸和氯化铜的混合溶液中加入氢氧化钠溶液，产生沉淀的质量Q与加入氢氧化钠溶液的质量W的关系，图像正确的是（ ）
解答：向盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加氢氧化钠时，氢氧化钠先和盐酸反应，所以刚开始加入氢氧化钠时无沉淀生成，当盐酸消耗完后，继续加入的氢氧化钠开始与氯化铜反应，生成氢氧化铜沉淀，所以此时才开始有沉淀生成，当氯化铜消耗完后沉淀量不再增加。故选B。
点评：向混合溶液中滴加某一物质时要注意反应的先后顺序，如向盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加氢氧化钠时，氢氧化钠先与盐酸反应，等盐酸反应完后，氢氧化钠才开始与氯化铜反应。
分析这位老师的解答以及点评，也许有很多人同意这样的解答方案。因为该解答方案很好地解释了正确答案图像的特点——起初没有沉淀，氢氧化钠加入到一定量之后才出现沉淀。事实果真如此吗？做过该实验的老师可能都知道，当氢氧化钠溶液滴入到混合溶液中时，就会产生蓝色沉淀。只不过稍加振荡后，蓝色沉淀便会消失。也就是说，并不是像这位老师所描述的“氢氧化钠先与盐酸反应，盐酸消耗完后，继续加入的氢氧化钠才开始与氯化铜反应”，而是氢氧化钠同时与盐酸和氯化铜发生反应。由于氢氧化钠溶液在滴加的过程中，相对于混合溶液来说是少量的，所以产生的蓝色沉淀马上又会被盐酸反应掉，直到盐酸完全消耗完，才会出现明显的蓝色沉淀。
在我们平时的课堂教学中，也会有很多老师愿意使用上述方案进行解释，因为它可以避免使整个反应过程复杂化。而且这种解答对于正确选项的解释十分到位，解答同类题目时也是屡试不爽，正确率极高。甚至有的老师还将这个过程总结为“酸碱中和反应优先”……试想一下，如果我们把这个题目进行如下变式设计，又该如何解释呢？
变式：下列四个图像能正确反映对应的实验操作的是（ ）强的干扰性，如果按照酸碱中和反应优先的理论，C选项就是正确的，可事实是当硫酸加入到混合溶液中时会立刻产生沉淀，图像中的起点应从原点开始。这个时候，所谓的“酸碱中和反应优先”会给学生的分析造成错误的引导，形成思维定势，不利于学生的分析。其实，类似的问题还有很多。只要学生掌握反应过程的“真相”，类似的问题都会迎刃而解的。
3 教学中刻意回避的问题
一次课堂教学活动中，有位老师将CO2和CO的一些知识点进行了对比归纳，内容如表1（有部分省略）：
纵观整个表格，有两处是存在争议的，但该教师选择了和教材保持一致，刻意回避了这些问题。
争议一：二氧化碳的收集方法
在现行沪教版教材之中，认为二氧化碳气体只能用向上排空气法收集，而不能用排水集气法。理由很简单，二氧化碳气体是可溶于水的，而且还会与水发生反应。
那是不是二氧化碳气体可溶于水，而且还会与水发生反应就不能够使用排水集气法进行收集了呢？为了验证此事，我们曾在课堂上做了多次对比实验，用不同的收集方法对二氧化碳气体进行收集。结果发现：二氧化碳气体不仅可以用排水集气法进行收集，而且该方法收集的速度还比较快、纯度比较高，有利于学生直接观察，不用验满。完全颠覆了二氧化碳气体只能用向上排空气法收集而不能用排水集气法收集的结论。
其实，生活中的一些现象也会给我们以启示。如：打开汽水瓶盖，会有大量气泡向上冒出。这一现象说明常温常压下，二氧化碳在水中的贮存量并不大（在常温常压下，1体积的水可溶解0.88体积的二氧化碳）。教材中指出：“二氧化碳溶于水会生成碳酸，但碳酸很不稳定，很容易分解成二氧化碳和水。”通过查阅资料发现，只有不足4%的二氧化碳与水反应生成碳酸，同时还会有一部分碳酸分解成二氧化碳和水。相对于产生的大量二氧化碳，溶于水的损失就微不足道了。而用向上排空气法收集二氧化碳气体时，一部分二氧化碳会随空气排出，造成很大的浪费。所以，水中贮存的二氧化碳比起向上排空气法中逸出的二氧化碳，要小得多[1]。
