“金屬鈉的性質(zhì)與應用”教學實錄及反思

張迎霞

摘要：運用建構主義理論和知識邏輯、研究物質(zhì)的方法兩條主線進行“金屬鈉的性質(zhì)與應用”教學設計，概述了教學的主要環(huán)節(jié)，并且進行教后反思，作為文理不分班背景下元素化合物知識教學的一個代表性案例。

關鍵詞：建構主義；金屬鈉；教學實錄

文章編號：1008-0546（2016）06-0057-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.019

浙江省是高校招生制度改革試點省，2014年秋入學的高一新生不再有文理分班，因此需要考慮到學生對化學的學習要求并不都一樣，教師的教學不需要在深廣度上進行挖掘，而是要注重化學基本思想、基本方法和基礎知識的傳授。筆者試以“建構主義”理論為依據(jù)進行本課的教學設計，并圍繞結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定制備和用途的知識邏輯主線和物質(zhì)分類→預測性質(zhì)→實驗探究→理論解釋的方法主線進行授課，授課效果較好，現(xiàn)整理成文，希望讀者們批評指正。

一、從建構主義理論分析本節(jié)課的教學

建構主義學習觀認為，學習者在學習過程中必須利用已有的知識經(jīng)驗，并借助外在環(huán)境通過“協(xié)作”而建構起對新知識的理解。因此，對于本節(jié)內(nèi)容，施教者必須理清學生現(xiàn)有的知識經(jīng)驗和通過本節(jié)課需要達到的教學目標，從而設計針對性的教學策略和方法，分析如下表：

二、教學流程設計和主要教學過程

運用物質(zhì)分類觀，預測鈉的化學性質(zhì) 實驗探究鈉的化學性質(zhì)和物理性質(zhì) 尋求對鈉的活潑性的理論解釋 性質(zhì)決定存在、制備和用途。

教學環(huán)節(jié)一：運用物質(zhì)分類觀，預測鈉的化學性質(zhì)

[教師]我們已經(jīng)學過化學家眼中的物質(zhì)世界，現(xiàn)在我們要研究金屬鈉這種物質(zhì)，首先應該做什么？

[學生]對它進行分類，鈉屬于金屬。

[教師]那么你猜想鈉應該具有哪些性質(zhì)呢，可以發(fā)生哪些反應？

[學生]與酸反應產(chǎn)生氫氣，與氧氣反應，與鹽反應置換出不如它活潑的金屬。

[教師]你是如何推測的？

[學生]金屬Fe、Zn可以發(fā)生這些反應。

[教師]如何證明我們的猜測是否正確？

[學生]做實驗。

設計意圖：學生剛學過專題一《化學家眼中的物質(zhì)世界》，知道研究物質(zhì)的基本方法，因此引導學生對此進行運用，結合初中學生的鋅、鐵甚至銅的相關知識，進行合理推測，待實驗證明，激發(fā)了學生的學習熱情和興趣。

教學環(huán)節(jié)二：實驗探究鈉的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)

[播放視頻]鈉與鹽酸反應。（反應非常劇烈，產(chǎn)生的氫氣燃燒、爆炸，學生驚奇）

[教師]鈉可以與酸反應生成氫氣，但是我不敢在課堂上做這個實驗，因為反應實在太劇烈了。同學們想一想，有沒有可以與鈉發(fā)生類似的反應生成氫氣，但是反應會緩和一些的物質(zhì)？

[學生]水。

[實驗探究]鈉與水的反應。學生分組實驗，觀察、記錄實驗現(xiàn)象，思考實驗現(xiàn)象背后的原因。（學生動手實驗，看到如此美妙實驗現(xiàn)象，非常興奮）

[學生回答、補充]實驗現(xiàn)象：鈉熔成一個小球，浮在水面上，且四處游動，且發(fā)出“嘶嘶”聲，滴有酚酞的水溶液逐漸變紅；結論：鈉的熔點比較低，密度比水小，反應產(chǎn)生氣體推動鈉移動，生成堿性物質(zhì)NaOH。（浮、熔、游、嘶、紅）

[教師]剛才同學們在實驗切割鈉的過程中，有沒有觀察到切面顏色的變化？

[學生]……（個別學生說銀白色變暗）

[教師]演示切割大塊鈉，銀白色的切面一會兒就變暗了。

[教師]為什么銀白色會變暗？

[學生]鈉在空氣中被氧化了。

[教師]常溫下鈉在空氣中被氧化，生成白色的氧化鈉（Na2O），Na2O是一種普通的堿性氧化物，由Na+和O2-構成。物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化往往需要一定的條件，我們改變條件，比如加熱條件下，鈉在空氣中會發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？

[實驗探究]學生分組實驗，在硬質(zhì)玻璃管中對鈉進行加熱，進行實驗。

[實驗現(xiàn)象]鈉先熔成一個光亮的小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，得到淡黃色固體產(chǎn)物。

[教師] 資料查得，該淡黃色固體為過氧化鈉（Na2O2），由Na+和過氧根離子O22-構成，是一種復雜氧化物，O元素的化合價為-1價。

[教師]鈉在金屬活動性順序表中排在較前面，那么它能夠與其他鹽溶液反應置換出比它不活潑的金屬嗎？

[學生]能。

[實驗演示]鈉與硫酸銅溶液反應。

[實驗現(xiàn)象] 反應并未像預期的那樣得到紅色的銅，而是得到藍色絮狀沉淀，其中還有黑色固體。（出乎意料的實驗現(xiàn)象讓學生們目瞪口呆，然后他們馬上進行思考分析）

