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视频标签：求同存异,铜离子还原反应
所属栏目：高中化学优质课视频
视频课题：人教版高中化学选修六实验化学第四单元化学反应的“求同存异”铜离子还原反应的探究-北京市 - 朝阳区
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教学指导思想
高三的教学一方面要为了迎接高考而进行有针对性的应试复习，同时更要重视对学生终身学习需具备的解决问题的方法与能力的提升。而对于简单体系的复杂反应进行探究与分析，既是北京高考近几年的考查方向，又有利于学生综合能力的提升，可以较理想的兼顾以上两方面。所以本节课的教学指导思想是：让学生从看似简单的反应体系入手，通过对比分析找到复杂现象背后的原因，并在对具体事例探究基础上归纳出分析体系反应的“思维模型”，帮助学生形成解决问题的新方法，加强思维的深广度，加深对“宏微结合”、“证据推理”等学科思维运用的理解。整节课在遇到困难再反思解决困难的过程中层层递进，让学生感受科学探究的真实过程并收获成就感和乐趣，帮助学生树立“创新意识”，建立善于发现问题并努力解决问题的“科学精神”。
教学内容分析
“化学反应的多样性”是化学给人千变万化之感的主要原因，也是反应原理综合性和复杂性的典型体现。而“简单体系的复杂反应”因其装置与试剂易清晰表述，但现象多变甚至让人感觉“出乎意料”，往往是帮助学生提高灵活应用知识，提升思维品质，内化思维方式的良好载体。因此，作为高三教学，本节课围绕的四个“简单体系的复杂反应”实验，一方面承载了对高三 “氧化还原反应、离子反应、盐类水解、沉淀溶解平衡”等核心知识的考查功能，另一方面因其体系相似而又现象不同的特性，可以帮助学生在探究的过程中对比得出分析体系反应的“思维模型”，有利于思维能力和方法的提升。在对实验的不断探究和反思过程中还可以让学生充分感受科学探究的真实过程，体会科学探索的严谨与不易。
学生情况分析
1、从知识层面：学生已经在高一高二完成了对常见无机物的性质、化学基本概念、基本原理的学习，但知识掌握不够灵活，对复杂体系可能出现的陌生物质缺乏主动查找资料的自学意识。
2、从能力层面：学生对科学探究的过程比较熟悉，能较好的掌握对比实验的设计，注意“控制变量”的使用，但对于验证过程中推翻猜想的探究情况较陌生，还需要在合理的引导下，挖掘学生思维深度，引导学生利用已有知识进行反思，重新寻找合理猜想，主动提出知识信息的补充需求，并体会“直接证明与间接证明”、“证实与证伪”等实验方法的运用。
教学方式与教学手段
采用小组合作模式开展科学探究，穿插学生实验、填写展板、汇报交流、现场查阅资料等活动。
教学目标及重难点
【教学目标】
知识与技能：1、能熟练运用氧化还原反应、盐类水解、沉淀溶解平衡等原理对实验现象进行合理的
演绎猜想，有宏微结合的意识。2、能结合物质性质设计实验，验证猜想并给予解释。3、能在演绎推理过程中主动寻找所需信息并会查阅资料获取新知识，进而解决问题。
过程与方法：1、通过对已有知识的挖掘帮助学生提升思维高度，在不断探索获取新知识的过程中体
会“演绎与归纳”在解决实际问题中的综合运用。2、通过对实验现象的解释与反思，帮助学生逐步提升实验设计与结论分析的严谨性。3、在对实验原理的分析过程中形成较完整的“思维模型”并会运用其解决问题。
情感态度价值观：1、利用对教材实验的仿做失败与实验改进文献作为引课素材，激发学生深入思考
兴趣，帮助学生建立敢于质疑的科学精神。2、在发现并解决问题的过程中提供多种学习方式，营造宽松的学习氛围，让学生感受到科学研究的多元化与开放性。
3、用名人名言激发学生使命感，并树立对生活充满好奇并愿意积极探索的人生态度。
