李似麒 李楊玲 陳少清

（三明市第二中學，福建 三明 365000）

《普通高中化學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》強調在“教、學、評”一體化的背景下開展“素養(yǎng)為本”的教學，倡導在真實問題情境下的化學實驗探究活動，激發(fā)學生的化學學習興趣，促進教與學方式的轉變，使每位學生的化學學科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展。［1］建構主義理論強調學生是知識的主動建構者，課堂教學要以學生為中心。隨著新一輪課程改革的深入實施，課堂的動態(tài)生成也越來越受到師生們的重視，因為動態(tài)生成教學有效地激發(fā)了學生的探究欲望，培養(yǎng)了學生主動探究、自主學習意識，“讓課堂煥發(fā)出生命的活力”。因此，教師要善于捕捉課堂的生成性資源，及時準確地作出評估與判斷，并恰當、機智地加以運用，從而實現(xiàn)課堂的高效與精彩。［2］在執(zhí)教“硝酸的性質”時，作者嘗試利用學生對銅與濃、稀硝酸反應后溶液顏色不同的“意外”生成性資源，引導學生主動開展實驗探究，培養(yǎng)學生的科學探究和創(chuàng)新意識等維度的學科核心素養(yǎng)。

一、教學要求及教學思路

硝酸的性質是必修模塊“氮的循環(huán)”中的一部分，在教學內容要求上，需要結合真實情境或通過實驗探究了解硝酸的主要性質；在學業(yè)要求上，要求學生能從物質類別、元素價態(tài)的角度，依據(jù)化學反應的基本原理，預測硝酸的化學性質及變化，設計實驗進行初步驗證，并能分析、解釋有關實驗現(xiàn)象。［1］從正在使用的普通高中教科書（魯科版）化學必修第一冊教材和之前使用的普通高中課程標準實驗教科書（魯科版）化學1（必修）教材的內容編排對比可以看出，新教材中沒有設計思路、沒有實驗方案的“活動·探究”欄目明顯增加了，然而新版課程標準對學生的自主探究、主動學習意識的要求有了進一步加強，這對教師的教和學生的學都提出了新的要求。因此，“硝酸的性質”的教學思路遵循“研究物質性質的基本程序”的有關要求，積極地創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生的問題意識，同時靈活運用生成性資源開展化學實驗探究活動，努力使實驗探究成為培養(yǎng)學生自主學習意識的大舞臺。［3］

二、基于“動態(tài)生成”的教學實施過程

環(huán)節(jié)1：實驗對比銅與濃、稀硝酸的反應

［教師］根據(jù)“價-類二維”思想判斷，硝酸應該與硫酸一樣，濃、稀硝酸性質有差異。事實具體如何？

【實驗探究】銅與濃、稀硝酸反應的比較。

［教師］從實現(xiàn)現(xiàn)象和理論分析，兩個實驗產(chǎn)生的氣體分別是什么？可得出什么結論？

［學生A］銅與濃硝酸反應生成紅棕色的二氧化氮，與稀硝酸反應生成無色的一氧化氮，在試管口遇到氧氣又變成紅棕色的二氧化氮。因此，硝酸與硫酸的性質有不同之處：濃、稀硝酸均會與銅反應，且都體現(xiàn)硝酸中+5 價氮元素的氧化性。

［教師］銅有什么變化？變成了什么？

［學生A］從銅溶解的現(xiàn)象及氧化還原反應的原理分析，銅溶解生成了硝酸銅。

［教師］請寫出銅與濃、稀硝酸反應的化學方程式。

設計意圖：進行實驗對比，旨在引導學生通過實驗現(xiàn)象分析兩個反應的特點，自主得出濃、稀硝酸性質的共性和差異，書寫有關的化學方程式。更重要的是通過實驗對比，激發(fā)學生及時發(fā)現(xiàn)“意外”的實驗現(xiàn)象，形成思維沖突，產(chǎn)生課堂生成性資源。

環(huán)節(jié)2：發(fā)現(xiàn)“意外”實驗現(xiàn)象，引導學生實驗探究

［學生B］從銅被氧化溶解的角度分析，應該是生成了硝酸銅。銅離子的溶液是藍色的，如果兩個實驗均生成硝酸銅，溶液應該都是藍色的。但為什么銅與濃硝酸反應后溶液呈綠色，而與稀硝酸反應后溶液卻呈藍色？

