金属钠性质的实验探究.doc

化学课程变化的主旋律-探究- 金属钠性质的实验探究黄文埕南安一中 摘要：科学探究作为一种重要的学习方式，能使学生在获得化学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。本文以课例“钠”为例子来说明探究活动对提高学生的科学素养有着重要的意义。关键词：科学探究 自主学习 在中小学实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，关键是要从根本上改变教师的教学方式和学生的学习方式。特别是要改变学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式。美国哈佛大学心理学家霍华.加德纳（Dr.Howard Gardner）提出的多元智力理论就是倡导学生主动参与、探究发现、交流合作。化学是一门以实验为基础的学科，其知识的阐述和理论的建构是通过科学探究得出的。但长期以来，化学学习过分突出和强调知识的接受和掌握，冷落和忽视发现与探究，形成了“听、记、背、练”的现状，这已成为影响素质教育在课堂教学中推进的一大障碍。为此，新课程将科学探究作为改革的突破口，贯穿于化学学习的全过程，体现在课程理念、课程目标、课程内容之中，指出科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，是一种重要而有效的学习方式，也是化学课程重要的学习内容。科学探究作为一种重要的学习方式，能使学生在获得化学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究能力，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。实验是学生学习化学、实现科学探究的重要途径，观察、调查、参观、资料收集、阅读、讨论、交流、辩论等也是积极的学习方式。例如在“常见的化学合成材料”中，设计了“调查白色污染形成的原因，提出消除这类污染的建议”等探究活动；在“质量守恒定律中”，设有“实验探究化学反应中的质量关系”等探究活动；在“化学物质的多样性”中，设有“讨论：温度计里的水银能否用水或酒精来代替?”等探究活动。以上主要论述了学生在“自主探究性学习”活动过程中的主体性，但这并不是否定教师的主导作用。实际上，“自主探究性学习”对教师的主导作用提出了更高的要求，它要求教师必须克服机械传授、硬性灌输等包办代替现象，努力做到创设探究学习的情境，引导学生探究，组织学生讨论，及时反馈探究学习的信息，启发学生积极思维，引导学生总结等，是一种更高水平的“多边活动”。二、下面介绍一段化学教学中的一例。教学示例：高中化学第一册第二章第一节：钠本节内容属于元素知识，通过实验来研究物质的性质成为本节的主要特点。在教师指导下，以学生活动为主的探究式实验，边讲边实验，这样不仅便于学生对实验现象的观察和分析，更重要的是调动起学生学习的积极性，使他们全方位参与到学习的全过程中。本节采用实验探究的方法来设计教学，具体流程如下：教师创设问题情境引导学生讨论预测学生拟订探究方案教师指导，确定实验方案实验探究汇报交流评价小结。探究学习过程： 导入新课：我们人体每天都要摄入一定量的食盐。一般成年人的食盐摄入量以4g/d10g/d为宜，高血压患者则以1g/d3g/d为宜。食盐的主要成分NaCl，组成它的元素之一：钠元素。今天我们就要来学习金属钠的有关性质。（1）、钠物理性质的探究过程观察实验台上浸在煤油中的钠的颜色和状态。教师引导：在我们的印象里，金属都是沉甸甸的，难以熔化，而且比较硬。例如金属铁。那么金属钠是不是也是这样的呢？学生操作探究1： 用镊子夹取一块钠，放在滤纸上，吸干煤油。钠能否用刀切?钠是什么颜色的?硬度是大还是小?能否导电和导热?切取绿豆粒大小一块钠放在滤纸上，其余迅速放回瓶中。教师引导：通过以上学习，我们知道了钠有哪些物理性质?煤油的密度0.8g/cm3学生归纳银白色固体、硬度小，密度小（2）、钠化学性质的探究过程教师提问在初中化学中我们已经学过了几种金属？这些金属具有那些化学性质？通过什么样的实验以及发生的现象了解它们的性质？教师引导今天要学习的钠也是一种金属。围绕初中化学所学的金属与氧气的反应、金属与酸的反应和金属与一些盐溶液的反应，以及金属活动性顺序等知识及根据钠的原子结构特点预测其化学性质如何? 