因此，对于二氧化碳的收集方法应这样说明更为妥当：在初中化学实验要求的范围内，用向上排空气法和排水集气法来收集二氧化碳气体都是可以的。当然，要想收集到比较纯净的二氧化碳气体用排水集气法更为适合。当然判断某种气体是否能够使用排水法来收集，也应视情况根据该气体在水中溶解度的大小而定。
争议二：二氧化碳是否有毒
不同版本的教材对二氧化碳是否有毒的说法也不尽相同。在沪教版二期课改教材九年义务教育课本《化学》第一学期第111页明确说明“二氧化碳没有毒性”。所以按照现行教材的说法，这位教师在表格中的总结是没有问题的。当然，对“二氧化碳无毒”这一观点的理解也是比较容易的。如：人们生活中常常饮用含有二氧化碳的饮料，经常使用二氧化碳做致冷剂、进行人工降雨等等，甚至是我们的呼吸中都会夹杂二氧化碳……
但要想说明“二氧化碳有毒”这一观点却并非易事。我们通过查阅文献资料得知：人体吸入过多的CO2，会影响血红蛋白的携氧和释氧能力，严重时造成心机和全身缺氧，出现中枢神经的抑制、昏睡、痉挛以及窒息死亡。那这种情况到底是不是中毒呢？所谓中毒，是指毒物进入体内发生毒性作用，使组织细胞或其功能遭受损害而引起的不健康或病理现象；那何谓毒物呢？毒物指的是凡对肌体发生化学或物理化学的作用，因而损害肌体，引起功能障碍、疾病，甚至死亡的物质。显然，这里二氧化碳对人体的作用显示出了毒物的特点[2]。
所以，建议教师在平时的教学活动中，应通过有关资料向学生解释二氧化碳对人体产生的影响，而不是一味苍白地告知二氧化碳是无毒的。而关于二氧化碳是否有毒的问题也可表达为：一般情况下，二氧化碳是无毒的。言外之意，如果二氧化碳在人体内积累过多时，就会对人体产生毒性。
其实教学的内容有争议并不可怕，与教材保持高度一致也不失为明智之举，但道出事实的真相，与大家一起交流、研讨，这样的“争议”才会更引人入胜，才能激起学生的兴趣、共鸣、思考，才能激活思维，达到良好的教学效果。
4 教材带来的问题
沪教版二期课改教材九年义务教育课本《化学》在上海全面推广使用已有几个年头了。由于新教材的编写给教师和学生留有更多发挥的空间，在教学内容上也有一些调整。所以，这几年来我们一直在不断地摸索、总结新教材的使用策略。在平时的教学中也经常会遇到各种各样的问题，尤其是有些教学内容移至高中进行教学之后，对初中化学的教学可谓产生了不小的“障碍”。
沪教版二期课改教材九年义务教育课本《化学》中第41页关于元素的定义为：元素是同一类原子的总称。我们知道元素完整的定义是：元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。但由于“原子的内部结构”这部分内容已经移至高中进行教学，所以如何进行元素的教学便成了我们课堂教学的难点。
从定义上分析，要想弄清楚元素的含义，必须解释清楚元素和原子之间的关系。而分子和原子的内容在前面已经学习过，所以我们只需将宏观与微观的概念做个很好的“沟通”即可。下面我们就借助水分子通电分解的微观过程，运用结构示意图帮助学生理解元素与原子之间的关系，从而更好地理解元素的含义。
对于初三学生来说，抽象思维能力还不是很强，总结归纳水平还比较欠缺，初次接触此概念时往往比较吃力，心存畏惧。通过这个微观结构示意图，我们更形象、更直观地解释了元素和原子之间的关系，更加符合中学生的认知水平。虽然这种解释方法不一定严谨，但至少在现有的知识条件下我们还是比较直观地解释了这个抽象的定义。
结构示意图的使用对初中化学的教学有着深远的意义，它不仅可以使抽象的问题形象化、解释元素与原子之间的关系，还可以处理分子与原子、分子与分子等各种复杂的关系。记得在一次讲评课上，有这样一个题目令人印象深刻：