［教師］示意大家發(fā)表意見。

［學生C］兩個實驗的劇烈程度相差很大，我認為銅與濃硝酸反應劇烈，短時間內生成的硝酸銅多，導致硝酸銅濃度大而呈綠色。

［教師］有什么證據(jù)可以支持你的觀點？

［學生C］將銅與濃硝酸反應后的綠色溶液加水稀釋，如果變藍色，可以證明。

【實驗探究】將綠色溶液1：1、1：2 稀釋?，F(xiàn)象：綠色稍變淺，但并未變藍。

［教師］實驗能證明C 同學的觀點么？

［學生D］不能。即使綠色溶液加水變藍，也不能說明C 同學的說法正確。因為該綠色溶液的成分可能不止硝酸銅，很有可能還有濃硝酸剩余，而濃硝酸見光易分解，分解產(chǎn)生的二氧化氮溶解在硝酸中導致久置的濃硝酸顯黃色，藍色與黃色的混合色就是綠色。加水稀釋，水會把其中可能含有的二氧化氮反應掉，導致黃色消失而使溶液變藍。

［教師］D 同學表達了三層意思，一是溶液中可能還有硝酸剩余，二是溶液呈綠色的原因跟“二氧化氮溶解于硝酸變黃色”有關，三是加水稀釋會消耗溶液中可能存在的二氧化氮。為了證明D 同學的說法，需要先解決一個什么問題？

［學生E］把多余的硝酸除去。

［教師］怎樣除去呢？

［學生E］可以在綠色溶液中加入足量氧化銅粉末來消耗硝酸。

［教師］為什么不選擇繼續(xù)加入銅？

［學生E］銅與硝酸反應會繼續(xù)產(chǎn)生氣體，對后續(xù)實驗無益，而氧化銅與硝酸反應只生成硝酸銅。

【實驗探究】在銅與濃硝酸反應后的綠色溶液中加入足量氧化銅粉末，充分振蕩，靜置。

現(xiàn)象：氧化銅未完全溶解，溶液明顯變藍色。

［教師］這說明了什么？

［學生F］充分反應后氧化銅有減少但未完全溶解，可以認為硝酸已完全反應，此時溶液中硝酸銅的濃度更大了。如果C 同學是對的，溶液對應顏色該是“綠色更深”才對，不應該顯藍色。所以，溶液呈綠色不是因為硝酸銅濃度大而是因為二氧化氮的溶解所致。

【實驗探究】展示事先用過量氧化銅與濃硝酸反應制得的硝酸銅飽和溶液?，F(xiàn)象：深藍色。將硝酸銅飽和溶液1：1、1：2 稀釋?，F(xiàn)象：溶液藍色略變淺。

［教師］這說明了什么？

［學生］銅與濃硝酸反應后溶液呈綠色跟硝酸銅的濃度無關。

［教師］有什么辦法可證明溶液呈綠色是二氧化氮的溶解所致呢？

［學生F］可以用加熱的辦法把綠色溶液中的二氧化氮“蒸”出來，看看溶液是否變藍。

【實驗探究】取綠色溶液少量于試管中，試管口套上氣球，加熱?，F(xiàn)象：溶液變?yōu)樗{色。

［教師］可得出什么結論？

［學生］溶液呈綠色確實跟二氧化氮的溶解有關。

［教師］除了用加熱法，還有沒有別的方法可將溶液中的二氧化氮“趕”出來？請大家課后積極思考后形成方案，由研究性學習小組到實驗室驗證。

［學生G］D 同學認為溶液呈綠色是因為二氧化氮溶解在硝酸中顯黃色，黃色跟銅離子溶液的藍色混合而顯綠色。這種解釋看似有道理，但缺乏實驗事實的支撐。因為綠色是二氧化氮的溶解所致，但不一定僅是溶解在硝酸中，只能說是溶解在反應體系中。

［教師］為什么有這種想法？又怎么證明呢？

［學生G］因為反應體系中除了多余的硝酸，還有生成的硝酸銅，有沒有可能是二氧化氮溶解在硝酸銅溶液中導致溶液呈綠色呢？可以將銅與濃硝酸反應產(chǎn)生的二氧化氮通入裝有濃硝酸的試管中，先觀察濃硝酸是否變黃色，再將所得的黃色溶液與硝酸銅溶液混合，觀察溶液是否變綠。

【實驗探究】①二氧化氮氣體通入濃硝酸中?，F(xiàn)象：溶液明顯變黃色。②將剛剛已1：1 稀釋后的飽和硝酸銅溶液與黃色硝酸氨1：1 混合?，F(xiàn)象：溶液的藍色略有變綠。

［學生］可能黃色溶液太少，所以顏色不夠綠。

【實驗探究】向剩余的黃色硝酸溶液中滴入少量1：1 稀釋后的飽和硝酸銅溶液?，F(xiàn)象：溶液有較明顯的綠色，但遠沒有銅與濃硝酸反應后溶液的綠色深。

［學生H］從實驗看，很明顯說明不能判定綠色完全是由于二氧化氮溶解于硝酸所致。還有必要進一步探究，綠色是否還跟硝酸銅有關。可以將二氧化氮氣體通入飽和硝酸銅溶液中，觀察實驗現(xiàn)象。

