張迎霞

摘要：運(yùn)用建構(gòu)主義理論和知識(shí)邏輯、研究物質(zhì)的方法兩條主線(xiàn)進(jìn)行“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)，概述了教學(xué)的主要環(huán)節(jié)，并且進(jìn)行教后反思，作為文理不分班背景下元素化合物知識(shí)教學(xué)的一個(gè)代表性案例。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；金屬鈉；教學(xué)實(shí)錄

文章編號(hào)：1008-0546（2016）06-0057-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(diǎn)省，2014年秋入學(xué)的高一新生不再有文理分班，因此需要考慮到學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)要求并不都一樣，教師的教學(xué)不需要在深廣度上進(jìn)行挖掘，而是要注重化學(xué)基本思想、基本方法和基礎(chǔ)知識(shí)的傳授。筆者試以“建構(gòu)主義”理論為依據(jù)進(jìn)行本課的教學(xué)設(shè)計(jì)，并圍繞結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定制備和用途的知識(shí)邏輯主線(xiàn)和物質(zhì)分類(lèi)→預(yù)測(cè)性質(zhì)→實(shí)驗(yàn)探究→理論解釋的方法主線(xiàn)進(jìn)行授課，授課效果較好，現(xiàn)整理成文，希望讀者們批評(píng)指正。

一、從建構(gòu)主義理論分析本節(jié)課的教學(xué)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀(guān)認(rèn)為，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中必須利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，并借助外在環(huán)境通過(guò)“協(xié)作”而建構(gòu)起對(duì)新知識(shí)的理解。因此，對(duì)于本節(jié)內(nèi)容，施教者必須理清學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和通過(guò)本節(jié)課需要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，從而設(shè)計(jì)針對(duì)性的教學(xué)策略和方法，分析如下表：

二、教學(xué)流程設(shè)計(jì)和主要教學(xué)過(guò)程

運(yùn)用物質(zhì)分類(lèi)觀(guān)，預(yù)測(cè)鈉的化學(xué)性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)探究鈉的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) 尋求對(duì)鈉的活潑性的理論解釋 性質(zhì)決定存在、制備和用途。

教學(xué)環(huán)節(jié)一：運(yùn)用物質(zhì)分類(lèi)觀(guān)，預(yù)測(cè)鈉的化學(xué)性質(zhì)

[教師]我們已經(jīng)學(xué)過(guò)化學(xué)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(yīng)該做什么？

[學(xué)生]對(duì)它進(jìn)行分類(lèi)，鈉屬于金屬。

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

[學(xué)生]與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，與氧氣反應(yīng)，與鹽反應(yīng)置換出不如它活潑的金屬。

[教師]你是如何推測(cè)的？

[學(xué)生]金屬Fe、Zn可以發(fā)生這些反應(yīng)。

[教師]如何證明我們的猜測(cè)是否正確？

[學(xué)生]做實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生剛學(xué)過(guò)專(zhuān)題一《化學(xué)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(dǎo)學(xué)生對(duì)此進(jìn)行運(yùn)用，結(jié)合初中學(xué)生的鋅、鐵甚至銅的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行合理推測(cè)，待實(shí)驗(yàn)證明，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

教學(xué)環(huán)節(jié)二：實(shí)驗(yàn)探究鈉的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)

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

[教師]鈉可以與酸反應(yīng)生成氫氣，但是我不敢在課堂上做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榉磻?yīng)實(shí)在太劇烈了。同學(xué)們想一想，有沒(méi)有可以與鈉發(fā)生類(lèi)似的反應(yīng)生成氫氣，但是反應(yīng)會(huì)緩和一些的物質(zhì)？

[學(xué)生]水。

[實(shí)驗(yàn)探究]鈉與水的反應(yīng)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的原因。（學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，看到如此美妙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，非常興奮）

[學(xué)生回答、補(bǔ)充]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鈉熔成一個(gè)小球，浮在水面上，且四處游動(dòng)，且發(fā)出“嘶嘶”聲，滴有酚酞的水溶液逐漸變紅；結(jié)論：鈉的熔點(diǎn)比較低，密度比水小，反應(yīng)產(chǎn)生氣體推動(dòng)鈉移動(dòng)，生成堿性物質(zhì)NaOH。（浮、熔、游、嘶、紅）

[教師]剛才同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)切割鈉的過(guò)程中，有沒(méi)有觀(guān)察到切面顏色的變化？

[學(xué)生]……（個(gè)別學(xué)生說(shuō)銀白色變暗）

[教師]演示切割大塊鈉，銀白色的切面一會(huì)兒就變暗了。

[教師]為什么銀白色會(huì)變暗？

[學(xué)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(gòu)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(huì)發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？

[實(shí)驗(yàn)探究]學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，在硬質(zhì)玻璃管中對(duì)鈉進(jìn)行加熱，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]鈉先熔成一個(gè)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(guò)氧化鈉（Na2O2），由Na+和過(guò)氧根離子O22-構(gòu)成，是一種復(fù)雜氧化物，O元素的化合價(jià)為-1價(jià)。

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

[學(xué)生]能。

[實(shí)驗(yàn)演示]鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象] 反應(yīng)并未像預(yù)期的那樣得到紅色的銅，而是得到藍(lán)色絮狀沉淀，其中還有黑色固體。（出乎意料的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生們目瞪口呆，然后他們馬上進(jìn)行思考分析）