例：下面各种物质中含有氧分子的是（ ） A.蒸馏水 B.二氧化碳 C.空气 D.氮气分析：A、D很容易被排除掉，只有B选项对正确答案存在着很大的干扰。
果不其然，大部分学生都选择了B答案，认为CO2中含有O2。该怎样解释这个问题？想想初中化学已经很少谈及物质的内部结构，有也是在后面的教学中才会涉及到，一时间无从下手。学生为什么会产生这样的认识？和几位学生交流之后才明白，他们是在化学式上产生了错误的认识。原来他们都认为CO2是由C和O2一起构成的，而且从化学式上更容易得到确认……
搞清楚了问题产生的原因，也就找到了解决问题的办法。化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。足以见得，物质的结构在初中化学的教学中有着举足轻重的作用。虽然原子的内部结构已移至高中，我们无法讲清楚各种物质的内部结构。但我们可以用结构示意图来代替：
通过比较这几种物质的分子结构示意图，二氧化碳分子中是不是含有氧分子就一目了然了（二氧化碳分子中的两个氧原子分别和碳原子结合在一起，呈直线型；而氧分子中的两个氧原子是直接结合在一起的）。
课堂教学是一门艺术，它要求教师要具有较好的教学艺术、高尚的专业修养、广博的专业知识、熟练的专业技巧和丰富的专业经验。但这些素质不是一朝一夕就能练就的，我们仍会在课堂教学中遇到各种各样的问题。只要我们秉着相互学习、相互交流、共同提高的态度，在课堂教学活动中，做到对课程标准烂熟于心、对学生充分了解、对知识的学习有着科学的态度，就能适应现代课堂教学的需要，就能灵活自如地驾驭课堂教学。
参考文献：
[1]刘凤侠，孙玉明.用排水法能收集二氧化碳气体吗[J].农村青少年科学探究，2010，（12）：20～21.
doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．04．020
当前，江苏省执行“五严”规定，“五严”新政策带来了明确的减负要求。那么，在“五严”背景下如何既能抓好教学质量又能减轻学生负担？笔者认为唯有提高课堂效率，进行高效教学；高效教学的核心在于“以学生为主体”，引导学生进行自主学习。我们的教学不应是如何控制学生来实现传授知识的多少，而应是如何创建一个良好的、有利于知识建构的学习环境以支持和帮助学生的知识建构活动［1］。教学中让学生自主学习，能创建一个良好的学习环境，在这个学习环境中，学生是学习的主体，掌握学习的主动权，操控学习的整个过程。那么，如何在教学中引导学生自主学习，构建高效课堂呢？笔者结合教学实践，粗浅地谈一谈自己的几点做法。
一、学案导学，促进学生主动学习
学案导学，解决了常态课堂教学中教师独霸课堂，“一言堂”的问题，是教与学的最佳结合点。学案导学，能促进学生主动学习，使学生形成课堂意识，突显学生的主体地位，培养学生的“学力”，彰显学生的个性［4］。
例如“盐类水解”这一节内容较难，采用传统的教学方法学生难以接受，笔者采用了学案导学的教学模式，化难为易，充分调动了学生的学习积极性，起到了良好的教学效果。在课上，笔者首先布置学生自学任务，要求学生用7分钟的时间自学本节第一、二两部分内容，并完成学案上的三个题目：
（1）常温下，溶液的酸碱性与溶液中c（H+）和c（OH-）的浓度有什么关系？（本题旨在复习上节课所学内容，并同时为本节课的学习做铺垫）
（2）根据形成盐的酸和碱的强弱，请把下列盐进行分类。（根据形成盐的酸和碱的强弱对盐进行分类是本节内容的新知识点，但比较简单，笔者让学生自学，并设计成题目直接检验学生的自学效果）