【教学重点】对三个相似体系却产生不同实验现象的分析，并在探究过程中形成分析反应的思维模型。 【教学难点】①利用已有知识对复杂现象的演绎推理；②对错误猜想的反思与更正；③对验证现象的归
纳推理、理论解释与结论生成。
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教学流程图
教学线索 活动与素材
图片素材：教材实验、仿做实验、改进实验照片
视频素材：改进实验的视频
展示活动：展板记录分析思路、预测现象。组间交流讨论。
图片素材：验证实验、资料照片 视频素材：[实验3]产生气体的检验 资料素材：大学《无机化学》教材 ppt素材：“思维模型”和“科学探究基本过程”的结构展示
实验活动：
① Al + CuCl2溶液的反应 ②对生成的红色沉淀的检验 展示活动：展板记录现象、猜想、
充分交流验证方案。
学案：习题分析与讲解
照片素材：习题实验试做照片 图片素材：教材原型实验图片
交流活动：
对【练习】中实验的分析与讨论
ppt： 爱因斯坦名言原文。
【
简
单
探究 思
路建立】
环节一 【复杂探究 模
型生成】
环节二 【归纳小结 模
型应用】
环节三
【总结提
高
思
想升华】
环节四
思想升华
环节四教学载体：
[实验1] 与 [实验2]对比：
环境对反应的影响：有无氯离子效应。 能力提升：
反应的发生不仅与“物质”有关，还与“环境”有关。
教学载体：
[实验2] 与 [实验3]对比： ①物质化学性质：多价态元素在氧化还原反应中的化合价变化情况。
②环境对反应的影响：生成物的状态、 氯离子效应的强弱。 能力提升：
①进一步体会对“物质”和“环境”共同影响反应。 ②对“科学探究的基本过程”有进一步理解和认识。
教学载体： 【练习】运用本节课的知识重新分析教材实验——电解CuCl2溶液的反应。 能力提升：
①能以本节课做学知识作为启发，迁移应用。
②敢于对教材进行质疑并给出合理解释和事实证据。
教学载体： ①明确三张“认知模型”的功能和地位。②爱因斯坦的名言。
思想提升：
①体会一切事物都有规律可循。 ②树立积极面对生活，对未知保持好奇心并乐于探究和创新的人生态度。
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教学过程
环节及估时
教师活动 学生活动 设计意图
环节一 简单探究 思路初建 （15分钟）
【引入】ppt 知识习得：（高一高二） 个别→（归纳）→一般 知识运用：（高三） 一般→（演绎）→个别 【情景】ppt [实验1] Al + CuSO4(饱和) 【前板书】汇总预测现象、分析过程 【讲述】ppt [实验1]背景：教材实验，但仿做失败。 【提问】你认为失败原因可能是？ 【提问】面对仿做失败的结果， 我们应该怎么做？ 【资料】ppt 实验改进的相关文献照片。 【照片】 [实验2] Al + CuSO4(饱和)+少量KCl反应 现象与教材照片基本一致。 【提问】反应过程是否伴随其他现象？你的依据是什么？ 【视频】实验过程。与预测现象对比。 【提问】 能否让[实验2]的改进更加简化？ 教材为何不直接用CuCl2替代CuSO4？ 【汇总】各组实验现象 【提问】根据现象你认为能否用CuCl2替代CuSO4完成教材实验？为什么？ 【汇总】各组对生成物的猜想 【提问】你的预测依据是什么？ （重点分析预测白色沉淀的成分） 倾听、体会、记录
【分组活动】 ①分析体系中发生的反应， 在展板1上写出： ②你们组的分析过程和相关 化学用语； ③写出预测出现的实验现象。 汇报、交流、讨论 思考、回答 思考、回答
习得“氯离子效应”
思考、回答（有气体，溶液颜色变化…） 思考、回答
【分组实验】
[实验3] 铝箔与2 mol/L CuCl2溶液反应 完成实验，并在展板2上： ① 分类逐条记录实验现象； ② 分析体系中的反应； ③ 猜想生成物（写化学式）。 组间观摩、讨论、填写展板 汇报分析猜想的生成物及依据。 明确解决问题的思
