楊鳳嬌，王 婭，姜紅波，王 艷，王冬梅，胡登衛(wèi)，趙衛(wèi)星，蘇小龍

（1.寶雞文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 寶雞 721013；2.樂(lè)陵民生教育高級(jí)中學(xué)，山東 德州 253600）

1 項(xiàng)目主題內(nèi)容

在高中化學(xué)體系中，氫氧化鋁是第一個(gè)需要學(xué)生詳細(xì)學(xué)習(xí)的兩性氫氧化物，其性質(zhì)有至關(guān)重要的作用[1]。本項(xiàng)目對(duì)氫氧化鋁性質(zhì)的探究包含酸堿中和反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)、氨水的相關(guān)性質(zhì)以及氫氧化物的制取方法等。學(xué)生通過(guò)平時(shí)生活中的觀察發(fā)現(xiàn)，藥品“氫氧化鋁”對(duì)治療胃酸過(guò)多有顯著的效果，以文獻(xiàn)查詢、實(shí)驗(yàn)探究、小組討論等形式對(duì)“氫氧化鋁”藥品的有效成分—?dú)溲趸X的性質(zhì)進(jìn)行探究，了解到氫氧化鋁的性質(zhì)不同于一般氫氧化物，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和規(guī)律進(jìn)行推理判斷有一定難度[2]。本項(xiàng)目旨在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的問(wèn)題，并能運(yùn)用化學(xué)原理對(duì)其進(jìn)行解釋，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，強(qiáng)化學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新意識(shí)和小組合作能力[3]。

2 項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

（1）通過(guò)對(duì)藥品“氫氧化鋁”的實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生能掌握氫氧化鋁的兩性，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

（2）以圖表的形式分析藥品“氫氧化鋁”的作用并探究其工作原理，明確藥品“氫氧化鋁”中和胃酸的原理，探究其他藥品能否同樣達(dá)到中和胃酸且保護(hù)腸胃的效果，以此培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力。

（3）學(xué)生能從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，將化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用于生活中，感受化學(xué)知識(shí)的重要作用，培養(yǎng)科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感。

3 項(xiàng)目任務(wù)及教學(xué)流程

項(xiàng)目任務(wù)如表1所示。

表1 項(xiàng)目任務(wù)

續(xù)表1

4 項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程

4.1 全方位認(rèn)識(shí)藥品“氫氧化鋁”

“氫氧化鋁”是典型的抗酸藥，具有抗酸、吸著、局部止血和保護(hù)潰瘍等作用[5]?！皻溲趸X”能對(duì)胃酸起到中和或緩沖的作用，抗酸作用緩慢而持久，但不會(huì)減少胃酸的分泌[6]?！皻溲趸X”與胃酸作用時(shí)，產(chǎn)生的氯化鋁有收斂作用，能夠起到局部止血的效果，同時(shí)也可能產(chǎn)生便秘的副作用。“氫氧化鋁”與胃液混合形成凝膠，覆蓋在潰瘍表面形成一層保護(hù)膜，起機(jī)械保護(hù)作用。此外，鋁離子在腸內(nèi)與磷酸鹽結(jié)合成不溶解的磷酸鋁隨糞便排出，因此，尿毒癥患者服用大量“氫氧化鋁”后可減少腸道磷酸鹽的吸收，進(jìn)而減輕酸血癥。藥品“氫氧化鋁”的相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 藥品“氫氧化鋁”的相關(guān)參數(shù)

4.2 “氫氧化鋁”治療胃病的原理探究

4.2.1 任務(wù)引導(dǎo)

【教師活動(dòng)】學(xué)生通過(guò)對(duì)藥品“氫氧化鋁”的學(xué)習(xí)和了解，知道“氫氧化鋁”藥品屬于原料藥，以其作為研究對(duì)象是為了減少其他成分對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)藥品“氫氧化鋁”的相關(guān)參數(shù)，明確其主要作用是治療胃酸過(guò)多等，接下來(lái)需要了解其主要成分和治療胃酸過(guò)多的原理[7]。