（3）据你所知，Na2CO3水溶液显什么性？推测一下，照理说水电离产生的c（H+）和c（OH-）应相当，为什么此时不再相等？（本题旨在激发学生的求知欲，并调动学生积极思考，为下一部分内容的学习奠定基础）
接着，笔者让学生以四人一个小组为单位，讨论并探究盐溶液的酸碱性，学生通过实验分别测定了课桌上预先准备好的10种不同盐溶液的pH，并且按照强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、强酸强碱盐的顺序依次把盐溶液进行了归类，得出了盐溶液的酸碱性与盐类型之间的关系，在学案上留下记录。这个过程大概花了15分钟时间。
然后，笔者再让学生以小组为单位，根据学案上设计的内容，对三类不同盐溶液中存在的各种离子及离子间的相互作用进行比较、分析，从中找出不同类盐溶液呈现不同酸碱性的原因，并且写出它们水解的离子方程式，由此得出盐类水解的本质，总结出盐类水解的规律。这个过程大概花了15分钟时间。（这里前后两个15分钟是本节课学生学习的重点和难点，而学案导学则最大限度地调动了学生的学习积极性，激发了学生的思维，指导学生掌握学习方法，为学生发挥和挖掘潜能创造了条件，学生在学习过程中不仅知道了“学什么”，还知道了“怎么学”）
最后，留给学生约8分钟的时间完成学案上的习题，检查学生的学习效果。（通过练习可以进一步巩固学生所学知识，加深印象）
二、创设情境，培养学生自主设计实验
化学是一门实验科学，实验是化学的灵魂和生命，化学实验是化学科学研究的重要方法，也是化学教学的重要手段。新课标中规定：化学实验不再区分教师演示实验和学生分组实验，只要是条件许可，所有实验都可让学生自己动手完成。因此，我们在平时的教学中应尽可能地设定教学情境，让学生自主设计实验，通过实验探究提升学生的思维层次，培养学生自主学习的能力。
比如我们讲“氯水漂白原理”时，可以设定一个问题情境：如何证明氯水中真正起漂白作用的是HClO而不是Cl2。学生通过讨论与交流，自主设计了如下几个实验方法：
（1）分别准备一瓶装有干燥氯气和一瓶装有1/3新制氯水的集气瓶，取两张干燥的有色布条放入，观察现象发现：氯水中的有色布条褪色。
（2）取一瓶装有干燥氯气的集气瓶，放入一张干燥的有色布条，观察现象：有色布条不褪色。接着向集气瓶中加入少量水，震荡，观察现象：有色布条褪色。
（3）重复（2）操作后，再取一瓶稀盐酸，向其中加入有色布条，发现布条不褪色。
接着，学生再对自己设计的实验进行讨论、分析，得出两个结论：
（1）实验1和实验2不严谨，只能说明使有色布条褪色的肯定不是Cl2，但不能说明一定是HClO。
（2）通过实验3不难发现：干燥氯气不能使有色布条褪色；盐酸也不能使有色布条褪色；氯水可以使有色布条褪色。因此，可以得出结论：氯水漂白是因为氯水中含有氧化性极强的次氯酸。
再如学习“化学能与电能”这一节时，我们可以以课本实验2-4引入，创设实验情境，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常实验现象时，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设。学生根据实验现象，经过合作交流与讨论，得出相关结论，理解了原电池的反应原理。在此基础上，可以让学生自主设计实验讨论归纳出“构成原电池的条件”。学生通过讨论与交流，自主设计了如下几个实验方案：
接着，学生再对自己设计的实验进行讨论、分析，归纳出构成原电池的四个条件。
三、巧设问题，引导学生自主建构知识
提出问题是激发学生思维最有效的方法，但是问题质量的高低也直接影响学生思维层次的高低。教师在备课时应精心设计有效问题，最大限度地激发学生的思维，引导他们自主建构知识。