【實驗探究】按H 同學的方案演示?，F(xiàn)象：溶液迅速變綠。

設計意圖：新課程標準倡導基于真實問題的情境創(chuàng)設及實驗探究活動，因此學生如果對實驗現(xiàn)象提出疑問將是難得的、有價值的課堂動態(tài)生成。此時積極引導學生通過預測、分析和實驗驗證等程序主動進行實驗探究，適時給予學生自我發(fā)揮的機會，滿足了學生的探究欲望，調動了學生的學習積極性、主動性，可以充分體現(xiàn)以學生發(fā)展為本的理念。［4］

環(huán)節(jié)3：得出初步結論，總結生成性研究

［教師］實驗結果說明了什么？

［學生］銅與濃硝酸反應后溶液呈綠色，與紅棕色的二氧化氮溶解在反應體系中有關，且應該同時跟溶液中的硝酸銅和硝酸有關。

［教師］從理論分析、預測和實驗驗證看出，銅與濃硝酸反應后溶液呈綠色，實際情況是比較復雜的，初步可以斷定既跟二氧化氮溶于硝酸有關，又跟二氧化氮溶于硝酸銅溶液有關。但更深層的原因，還有待進一步探究。各位如有興趣，課后可以組織研究性學習小組，設計實驗方案，進入實驗室繼續(xù)研究。

設計意圖：課堂動態(tài)生成問題的研究強調的是激發(fā)產(chǎn)生動態(tài)生成性問題的主動意識，獲得動態(tài)生成性問題的探究過程體驗，增強主動探究、自主學習的本領和意識，而動態(tài)生成性問題的探究結果則不是第一追求。課堂動態(tài)生成性問題的研究還應兼顧課堂教學時間及教學目標，教師應適時總結并結束生成性資源的研究，回歸課堂教學的大主題。同時，為了激發(fā)學生的研究熱情，可以鼓勵有興趣或學有余力的學生課后積極參與進一步的研究。

三、教學啟示

（一）收獲一堂有“生命”的教學和一次有價值的研究

從課例的實際教學效果看，通過動態(tài)生成引發(fā)的探究式教學，學生反響熱烈，教學目標達成及時，教學實際效果甚佳。課后，部分學生又提交了一些更深入的研究方案，研究性學習小組結合資料查閱對所有方案進行了整合、優(yōu)化，進入實驗室開展進一步的研究，并得出了研究結論。銅與濃硝酸反應后溶液呈綠色的原因同時有兩個：一是反應產(chǎn)生的二氧化氮溶解在未反應完的硝酸中呈黃色，與藍色的水合銅離子溶液混合而呈綠色；二是反應產(chǎn)生的二氧化氮溶解在溶液中與銅離子結合形成黃色的配合物，與藍色的水合銅離子溶液混合而呈綠色。［5］進一步查閱資料，得知銅離子與含O、N 或S、N 給體可形成配合物，［6］但硝酸與金屬反應的機理直到現(xiàn)在還不夠清楚，因此，在現(xiàn)有中學實驗條件和學生現(xiàn)有知識水平條件下要找出該問題最具體的深層次的原因還很困難，有待今后進一步研究。但是，從培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)方面看，本次基于動態(tài)生成性問題的研究仍是一次極具價值的研究過程。

（二）新課標、新教材、新高考的背景下，教師對動態(tài)生成教學要有新的認識

預設與生成是課堂的兩翼，缺一不可。預設能讓教學按既定計劃引導學生獲取知識，強調知識學習的邏輯和效率，因此預設需要精準。本課例如果沒有精準的預設（比如沒有為可能的動態(tài)生成準備必要的實驗儀器與藥品），則根本無法對課堂出現(xiàn)的動態(tài)生成進行及時有效的引導和探究。而生成則更加凸顯知識的教學價值，更加注重學習的過程體驗和觀念形成，課堂的精彩需要精準的預設，更需要靈動的生成。注重動態(tài)生成的課堂由于糾正了過分強調程序化、過分追求目標達成和結果完美的缺點，鼓勵教師靈活地捕捉生成性資源，富有創(chuàng)造性地開展教學，因而教師的主導作用和學生的主體作用得到了充分的發(fā)揮，學生的積極性、主動性得到了充分的調動，學生多方面的能力得到了有效的培養(yǎng)。同時，教師專業(yè)發(fā)展也有了重要支撐。總之，面對新課標、新教材、新高考，教師應重新審視動態(tài)生成性教學。