你准备怎样证明你的推测是否正确? 学生探究（学生之间、师生之间合作交流，学生独立探究）假设1、钠会与空气中的氧气反应，煤油可以隔绝空气。实验1：从煤油中取出金属钠先观察钠的表面，再用小刀切割，认真观察切开的钠的表面有什么变化。结论1：切口处可观察到银白色光泽，放置后钠表面变暗或久置生成一层厚的物质是氧化钠。 Na +O2=Na2O（白色）教师引导可以解释为什么金属钠要保存在煤油中。教师引导 改变钠与氧气反应的条件如加热，观察现象是否一样。 教师引导，创设情景先给大家讲述一篇真实的新闻报道：2001年7月8日，在广州珠江水面上漂来六只铝桶，那时台风刚过，其中一只铁桶穿孔，并窜出亮红色的火焰，紧接着一生巨响，蘑菇状的水柱冲天而起，形成十几米高的蘑菇云。经专家确认，桶中装的是钠。到底发生了什么？引导学生提出问题1、钠为什么会爆炸？是什么原因引起爆炸的？2、应该如何处理这件事3、这些金属钠是从哪里来，要运到哪里去？学生探究 （学生之间、师生之间合作交流，学生独立探究）假设2、，钠与水反应，钠在空气中燃烧，引起爆炸。实验2、钠放在石棉网上加热，在上方罩个干燥的小烧杯。结论2：燃烧时火焰呈黄色，最后留下的固体呈淡黄色，烧杯壁上也附着的淡黄色的Na2O2。 Na+O2=Na2O2实验3、一组学生向盛有水的烧杯里滴入23滴的酚酞试液,另一组同学不滴加酚酞，然后都把一小块绿豆大小钠投入小烧杯中，并盖上玻璃片。观察现象。结论3：不规则的钠投入水中，迅速融化成一个光亮的小球，浮在水面上四处游动，并发出嘶嘶的响声，最后消失，溶液有一组变红，一组不变色。教师补充演示实验验证产生的气体引导学生分析现象，得出结论 滴加酚酞的烧杯变红而另一杯不变红，证明有NaOH生成；用排水集气法收集生成的气体，点燃，发出“噗”的响声或爆鸣声，证明是氢气。Na +H2O=NaOH+H2教师引导怎样处理剩余的钠，让学生学习钠的保存：针对钠从哪里来，要运到哪里去，引导学生学习钠的制取与用途教师提问(1)实验中残留的钠，能否扔进纸篓或下水道?为什么?应怎样处理?(2)钠失火后怎样救火?50年代末，我国出了个女英雄叫向秀丽，她所在的制药厂用钠作吸水剂。一天工厂不慎失火。从火海中冲出的向秀丽突然想到车间里有很多钠，这时救火车已经来了，她毅然冲进火海往外抢救钠。钠全部救出了，向秀丽由于重度烧伤，医治无效，壮烈牺牲。同学们，救火车来了，向秀丽为什么要去抢救钠?学生分析，解决问题教师引导（联系旧知识，创设情景）同学们在初中化学里就接触过活泼金属（如铁、锌、铝等）与其活动性后面金属的盐溶液发生置换反应的有关知识如铝丝与CuSO4溶液反应形成铜树，铜丝与AgNO3溶液反应形成银树。教师引导学生提出问题大家应该已经注意到金属钠在金属活动性顺序表中的位置，那么你认为金属钠与CuSO4溶液能否反应类似的置换反应呢？ 学生探究假设4：可以发生置换反应不能发生置换反应，钠会与水反应提出问题认为可以发生置换反应的同学请写出化学反应方程式；如果认为不能，请说明理由，并检验你们各自的假设是否正确。实验4：将一小块钠（绿豆大小）投入到事先准备好的盛有少量硫酸铜溶液的烧杯中盖上玻璃片，观察现象。 现象：钠浮在液面上，并熔成一个小球，四处游动：有气泡产生；发出嘶嘶响声；有蓝色浑浊出现。引导学生分析没有红色铜析出，产生气体是氢气：Na +H2O=NaOH+H2 生成的NaOH又与CuSO4溶液反应生成蓝色的Cu(OH)2沉淀： 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 总反应就是：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2提出问题：若要用钠置换某 些金属，需在什么条件下进行？（学生讨论）学生：根据实验的现象，钠不能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。钠先与水反应，再与硫酸铜 反应。若要用钠置换某些金属，需在无水条件下进行，在融熔状态下进行。三、得到的几点启示：本课例只是教学中的一例，但在这个课例中搭建了一个平台，充分地渗透了化学探究学习的思想在里面。它从一个完整的、真实的复杂问题开始从上而下地自主探究学习，发现并找到所需要的知识和基本技能，内容生动、丰富。这样的教与学能够训练学生的探究技能，提高学