我们可以围绕一个主题设计系列问题。例如，在学习“氨气制取”的实验时，我们可以设计一组问题：（1）氨气制取原理是什么？（2）根据氨气的制取原理，你认为应采用哪些仪器？这套装置与前面学过的制取什么气体装置相同？（3）收集氨气的方法是什么？（4）如何防止氨气溢出污染空气？（5）如何检验氨气有没收集满？（6）如何收集到干燥的氨气？（7）还有哪些方法可以制取氨气？通过这一系列的问题，不仅让学生学会了制取常见气体所采用的一般方法，同时也建构了氨气性质方面的知识。
在学习“二氧化硫化学性质”时，可提出这样几个问题：（1）二氧化硫是哪一类型的氧化物？你觉得二氧化硫可以与哪些物质发生反应？（2）分析硫元素化合价，你觉得二氧化硫还应具有什么化学性质？（3）通过二氧化硫使品红褪色的实验，你觉得二氧化硫具有什么性质？二氧化硫的漂白与氯水漂白有什么不同？（4）你可以设计什么实验来证明二氧化硫具有这些性质？（5）如何区别二氧化硫与二氧化碳？通过这样一组问题，将学生的思维一步步推向更深层，不仅培养了学生思维的深刻性，同时也促进学生自主建构了二氧化硫的化学性质。
我们也可以设计一些开放性问题，将问题层层递进。例如，在学习“二氧化氮与水反应”这一部分内容时，可以提出这样一些问题：（1）给你一试管二氧化氮，如何证明二氧化氮可与水反应？（学生会答将其倒插入水槽中，观察到试管中液面上升）（2）水面会上升到试管的什么位置？（学生通过二氧化氮与水反应的方程式会答上升到试管的2/3）（3）如果要让试管中的二氧化氮尽可能多地被水吸收，你打算采取什么方法？（学生经过谈论后会回答向试管中通氧气）（4）向试管中通多少氧气才能使二氧化氮完全被水吸收？（学生通过方程式的合并会回答通1/4试管的氧气）（5）如果将试管的中的二氧化氮换成一氧化氮，要求被水完全吸收，应向试管中通多少氧气？（学生通过方程式的合并会回答通3/4试管的氧气）（6）你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？（学生从原料的利用率、减少污染物排放等方面回答了这个问题）这几个问题层层递进，由浅入深，不仅训练了学生思维的广度，加深了学生对知识建构的理解，同时也培养了学生的情感态度与价值观。
我们也可以利用相关知识做对比设计连环问题，提高课堂效率。例如，在学习“电解池反应”时，可以设计这样一些问题：（1）根据图1装置写出电极反应式与总反应方程式（负极：Fe-2e-=Fe2+ 正极：2H++2e-=H2 总：Fe+2H+=Fe2++H2）（2）把图1装置导线中间接个电源形成图2，写出电极反应式与总反应方程式（阳极：Fe-2e-=Fe2+ 阴极：2H++2e-=H2 总：Fe+2H+=Fe2++H2）（3）把图2装置中的Fe电极换成C形成图3，写出电极反应式和总反应方程式（阳极：4OH--4e-=O2+2H2O 阴极：4H++4e-=2H2 总：2H2O=2H2+O2）（4）通过对比装置1、2、3，你能得出什么结论？（原电池反应是自发发生的氧化还原反应，而电解池反应可以是自发发生的氧化还原反应，也可以是非自发发生的氧化还原反应；原电池和电解池都能加快化学反应速率，但由于电解池接了外接电源，在两极上产生的电势差必然大于原电池，因此理论上电解池反应速率应大于原电池反应）这四个问题一环套一环，下一个问题是在上一个问题的基础上演变过来的，整个过程非常紧凑，学生至始至终处于积极思考的状态，促进了学生知识建构的完整性。
四、把握时机，增强学生自主学习的信心