维方式。
看似简单且相似的反应体系容易让学生
只考虑相同因素而忽略了不同因素。而两个实验现象上的差异可以激发学生探索的欲望，并在对比探究，
解决问题的过程中感
受对体系反应的分析
不能只局限有“物质”的性质层面，还要考虑“环境”对反应的影响。 经过对两个具体
实验分析思路的反思，初步感受“环境”对体系反应的影响。 在之前分析的基础上引发学生运用刚刚总结的知识进一步思考。 让实验现象与理
论预测再一次产生差别，激发学生不断反思与探究的积极性。
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教学过程
环节及估时
教师活动 学生活动 设计意图
环节二
复杂探究模型生成
（30分钟）
【板书】 从“元素种类守恒”角度： 从“化合价变化”及“微粒”角度： 白色沉淀：Al(OH)3？ CuCl？ 【展示】ppt 《无机化学》和“百度百科” 相关内容：铜化合物的物性。 【板书】汇总检验方案 【展示】ppt 1、《无机化学》相关内容 2、CuCl中Cu+的检验方法 【板书】归纳白色沉淀检验方法 【照片】ppt 白色沉淀提纯后的验证实验。 【追问】是否需检验Cl-？ 【提问】
分析[实验3]生成CuCl的原因？ 【追问】 红色沉淀的成分是否存在其他可能？ 如何验证红色沉淀？ 【展示】ppt 教师课前预做的红色沉淀检验照片。确认红色沉淀成分。 【反思】 [实验2]为何没产生白色沉淀？ 【小结归纳】 三个实验的“同”与“异” 【ppt】“思维模型”建立与使用 物质 → 反应 ← 环境 化学性质 物质状态…
思维模型的建立。帮助我们在分析体系反应时有明确的思维方向和
角度。（宏观现象&微观分析）
分析：
思路一：利用元素种类守恒，
可能是：Al(OH)3、CuCl、CuOH？ （需查阅资料） 思路二：从反应后溶液中微粒判断， 可能是：Al(OH)3、CuCl、CuOH？ （可能存在Cu+，需查阅资料） 【分组活动】 根据猜想，在展板2中写出“白色沉淀”验证方案。
查阅书籍、讨论、记录
思考、学习
观看、思考
【分组活动】讨论下列问题并记录
在展板2上。 因为铜元素多价态，在被还原的过程中可能先生成Cu+，而一旦生成Cu+，就可以结合Cl-产生CuCl沉淀。 也可能是Cu2O 两份样品，分别滴加稀盐酸、浓硝酸 【分组实验】 用确认后的方法检验红色沉淀。
虽然[实验2]中也有Cl-，但由于浓度很小，无法与生成的Cu+达到饱和析出CuCl。 倾听、思考、记录
在对异常现象探索的过程中，通过演绎推理主动提出获取新信息的需求（CuCl、CuOH的物理性质等），并锻炼学生查阅资料，收集提取新信息的能力。
当确认了体系中确实产生Cu+
后，要及时反思前面其他猜想是否存在欠缺的地方并将其完善。 以此提高学生的思维严谨性，帮助学生强化在科学探究过程中不断反思的意识。 帮助学生建立分析问题的“定量”意识。 帮助学生对比归纳对化学反应“求同存异”的认识，并在反思的过程中形成分析体系反应的思维模型。
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教学过程
环节及估时
教师活动 学生活动
设计意图
环节三 归纳小结 模型应用 （15分钟）
环节四 总结提高 思想升华 （5分钟） 【小结归纳】ppt 科学研究的程序： 问题→猜想→验证→解释(结论)
本节课在探究过程中与以往不同之
处在于：①没有一次探究成功，经过了反思（白沉成分、红沉成分），这才是科学探究的常态，在不断反思的过程中获得更严谨可靠的结论。 ②不仅运用旧知识，更在分析过程中主动提出信息需求，查阅资料解决问题，并补充了缺乏的知识，是自身得
以提升。而科学探究也是发现新知识