【學(xué)生活動(dòng)】明確藥品“氫氧化鋁”的主要成分是氫氧化鋁，查詢資料得知胃酸的主要成分為HCl，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

4.2.2 探究實(shí)驗(yàn)假設(shè)

查詢資料可知，胃酸的正常pH在0.9～1.8，飯后會(huì)被稀釋，pH上升到3.5左右。首先，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。使藥品“氫氧化鋁”與鹽酸溶液反應(yīng)（見(jiàn)圖1），測(cè)量其反應(yīng)前后的pH，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。其次，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。（1）準(zhǔn)備兩支試管并加入等量的藥品“氫氧化鈉”，然后分別滴加鹽酸，通入二氧化碳，觀察現(xiàn)象，記錄并對(duì)比分析。（2）準(zhǔn)備一支試管，向其中加入一定量的鹽酸，用pH計(jì)測(cè)量其pH，將pH控制在0.9以下。（3）向試管中少量多次加入藥品“氫氧化鋁”粉末直到不再反應(yīng)為止，測(cè)量反應(yīng)結(jié)束時(shí)的pH，記錄并討論分析，找到選擇氫氧化鋁中和胃酸的原因。（4）設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，比較氫氧化鋁分別與強(qiáng)酸、弱酸反應(yīng)的結(jié)果。

圖1 “氫氧化鋁”藥品與酸反應(yīng)

4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)

（1）鹽酸與“氫氧化鋁”藥品發(fā)生反應(yīng)，藥品白色粉末溶解；（2）“氫氧化鋁”藥品不溶于水，為白色沉淀，通入鹽酸與大理石制取的二氧化碳，無(wú)明顯反應(yīng)；（3）向pH低于0.9的鹽酸溶液中少量多次加入“氫氧化鋁”藥品直至不反應(yīng)，出現(xiàn)少許白色沉淀時(shí)，溶液的pH在3.0～4.0。

4.2.4 知識(shí)小結(jié)

氫氧化鋁能和強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)，但不和弱酸發(fā)生反應(yīng)，中和胃酸時(shí)生成的氯化鋁顯酸性，對(duì)于胃里的酸性環(huán)境不會(huì)有太大影響且能中和過(guò)量胃酸，氯化鋁具有收斂作用，可局部止血，用于治療胃病很合適。

4.3 “氫氧化鋁”主要成分是否與堿反應(yīng)探究

4.3.1 任務(wù)引導(dǎo)

【教師活動(dòng)】氫氧化鋁治療胃酸過(guò)多的原理是氫氧化鋁能和胃酸中的主要成分鹽酸發(fā)生反應(yīng)，且為酸堿中和反應(yīng)，提問(wèn)：氫氧化鋁能和堿發(fā)生反應(yīng)嗎？如若發(fā)生反應(yīng)，生成什么物質(zhì)？

【學(xué)生活動(dòng)】收集資料并提出預(yù)想的結(jié)果，根據(jù)所查資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證假設(shè)。

4.3.2 探究實(shí)驗(yàn)假設(shè)

為了保證探究的完整性，準(zhǔn)備“氫氧化鋁”藥品，分別與強(qiáng)堿、弱堿反應(yīng)（見(jiàn)圖2），觀察、記錄現(xiàn)象并進(jìn)行對(duì)比。分別向兩支試管中裝入等量藥品“氫氧化鋁”，向一支試管中滴加氫氧化鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄；向另一支試管中滴加氨水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄[8]。

圖2 “氫氧化鋁”藥品與堿反應(yīng)

4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)

（1）向“氫氧化鋁”藥品中滴加NaOH，白色粉末溶解；（2）向“氫氧化鋁”藥品中滴加氨水，白色粉末無(wú)明顯變化，不溶解。

4.3.4 知識(shí)小結(jié)