当人在体验到成功时，就会不断地迈向新目标，而学生在自主学习过程中，往往会因为失败逐渐对学习失去兴趣和信心。因此在教学中，教师要创造一切可能的条件、机会让学生表现，提的问题要与他们水平相当，如陈述解题中使用的重要概念或方程式，让学生解模仿性问题或简单的变式题。对于较复杂的问题，教师可帮助他们分析，逐渐将复杂的问题分解成若干个比较简单的问题，通过启发，引导学生朝正确答案方向努力，让他们在自主学习过程中获得成功，体验到喜悦和成就感，增强他们学好化学的决心。此外，教师要深入了解学生，注意观察，及时捕捉他们的闪光点，对他们的每一点成绩或微小的进步都要及时地，热情地表扬与鼓励，使学生能够看到自己的进步和优点，增强自主学习的信心。
笔者将以上几点应用于教学实践中去，取得了良好的教学效果：学生能积极主动参与到课堂教学中来，能自主设计并完成实验，能自主构建化学知识，对化学学习的兴趣和认同感大大增强，课堂效率大大提高！
参考文献
［1］ 郭本禹.当代心理学的新进展［M］.济南：山东教育出版社，2003
［2］ 庞维国.自主学习――学与教的原理和策略［M］.上海：华东师范大学出版社，2003
［3］ 钟启泉，崔允，张华.《基础教育课程改革纲要（试行）》解读［M］.上海：华东师范大学出版社，2001
随着我国经济水平的提高及工业的大规模发展，水环境污染也越来越严重，地表水及地下水出现了许多新增污染物，给人们身体健康产生严重危害。为了遏止水环境继续恶化，一些新技术、新工艺应运而生。在给排水科学与工程专业课程体系中，《水处理新技术》正是这样一门重要专业课[1]，它强调污水处理的“新技术”、“新工艺”，具有较强的工程实践性，兼具一定的理论知识。该课程涉及范围广泛，内容较多，但课程学时较短，如何在短时间内培养学生工程实践能力，是广大教学工作者面临的一个共同难题。笔者尝试通过案例教学法让学生更好地掌握课程知识，培养学生分析问题与解决问题的能力，并在此与广大同行探讨案例教学法设计的要点。
1 案例应注重理论与实践紧密结合
理论知识是工程实践的基础，在2012年教育部《高等教育本科专业》中将“给水排水工程”专业更名为“给排水科学与工程”专业[2]，名称的更换标志着科学理论基础在专业人才培养的重要性。因此在《水处理新技术》课程教学的案例选用上，需要理论与工程实践并重，同时与教材紧密结合，通过案例来启发学生思考，并建立理论和实践的联系。
在生物脱氮新技术单元，以短程硝化-反硝化工艺（SHARON）工艺为案例进行介绍。传统硝化过程是指氨氮（NH4+）先氧化成亚硝氮（NO2-），再被氧化成硝态氮（NO3-），两个步骤分别由氨氧化细菌（AOB）和亚硝化氧化细菌（NOB）催化完成（式1和式2）。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）
NO2- + 0.5O2――NO3- （2）
这两个过程是独立的，且亚硝酸还原菌能够以NO2-为底物进行反硝化反应（式3），而不是传统观念认为只能以NO3-为底物进行反硝化反应（式4）。
在案例教学中通过介绍短程硝化-反硝化的微生物学理论知识，使学生更容易理解SHARON工艺的运行方式与特点。综合比较化学反应式1和2，理论上氧气（O2）可以节省25%，对应工艺过程中可以节省曝气量25%；综合比较化学反应式3和4，甲醇（CH3OH）可以减少40%，对应SHARON工艺反硝化过程中可以节省外加碳源40%。这样从理论和工艺两方面进行案例分析，加深学生对SHARON工艺的理解，并增加其对生物脱氮新技术的认识。
2 案例需具有新颖性和典型性
与文献相比，教材往往具有一定的滞后性。在《水处理新技术》教材中介绍的新技术、新工艺，它们的特点与应用范围可能会随着实际工艺研发而发生一些变化。为了及时掌握这些变化，需要阅读最新文献。案例选用上也要紧跟水处理新技术的发展，及时补充新知识，才能避免学生走出校园后出现知识与实际情况脱节的问题。
