以“鈉與水的實(shí)驗(yàn)”為例淺談探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)化學(xué)課堂中的應(yīng)用

季靜雯 丁 鑫 陸 鈺 王 健

江蘇師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 江蘇 徐州 221116

化學(xué)作為自然科學(xué)的一個分支，從近代和現(xiàn)代化學(xué)開始形成至今，已發(fā)展成為一門與人類社會、國計民生有著緊密關(guān)系，又與整個科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)的科學(xué)。正如美國化學(xué)家布里斯羅所概括的“化學(xué)是一門中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)”，化學(xué)在我們當(dāng)下的生活中有著舉足輕重的地位。而如今，如何將化學(xué)課堂變得生動活潑、如何將化學(xué)知識變得通俗易懂成了中學(xué)課堂中的難題。作為化學(xué)師范生，我們不僅要掌握扎實(shí)的理論知識，還要有豐富的教育知識。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為近年來被推廣應(yīng)用的教學(xué)方法，在中學(xué)化學(xué)課堂中表現(xiàn)出其不凡的成效。以下，將以高中化學(xué)必修一中“鈉與水的實(shí)驗(yàn)”為例進(jìn)行說明。

一、課堂引入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

正所謂，興趣是最好的老師。所謂課堂引入，就是要將學(xué)生的注意點(diǎn)吸引到課堂上來，并且在此過程中應(yīng)當(dāng)注重使用趣味性內(nèi)容進(jìn)行引入，最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在鈉與水的實(shí)驗(yàn)課堂中，課堂開頭就可以播放滴水點(diǎn)燈小視頻進(jìn)行課堂引入，利用金屬鈉與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出大量的熱，使溫度迅速升高達(dá)到酒精的著火點(diǎn)而點(diǎn)燃酒精燈，以此來設(shè)置疑問，為什么酒精燈遇水就會點(diǎn)燃了呢?該課堂引入不僅結(jié)合實(shí)驗(yàn)視頻同時也留下了問題待學(xué)生思考，使教學(xué)活動顯得尤為生動有趣。

二、溫故知新，進(jìn)行合理推測

如何巧妙地在舊知識與新知識間建立聯(lián)系，構(gòu)建更加完整的知識體系是教師終身所要學(xué)習(xí)的課題?；瘜W(xué)是一門反應(yīng)客觀世界復(fù)雜事物關(guān)系的學(xué)科，學(xué)生對化學(xué)中呈現(xiàn)的客觀世界的認(rèn)識過程，理應(yīng)是一個不斷深入的過程。即便是相同的知識點(diǎn)在不同的時期，也會有不同的研究面，并呈現(xiàn)出不一樣的表現(xiàn)形式。

除此之外，對于高中的學(xué)生來說，一個陌生的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)呈現(xiàn)在眼前時，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)反應(yīng)物本身性質(zhì)以及所學(xué)知識對生成物進(jìn)行合理推測是至關(guān)重要的，而不是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成“滿堂灌”模式，要從根本上將“探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”運(yùn)用在課堂。

在初中，學(xué)生就已經(jīng)學(xué)習(xí)過原子結(jié)構(gòu)示意圖，而鈉的電子排布為2-8-1，鈉原子的最外層為一個電子，容易失去，再聯(lián)系高中所學(xué)的氧化還原反應(yīng)知識點(diǎn)可知鈉容易失電子、化合價升高，因此表現(xiàn)出還原性。此時再回歸課堂——鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，既然鈉體現(xiàn)還原性，那么誰表現(xiàn)出了氧化性呢?顯然，在H2O中，O元素已達(dá)最低氧化值，無法再降低，那么只有H元素可以降低至常見氧化值0價，因此推測表現(xiàn)出氧化性的是水中的H元素，而可能的生成物則為氫氣。再看鈉元素的化合價，只能升高至最高價態(tài)+1價，那么如果Na和O元素結(jié)合則生成鈉的氧化物:氧化鈉或過氧化鈉；如果Na、O和H元素結(jié)合則生成鈉的氫氧化物:氫氧化鈉。經(jīng)過以上合理推測，教師再組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時就可以帶著問題、有針對性地設(shè)計實(shí)驗(yàn)了。

三、設(shè)計實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂和生命，因?yàn)槿魏位瘜W(xué)的原理、規(guī)律無一不是從實(shí)驗(yàn)中得出的。對于實(shí)驗(yàn)前要準(zhǔn)備的猜想步驟已完成時，就要思考如何通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來驗(yàn)證猜想。教師在這一步應(yīng)當(dāng)以自己的扎實(shí)學(xué)識為學(xué)生提供幫助，如何幫助同學(xué)從理論上或是實(shí)驗(yàn)中推翻錯誤猜想、驗(yàn)證正確猜想是實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。

在鈉和水的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生猜想H元素化合價降低生成氫氣，教師可提供爆鳴法來為學(xué)生驗(yàn)證這一猜想。除此之外，學(xué)生猜想Na元素化合價升高生成鈉的氧化物或者過氧化物，教師可提示同學(xué)們預(yù)習(xí)下一節(jié)鈉的氧化物相關(guān)內(nèi)容，不難得出鈉的氧化物與水也不能共存，以此推翻生成鈉的氧化物的猜想。那么鈉是否生成氫氧化物呢?教師引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計如何驗(yàn)證是否有氫氧化物的產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)。以上，學(xué)生可以一一驗(yàn)證猜想的正確與否，符合探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生提出猜想、自主探究的要求，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，將知識點(diǎn)以形象生動的方式輸入到學(xué)生的腦中，將教與學(xué)更好地結(jié)合。

四、由表及里，歸納總結(jié)反思

當(dāng)實(shí)驗(yàn)開始進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的整理固然很重要，但更重要的是實(shí)驗(yàn)結(jié)束后如何由表及里，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象深入本質(zhì)，挖掘出埋藏在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后的化學(xué)知識。歸納、總結(jié)、反思是能力，教師要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中注意培養(yǎng)學(xué)生的這些能力，開發(fā)學(xué)生思維，從現(xiàn)象入手，認(rèn)真思考現(xiàn)象反映出反應(yīng)的何種特征。

在鈉和水的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)上述猜想提出在反應(yīng)容器中加入幾滴酚酞試液檢驗(yàn)是否有氫氧化物的生成，教師幫助學(xué)生驗(yàn)證氫氣的存在。那關(guān)于鈉和水的實(shí)驗(yàn)還需要掌握的五字口訣——“浮、熔、游、響、紅”又要如何提示學(xué)生觀察到這些現(xiàn)象呢?以“浮”為例，教師可在實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生觀察鈉在反應(yīng)中與水的相對位置，如此實(shí)驗(yàn)結(jié)束就可以得出“浮”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而得出本質(zhì)結(jié)論:鈉的密度比水小。針對學(xué)生需要掌握而又不易自主發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，教師可在實(shí)驗(yàn)前要求學(xué)生注意觀察反應(yīng)物的狀態(tài)、位置等變化，以此引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而挖掘反應(yīng)本質(zhì)。

五、結(jié)束語

新課改下，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”、“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”，探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)該再是紙上談兵的文字，而應(yīng)該加快運(yùn)用到中學(xué)化學(xué)教學(xué)中去，真正做到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，為化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。