的必要过程，这便是创造。
【过渡】 但是创造并不容易，在科学技术发展逐渐成熟完善的今天，我们更多的是要学会将获取的知识迁移运用的能力。现在我们来检验一下大家今天的学习成果。 【练习】学案习题 【展示】ppt 实验照片、实验背景：教材实验、
《教参》上的实验建议。 【追问】 习题中的实验与今天探究的三个实验有哪些异同？
【提升】一切的探索与发现都源于充满好奇的心和愿意思考的头脑。就像爱因斯坦所说： 【ppt】There are only two ways to live your life. One is as though nothing is a miracle. The other is as though
everything is a miracle. 只有我们能积极面对人生的未知，
勇于探索和挑战，才有可能用科学的
眼光严谨的态度创造出属于自己的奇迹。
【ppt】好奇心+有序思维+积极行动
→ 精彩人生
倾听、思考、记录
【分组活动】 分析学案【课堂巩固】的习题 ，预测现象，并写出你的分析过程和判断依据。 先独立完成，后讨论。 【展台】分析讲解、汇报交流
同：该实验也涉及了Cu2+
还原反应及生成的Cu+与Cl-析出CuCl沉淀。 异：还原剂不同，实验2、3是Al， 该实验直接提供电子是电源负极。 观看、思考 倾听、体会、感受
在三个实验探究清楚之后，梳理本节课的收获。
①分析体系反应的思维模型。
②科学探究的一般过
程。（科学探究并非是一步到位的过程，
需要不断反思与尝
试。并且科学探究的目的不是运用旧知识解释问题，而是发现
新知识解决问题。） 感受教材编写者面对科学的严谨态度。
加深对思维模型的
认识。 帮助学生体会到只有知识和方法并不足以成功，推动科学家不断探索的内驱力
是要有积极的生活态度和对未知充满兴趣的好奇心。
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学习效果评价设计
评价目标
评价方式 评价工具
1、能给予合理猜想并有证据意识 纸笔测验 相关习题、作业、测验。 2、能清晰表达看法并有合理依据 纸笔测验 相关习题、作业、测验。 3、在小组分析汇报中互帮互助，表现积极主动。
活动表现评价
同伴间活动表现评价标准。
活动表现评价的量表见附表：量化 科学核心素养
附表：
姓名 同组人姓名：1 2 3 4
探究实验内容：①铝箔与氯化铜溶液的反应 ②红色沉淀检验 展板填写：[实验1][实验3]的分析记录
互评项目（满分10分，分值越高，表现越好） 组员一 组员二
组员三
组员四
1、积极参与组内思考与讨论 2、能主动参与实验操作和展板填写
3、能对体系反应的分析提出有价值的意见和建议 4、在汇报时能积极主动献计献策 5、能尊重他人的想法，有团队意识
教学设计特色说明与教学反思
1、给学生经历真实科学探究过程的机会，让学生的学习积极性倍增。由于展板的使用，让各组间可以随时共享他人的思维进程，增加了学生的探索愿望。学生交流与讨论热烈，形成了头脑风暴的学习氛围。
2、三个实验的现象都与学生的预测发生冲突，以此激发学生的好奇心和探索欲望，效果良好。 3、在课堂内容设置上有意的增加了分组实验和查阅资料的环节，及时满足了学生在探索过程中求证和求知的需求，让探究形式更为真实与多样。
4、在探究过程中引导学生要有敢于推翻原有猜想并重新确立新猜想的勇气和不断反思的意识。 5、注重了探究之后的归纳与提升，帮助学生养成归纳总结的学习习惯，并让对具体问题的探究提升到解决问题的通法通则层次，达到了“授之以渔”的效果。
6、课堂最后将学生引领到化学学习之外，利用爱因斯坦的名言帮助学生树立积极、乐观的人生态度和勇于探索、创造的求知精神。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