在厌氧生物处理技术中，以厌氧颗粒污泥为案例，介绍最新的分子生物学技术――荧光原位杂交技术（FISH）在厌氧颗粒污泥菌群检测中的应用，讲解其在厌氧颗粒污泥形态特征检测中的应用，并介绍厌氧颗粒污泥形成的机理。通过这些讲解，让学生了解厌氧生物处理技术的最新发展成果与研究技术。
另外，案例选用要具有典型性与代表性，不能只有一、两篇文献的报道，而要得到广大同行的认可，并经过工程实践的检验，这种案例才更有说服力。
3 案例应与科研紧密联系
我校《水处理新技术》课程是在给排水科学与工程专业大四上学期开设，很多学生即将开展毕业设计（论文），一些同学随后会进入研究生阶段开展课题研究。因此可以通过案例激发学生兴趣，培养学生科研能力。在氧化沟工艺介绍时，以我国的第一座三沟式氧化沟污水处理厂――邯郸市东污水处理厂为案例，介绍氧化沟工艺运行流程图、各构筑物的运行参数及对污染物的处理效果。这样学生在做排水方向毕业设计，遇见氧化沟工艺的设计就能与课堂知识联系起来；或者学生在做氧化沟生物脱氮的毕业论文的时候，课堂所学知识可以为毕业论文的开展提供良好的基础，进一步为研究生生物脱氮相关课题研究奠定基础。
4 增强与学生的互动性
教学过程中，学生的积极参与是保证教学效果的重要因素[3]。因此案例实施过程中，老师需要充分挖掘学生潜力，调动他们的积极性，提高其学习兴趣和主动参与意识，从而培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力，达到提高《水处理新技术》教学质量的目的。值得注意的是，课堂中往往是几个表现突出的学生主动性强，而部分学生则好像事不关己，不会积极参加案例的讨论[4]。因而在案例教学过程中，除了关注表现积极的学生外，还需要强制性地要求一些不参与讨论的学生发表观点，活跃整个课堂气氛，增强案例法的教学效果。
5 结语
一、在实验教学中培养学生的发散思维能力
化学是一门以实验为基础的科学，因此，在教学中，教师可根据实验进行引导，对实验的原理、装置、现象等进行分析，对实验方案进行设计，从而培养学生的发散思维能力.
（1）实验原理的发散：根据课本上已知的知识，引导学生寻找实验原理的相似性和差异性.
例1指出制取 HF、HBr、HI、HCl气体的原理各是什么？
分析由于氟化氢、溴化氢、碘化氢和氯化氢有着相似的性质：常温下都是气体，都易溶于水，其水溶液都是易挥发性酸，故这三种气体的制取可像氯化氢一样，用相应的盐和不挥发性酸加热反应制得.但应注意到，HBr、HI有较强的还原性，不能用强氧化性的浓硫酸来制取.
（2）实验装置的发散：以某一装置图的基本结构为起点，尽[JP3]可能多地应用到其它相类似的装置上去，达到思维发散的目的.[JP]
例2利用如图1所示装置，可以制备哪些气体？[TP9GH02.TIF，Y#]
分析根据此装置的特点，可用此装置制备的气体，其反应必须是固体和液体之间的反应，而且不需加热，在常温下就能进行.例如：用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气；用金属锌和稀盐酸在常温下反应制取氢气等.
（3）实验现象的发散：可以把某一实验现象与其它问题有机地组合在一起，成为一个新问题，以彼此沟通展开发散；也可以对实验现象产生质疑，引导学生分析.
例3试描述金属钠投入盛有硫酸铜溶液的烧杯中的反应现象.
分析把金属钠投入硫酸铜溶液中，不能认为钠能置换出铜.因为钠先和溶液中的水发生反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀.因此，把钠投入硫酸铜溶液中的现象是钠和水反应与氢氧化钠和硫酸铜反应的现象的有机结合.