[學生]可能是鈉先與水反應，生成NaOH，然后NaOH與CuSO4溶液反應生成Cu（OH）2沉淀，部分黑色固體可能是Cu （OH）2受熱分解產(chǎn)生的黑色的CuO。（書寫方程式）

[教師小結]通過以上幾個實驗，我們知道了鈉是一種極活潑的金屬，可以與酸劇烈反應，與冷水反應產(chǎn)生氫氣，在加熱條件下被氧化為復雜的過氧化物，且不能置換出鹽溶液中的金屬，這是它的主要的化學性質(zhì)。同學們有沒有注意到，實驗室里鈉是如何保存的，為什么這樣保存？

[學生]鈉保存在煤油中，可以隔絕空氣和水。

[教師]通過這些實驗，請你概括鈉的物理性質(zhì)。

[學生回答、補充]銀白色，具有金屬光澤的固體，質(zhì)軟，密度小于水，熔點低，良好的導電導熱性。

設計意圖：此部分的教學是本節(jié)課的重點，主要從實驗的角度進行教學重點突破，有實驗視頻、探究實驗和演示實驗，學生在一系列或令他們驚奇或令他們疑惑的實驗現(xiàn)象面前完全被化學的魅力所折服，產(chǎn)生認知沖突，學習的積極性被充分調(diào)動起來，課堂氣氛活躍，學生幾乎都積極開動腦筋，進行分析思考，表達自己的看法。

教學環(huán)節(jié)三：從原子結構理論的角度解釋鈉的活潑性

[教師]研究物質(zhì)的途徑有兩條，我們剛才是通過實驗探究獲得了鈉的化學性質(zhì)，知道了鈉是一種極活潑的金屬。還有一條途徑就是從理論的角度進行解釋，從微觀分析鈉的原子結構有什么特點。

[學生]鈉有11個核外電子，分三層排布，其中最外層電子數(shù)為1，非常容易失去一個電子變成最外層為8電子的穩(wěn)定結構。

[教師] 這就是化學中非常重要的“結構決定性質(zhì)”的思想。理論加實踐，都可以說明鈉的化學性質(zhì)非?；顫?，具有很強的還原性。那么，這么活潑的鈉，我們是如何獲得的呢？

[教師]自然界中鈉以什么形式存在？有單質(zhì)鈉存在嗎，為什么？

[學生]都以化合態(tài)存在，因為鈉極活潑。

設計意圖：此部分相當于鈉的性質(zhì)到鈉的制備和用途之間的過渡部分，體現(xiàn)了結構決定性質(zhì)的重要化學思想。專題一中學生已經(jīng)學習了原子結構方面的知識，在這里進行了應用，也體現(xiàn)了學以致用的觀點。

教學環(huán)節(jié)四：鈉的制備和用途——性質(zhì)決定制備，性質(zhì)決定用途

[教師]Na+非常穩(wěn)定，要使它接受電子變成Na原子而得到鈉單質(zhì)，需要一種特殊的強有力的手段：電解法。

[PPT展示]戴維制得K和Na的歷程（略）。

[教師]鈉的“前世”如此，那么“今生”如何呢？

[PPT展示]金屬鈉的用途：制備過氧化鈉等鈉的化合物，高壓鈉燈，鉀鈉合金做原子反應堆導熱劑，制備Ti等貴金屬。

[教師]這些用途分別與鈉的哪些性質(zhì)有關？

[學生回答、補充]鈉極活潑，可以與氧氣反應生成過氧化鈉，過氧化鈉可做供氧劑，鈉發(fā)出的黃光透霧能力強，鈉的導熱性好，鈉具有強還原性，可以與熔融的四氯化鈦反應置換出金屬鈦。

設計意圖：鈉的制備也是鈉的極活潑性的反映，而鈉的用途同樣取決于鈉的相關性質(zhì)，至此結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定制備、用途的知識邏輯主線完全呈現(xiàn)。此知識邏輯主線與方法主線即物質(zhì)分類→預測性質(zhì)→實驗探究→理論解釋并駕齊驅(qū)，成為這堂課的兩大主線。另一方面，學習化學是為了讓化學更好地為人類服務，鈉的這些重要的用途也拉近了學生們與化學的距離，也激發(fā)了學生們熱愛生活、熱愛化學，甚至將來去研究化學。

三、教后反思

1. 文理不分班的背景下上必修部分知識時，化學教師不應像以前教理科班那樣一味追求化學知識的嚴密體系和各種解題方法，也不能像在文科班上課那樣盡往淺處往最低的學考要求授課。應追求化學基本觀念的建構、化學基本素養(yǎng)的提高，幫助學生認識到化學學科的特點，學會用化學的眼光看待一些與化學有關的問題。

2. 本節(jié)課的設計以學生已有的知識為基礎，依據(jù)建構主義理論，符合最近發(fā)展區(qū)理論，讓學生在對舊知的回顧中拓展思路，逐漸掌握新知，使學生感覺到知識是自己學會的而不是老師教會的，自己學會才是真的學會。

3. 經(jīng)查閱資料，關于“金屬鈉的性質(zhì)與應用”的教學設計大多涉及“珠江水雷”、“金屬鈉著火事故”，對學生造成負面作用，使學生害怕化學、害怕實驗，從而對學習化學和對化學學科失去興趣。本節(jié)課的設計緊緊圍繞“純化學”，使學生通過化學實驗探究理解化學物質(zhì)的特性與共性，體會化學知識的邏輯性，感受化學與生產(chǎn)、生活、科技的密切聯(lián)系。

參考文獻

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[2] 吳北梅，鄭柳萍.一課多導 因生而異——例談“金屬鈉的性質(zhì)與應用”導課設計 [J].化學教與學，2014，（12）：44-46