[學(xué)生]可能是鈉先與水反應(yīng)，生成NaOH，然后NaOH與CuSO4溶液反應(yīng)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(shū)寫(xiě)方程式）

[教師小結(jié)]通過(guò)以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了鈉是一種極活潑的金屬，可以與酸劇烈反應(yīng)，與冷水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在加熱條件下被氧化為復(fù)雜的過(guò)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(xué)性質(zhì)。同學(xué)們有沒(méi)有注意到，實(shí)驗(yàn)室里鈉是如何保存的，為什么這樣保存？

[學(xué)生]鈉保存在煤油中，可以隔絕空氣和水。

[教師]通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你概括鈉的物理性質(zhì)。

[學(xué)生回答、補(bǔ)充]銀白色，具有金屬光澤的固體，質(zhì)軟，密度小于水，熔點(diǎn)低，良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。

設(shè)計(jì)意圖：此部分的教學(xué)是本節(jié)課的重點(diǎn)，主要從實(shí)驗(yàn)的角度進(jìn)行教學(xué)重點(diǎn)突破，有實(shí)驗(yàn)視頻、探究實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在一系列或令他們驚奇或令他們疑惑的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象面前完全被化學(xué)的魅力所折服，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，學(xué)習(xí)的積極性被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，課堂氣氛活躍，學(xué)生幾乎都積極開(kāi)動(dòng)腦筋，進(jìn)行分析思考，表達(dá)自己的看法。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：從原子結(jié)構(gòu)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(guò)實(shí)驗(yàn)探究獲得了鈉的化學(xué)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(jìn)行解釋?zhuān)瑥奈⒂^(guān)分析鈉的原子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)。

[學(xué)生]鈉有11個(gè)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(gè)電子變成最外層為8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

[教師] 這就是化學(xué)中非常重要的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想。理論加實(shí)踐，都可以說(shuō)明鈉的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，具有很強(qiáng)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(xué)生]都以化合態(tài)存在，因?yàn)殁c極活潑。

設(shè)計(jì)意圖：此部分相當(dāng)于鈉的性質(zhì)到鈉的制備和用途之間的過(guò)渡部分，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的重要化學(xué)思想。專(zhuān)題一中學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，在這里進(jìn)行了應(yīng)用，也體現(xiàn)了學(xué)以致用的觀(guān)點(diǎn)。

教學(xué)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(qiáng)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(guò)氧化鈉等鈉的化合物，高壓鈉燈，鉀鈉合金做原子反應(yīng)堆導(dǎo)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(guān)？

[學(xué)生回答、補(bǔ)充]鈉極活潑，可以與氧氣反應(yīng)生成過(guò)氧化鈉，過(guò)氧化鈉可做供氧劑，鈉發(fā)出的黃光透霧能力強(qiáng)，鈉的導(dǎo)熱性好，鈉具有強(qiáng)還原性，可以與熔融的四氯化鈦反應(yīng)置換出金屬鈦。

設(shè)計(jì)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(guān)性質(zhì)，至此結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定制備、用途的知識(shí)邏輯主線(xiàn)完全呈現(xiàn)。此知識(shí)邏輯主線(xiàn)與方法主線(xiàn)即物質(zhì)分類(lèi)→預(yù)測(cè)性質(zhì)→實(shí)驗(yàn)探究→理論解釋并駕齊驅(qū)，成為這堂課的兩大主線(xiàn)。另一方面，學(xué)習(xí)化學(xué)是為了讓化學(xué)更好地為人類(lèi)服務(wù)，鈉的這些重要的用途也拉近了學(xué)生們與化學(xué)的距離，也激發(fā)了學(xué)生們熱愛(ài)生活、熱愛(ài)化學(xué)，甚至將來(lái)去研究化學(xué)。

三、教后反思

1. 文理不分班的背景下上必修部分知識(shí)時(shí)，化學(xué)教師不應(yīng)像以前教理科班那樣一味追求化學(xué)知識(shí)的嚴(yán)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(xué)考要求授課。應(yīng)追求化學(xué)基本觀(guān)念的建構(gòu)、化學(xué)基本素養(yǎng)的提高，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，學(xué)會(huì)用化學(xué)的眼光看待一些與化學(xué)有關(guān)的問(wèn)題。

2. 本節(jié)課的設(shè)計(jì)以學(xué)生已有的知識(shí)為基礎(chǔ)，依據(jù)建構(gòu)主義理論，符合最近發(fā)展區(qū)理論，讓學(xué)生在對(duì)舊知的回顧中拓展思路，逐漸掌握新知，使學(xué)生感覺(jué)到知識(shí)是自己學(xué)會(huì)的而不是老師教會(huì)的，自己學(xué)會(huì)才是真的學(xué)會(huì)。

3. 經(jīng)查閱資料，關(guān)于“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”的教學(xué)設(shè)計(jì)大多涉及“珠江水雷”、“金屬鈉著火事故”，對(duì)學(xué)生造成負(fù)面作用，使學(xué)生害怕化學(xué)、害怕實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)和對(duì)化學(xué)學(xué)科失去興趣。本節(jié)課的設(shè)計(jì)緊緊圍繞“純化學(xué)”，使學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究理解化學(xué)物質(zhì)的特性與共性，體會(huì)化學(xué)知識(shí)的邏輯性，感受化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技的密切聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)

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