（4）实验方案的设计：在化学教学中，引导学生多角度设计[JP3]实验方案或改进原有的实验方案，也是发散思维训练的有效途径.[JP]
例如：气体的收集方法是一个简单的问题.难溶于水的气体可用排水法收集；比空气重的气体，可用向上排气法收集；比空气轻的气体可用向下排气法收集.但思维仅限于这样的范围是不够的.我们从氯气可用排饱和食盐水的方法收集，引导学生思考，从平衡理论的角度认识除了一些像氯化氢、氨气等极易溶于水的气体外，一些溶解度不太大的气体如氯气、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫，都可以用排相应的饱和盐溶液的方法收集.
二、习题教学中发散思维能力的培养
（1）选择题.
选择题是考查学生综合能力、周密思考能力、仔细审题能力以及思维灵活性的重要手段，在解选择题时，教师可以引导学生从最快捷的角度去思考，克服思维定势，从而培养学生的发散思维能力.
例40.3 mol的硫化铜和足量的稀硝酸反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水，则参加反应的硝酸中未被还原的硝酸的物质的量是
A.0.6 molB.2.2 molC.1.2 molD.1.0 mol
分析按一般解法，应先写出化学方程式进行计算.由于牵涉到配平问题，反应较复杂，解题较费时.若换一种角度思考，可知，未被还原的硝酸全部转化为硝酸铜，则由关系CuS[FY]Cu（NO3）2可知，未被还原的硝酸是硫化铜的两倍，即0.3×2=0.6，答案为A.
（2）一题多解.
对于同一化学问题可以引导学生应用不同的概念，从不同的角度进行解答，即一题多解.一题多解可以培养学生思维的广度性和创造性，是培养和训练发散思维的有效方法.
例5某金属M的硫酸盐为M2（SO4）3，已知13克M与6克氧气恰好完全反应，求M的相对原子质量.
分析本题可以从以下三个方面进行求解：
①根据化学方程式进行计算：由M的硫酸盐可知，M表现为+3价，设其相对原子质量为x，则4M+3O2[FY=]2M2O3，由反应物的关系式解得x=52.
②根据反应前后M的质量守恒进行计算：设M的氧化物分子式为M2O3，其相对原子质量为x，则有[SX（]13[]6+13[SX）]=[SX（]2x[]2x+16×3[SX）]，解得x=52.
③根据生成的氧化物中M与O的物质的量比进行计算：由于M的氧化物分子式为M2O3，则其氧化物中M与O的物质的量的比是2∶3，所以应有如下关系（设M的相对原子质量为x） [SX（]13[]x[SX）]∶[SX（]6[]16[SX）]=2∶3，解得x=52.
（3）一题多变.
有些题目由于条件的不明确，使得结果有几种不同的答案，即一题多变.一题多变可克服学生的思维定势的影响，利于开拓学生的思路.
例6在一天平的左右两端各放一个盛有等质量的稀盐酸的烧杯，此时天平平衡.如在烧杯中分别投入等质量的铁和锌，反应后天平是否平衡？
分析反应后天平是否平衡，取决于放出氢气的多少.由于题目中未指明盐酸是否与金属完全反应，故应有几种不同的答案.引导学生分析以下4种情况：①盐酸是足量的，铁和锌均[LL]完全反应；②盐酸的量不足，反应后铁和锌均有剩余；③锌与盐酸反应后盐酸剩余，而另一边烧杯中铁有剩余； ④锌与盐酸恰好完全反应，而另一边烧杯中铁仍有剩余.
（4）信息给予题.
给予一定的信息，让学生根据这一信息进行变通，从而得到正确的答案.这类题型有利于培养学生的知识迁移能力和变通能力.
例7已知重水和普通水之间能发生氢交换D2O+H2O[FY=]2HDO，又知次磷酸（H3PO2）和重水之间也能发生氢交换，但次磷酸的钠盐（NaH2PO2）与重水之间不能发生氢交换，由此可知，次磷酸的分子结构是
[TP9GH03.TIF，BP#]
分析根据题目所给信息：重水和普通水的分子间能发生氢交换，次磷酸和重水之间也能发生氢交换，但次磷酸钠与重水之间不能发生氢交换，说明次磷酸中有一个氢原子与其它两个氢原子不同，且这个氢原子是能够电离的，这样答案只有B.