氫氧化鋁能和強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)，不能和弱堿發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知，氫氧化鋁既能和酸反應(yīng)，又能和堿反應(yīng)，為兩性氫氧化物。

4.4 “氫氧化鋁”主要成分的制取

4.4.1 任務(wù)引導(dǎo)

【教師活動(dòng)】通過(guò)分析“氫氧化鋁”藥品的參數(shù)可知，其主要成分為氫氧化鋁，提問(wèn)：結(jié)合上面兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)以及參考資料，應(yīng)如何制備氫氧化鋁？其藥品的選擇有沒(méi)有特殊要求？

【學(xué)生活動(dòng)】明確藥品“氫氧化鋁”的主要成分是氫氧化鋁，結(jié)合上面兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)可知，氫氧化鋁會(huì)和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，因此不能選用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿制備氫氧化鋁。查閱資料選擇合適的制備方法。

4.4.2 探究實(shí)驗(yàn)假設(shè)

根據(jù)已學(xué)知識(shí)，氫氧化物可以通過(guò)離子與堿反應(yīng)生成。由于氫氧化鋁會(huì)和強(qiáng)堿反應(yīng)，但是不與弱堿反應(yīng)，可以使用氨水與鋁離子反應(yīng)制取氫氧化鋁（見(jiàn)圖3）?？稍O(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分別逐滴加入NaOH和氨水，觀察現(xiàn)象并對(duì)比，收集生成的氫氧化鋁[9]。

圖3 氫氧化鋁的制取

4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)

（1）開(kāi)始滴入NaOH時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加NaOH則白色沉淀消失；（2）開(kāi)始滴入氨水時(shí)產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，白色沉淀不消失。

4.4.4 知識(shí)小結(jié)

氫氧化鋁會(huì)和強(qiáng)堿反應(yīng)，因此，可用弱堿制取氫氧化鋁。同理，可用弱酸與偏鋁酸根反應(yīng)制取氫氧化鋁。

5 知識(shí)鞏固與總結(jié)評(píng)價(jià)

5.1 知識(shí)鞏固

明確胃藥“氫氧化鋁”的主要成分為氫氧化鋁，通過(guò)查詢資料以及實(shí)驗(yàn)探究可知，氫氧化鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)：

可見(jiàn)，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，不與弱酸、弱堿反應(yīng)，因此，可以使用弱酸、弱堿制備氫氧化鋁：

氫氧化鋁治療胃病的工作原理為其能中和胃酸，且生成的物質(zhì)對(duì)人體沒(méi)有危害。

5.2 總結(jié)評(píng)價(jià)

在學(xué)生查閱資料時(shí)，教師要予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)并補(bǔ)充資料，對(duì)學(xué)生工作進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)。在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)施過(guò)程中，教師要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)并評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深層次認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)把握情況作出總結(jié)性評(píng)價(jià)，并及時(shí)對(duì)學(xué)生活動(dòng)作出系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。

6 項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)反思

對(duì)氫氧化鋁兩性的探究以胃藥“氫氧化鋁”項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)，每個(gè)階段的任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)清晰明確。在實(shí)驗(yàn)探究方面，學(xué)生作出了實(shí)驗(yàn)假設(shè)，但鑒于學(xué)生思維的發(fā)散性，假設(shè)并不完善，因此，在進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐時(shí)，還要求教師有臨場(chǎng)應(yīng)變能力。學(xué)生查到的以及教師提供的設(shè)備和藥品，對(duì)學(xué)生的探究行為起到了一定的限制作用，所以實(shí)驗(yàn)的探究性較弱，還有待改進(jìn)。在評(píng)價(jià)方面，教師給予學(xué)生較多的是口頭過(guò)程性評(píng)價(jià)以及對(duì)知識(shí)掌握情況的總結(jié)性評(píng)價(jià)，應(yīng)設(shè)計(jì)多元化評(píng)價(jià)機(jī)制，通過(guò)多種途徑反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。