以“钠和水反应”为例感悟“体验科学研究的过程”

2019-11-29 12:53:35

  普通高中化学课程标准提出:“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。”如何落实到实际的教学中呢?

  1.案例展示

  教 材:人民教育出版社 高中化学必修一

  课 题:金属的化学性质

  课 型:新知识教学

  案例形式:课堂教学片段——钠与水反应实验现象的观察及原因分析

  案例1-1:

  【教师】同学们注意观察实验现象,注意运用眼、耳等器官。

  【演示实验】取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,然后小心投入盛水(滴有酚酞)的烧杯。

  【学生】被剧烈的反应现象吸引。

  【教师】同学们观察到了那些现象?

  【学生】反应很剧烈,溶液变成红色了······

  【教师】剧烈反应,溶液变成了红色。还有什么现象?

  【教师】1.钠是不是浮在水面上?记为“浮”。

  2.钠是不是熔成小球了?可以用“熔”描述这一现象。

  3.钠还四处游动,记为“游”。

  4.前排同学听到什么声音没有?(学生:好像有声音)嘶嘶的响声,记为“响”。

  5.刚才同学们提到溶液变红了,记为“红”。

  【板书】浮、熔、游、响、红

  【教师】为什么会有这些现象呢?

  【学生】(思考)

  【教师】“浮”,说明钠的密度比水的······?(学生回答“小”)对。

  “熔”是为什么?不知道?两个原因,一是钠的熔点(比水的沸点)低,二是反应放热。同学们想一想,对不对呀?(学生点头)

  “游”是生成气体推动钠游动。

  “响”也是生成气体的原因,而且反应放热使气体燃烧发生小爆炸。

  “红”就是因为溶液显碱性了,反应生成了氢氧化钠。

  案例1-2:

  【教 师】同学们注意观察实验现象,注意运用眼、耳等器官。

  【演示实验】在投影仪上放一只盛水的烧杯,滴入几滴酚酞,取一小块钠,用滤纸吸干表面的煤油,然后小心投入水中。

  【学 生】被剧烈的反应现象吸引。

  【教 师】同学们观察到了那些现象?请举手回答。

  【学 生】一名学生:

  钠和水反应很剧烈,溶液变成了红色。

  其他学生补充:

  钠投入水中后,变得特别亮,浮在水面上,四处游动。

  听到了响声。

  【板 书】钠与水剧烈反应,溶液变成红色。

  钠变亮

  钠漂浮在水面,四处游动。

  反应发出响声。

  【教 师】还有哪些现象呢?

  【学 生】······

  【教 师】我们再演示一遍刚才的实验,这次同学们除了观察刚才描述过的现象,还要注意有没有其他现象,例如钠的状态有没有变化等,同时思考产生这些现象的原因。哪位同学愿意到前面来做这个演示实验?

  【学 生】一名学生演示钠与水反应的实验。

  【学 生】观察实验现象,思考产生实验现象的原因。

  【教 师】同学们观察到了哪些新的现象?

  【学 生】相互补充:

  钠在反应的时候变成小球了,很像水银球!

  钠刚游过的地方红色很深,好像钠的后面接了一根红线。

  钠周围的水里还有很小的气泡!

  【板 书】钠熔成液体,呈小球状。

  有很小的气泡

  【教 师】现在各小组讨论产生这些现象的原因,注意逐一分析原因。

  【学 生】小组讨论。(老师观察小组讨论情况,适时指导。)

  【教 师】请各小组派代表说出小组讨论的结果。

  【学 生】一位小组代表:

  溶液变红,说明生成了碱。

  钠浮在水面上,说明钠的密度比水的小。

  另一小组代表:

  钠熔化说明温度升高了。但我们不知道温度为什么会升高。

  又一小组代表:

  有推力才能运动,钠四处游动一定是受到推动。但是······

  【教 师】同学们分析的非常好。钠熔化就是温度升高造成的,谁给的热量呢?又是谁推着钠四处“跑”呢?还听到了响声,以及看到钠附近的水里有细小的气泡!同学们再讨论一下。

  【学 生】小组讨论。(教师观察小组讨论情况)

  【教 师】已经有同学分析出原因了,请告诉大家。

  【学 生】一名学生:

  钠和水反应放热了,使钠熔成了液体。

  其他学生:

  锌和盐酸反应也放热,锌怎么没熔成液体?

  【教 师】大家说的都很对。可以比较一下这两种金属的熔点。

  【学 生】比较两种金属的熔点后,得出结论:

  钠和水反应放热,由于钠的熔点很低,所以钠熔成了小球。

  【教 师】钠为什么会游动?

  【学 生】一名学生:

  钠和水反应生成了气体,由于钠的密度小,也就是很轻,产生的气体推动钠四处游动。

  【教 师】非常好!但是刚才讨论时,你推测是产生气体推动了钠,可没说“钠的密度小,很轻”这一点。这是怎么想到的?

  【学 生】刚才讨论“熔”,给了我启发。因为锌和盐酸反应时,锌没有四处游动。

  【教 师】非常好。看来交流可以产生智慧的火花!

  【老 师】今天,大家分析的非常好。最后我们分析一下:为什么有响声?

  【学 生】水上划船时有响声的,钠游动时划过水的声音?

  【老 师】(笑)主要是生成的气体是可燃性气体,反应放出的热量使其燃烧,发生了很多小爆炸!可燃物在有限的空间剧烈燃烧就会爆炸的,如果感兴趣,同学们可以在课后查阅关于燃烧和爆炸的资料,欢迎课下随时交流。

  【教 师】现在请同学们整理记录钠和水反应的现象,及相应的原因。

  【学 生】整理记录。

  2.案例对比分析

  案例1-1,简洁、快速的让学生“记录”了“钠和水反应”的实验现象和相应的原因,课堂耗时很少。但是,从新课程三维目标的角度来说,只是强调知识与技能,而过程和方法、情感态度与价值观没有被重视。知识与技能目标的落实也有待商榷,因为从教师的从教经验判断,在以后的教学中要花费更多的时间,学生才能记住这些现象和原因。

  案例1-2,从实验现象的描述到原因分析,花费的时间比较多,但是,使学生真正感受了“科学研究的过程”。而且一句“交流可以产生智慧的火花”的点评,肯定了每个人在讨论过程中的作用,又给学生以指引,有利于培养学生的参与意识和合作精神。这是源于学生参与过程的评价和引导,强过无数次的空洞说教。而且,因为教师能够开放课堂,适时引导,使学生有意想不到的探究结果。从“锌和盐酸反应放热,锌没熔成液体”推测出“钠的熔点很低是钠熔成液体的原因之一”,进而由“锌和盐酸反应时,锌没有四处游动”类推出“钠的密度小,是比较轻的金属,所以产生的气体能够推动其四处游动”。在课堂教学中,学生自己领悟出:钠在反应时产生的某些特殊实验现象,源于钠的物理性质的特殊性。

  通过案例1-1和1-2的对比分析会发现,要通过化学实验使学生体验科学研究的过程,需要将实验过程、观察过程、思维过程相互结合,才能对实验中的现象有深刻的理解。这组案例还说明“自然生成的过程是最令人激动的,自然生成的知识是最美丽和持久的”。

  来源: 人教网