張迎霞

摘要：運用建構(gòu)主義理論和知識邏輯、研究物質(zhì)的方法兩條主線進(jìn)行“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計，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教學(xué)的一個代表性案例。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；金屬鈉；教學(xué)實錄

文章編號：1008-0546（2016）06-0057-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)的高一新生不再有文理分班，因此需要考慮到學(xué)生對化學(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，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邏輯主線和物質(zhì)分類→預(yù)測性質(zhì)→實驗探究→理論解釋的方法主線進(jìn)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(gòu)主義理論分析本節(jié)課的教學(xué)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)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(gòu)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(xué)生現(xiàn)有的知識經(jīng)驗和通過本節(jié)課需要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，從而設(shè)計針對性的教學(xué)策略和方法，分析如下表：

二、教學(xué)流程設(shè)計和主要教學(xué)過程

運用物質(zhì)分類觀，預(yù)測鈉的化學(xué)性質(zhì) 實驗探究鈉的化學(xué)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(xué)環(huán)節(jié)一：運用物質(zhì)分類觀，預(yù)測鈉的化學(xué)性質(zhì)

[教師]我們已經(jīng)學(xué)過化學(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]對它進(jìn)行分類，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是否正確？

[學(xué)生]做實驗。

設(shè)計意圖：學(xué)生剛學(xué)過專題一《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)生對此進(jìn)行運用，結(jié)合初中學(xué)生的鋅、鐵甚至銅的相關(guān)知識，進(jìn)行合理推測，待實驗證明，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：實驗探究鈉的化學(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實驗，因為反應(yīng)實在太劇烈了。同學(xué)們想一想，有沒有可以與鈉發(fā)生類似的反應(yīng)生成氫氣，但是反應(yīng)會緩和一些的物質(zhì)？

[學(xué)生]水。

[實驗探究]鈉與水的反應(yīng)。學(xué)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(xué)生動手實驗，看到如此美妙實驗現(xiàn)象，非常興奮）

[學(xué)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(jié)論：鈉的熔點比較低，密度比水小，反應(yīng)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(xué)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(xué)生]……（個別學(xué)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(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，鈉在空氣中會發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？

[實驗探究]學(xué)生分組實驗，在硬質(zhì)玻璃管中對鈉進(jìn)行加熱，進(jìn)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(gòu)成，是一種復(fù)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(yīng)置換出比它不活潑的金屬嗎？

[學(xué)生]能。

[實驗演示]鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)。

[實驗現(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。（出乎意料的實驗現(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。（書寫方程式）

[教師小結(jié)]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(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)們有沒有注意到，實驗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]通過這些實驗，請你概括鈉的物理性質(zhì)。

[學(xué)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(dǎo)電導(dǎo)熱性。

設(shè)計意圖：此部分的教學(xué)是本節(jié)課的重點，主要從實驗的角度進(jìn)行教學(xué)重點突破，有實驗視頻、探究實驗和演示實驗，學(xué)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(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)動起來，課堂氣氛活躍，學(xué)生幾乎都積極開動腦筋，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，我們剛才是通過實驗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，從微觀分析鈉的原子結(jié)構(gòu)有什么特點。

[學(xué)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(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。理論加實踐，都可以說明鈉的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，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(xué)生]都以化合態(tài)存在，因為鈉極活潑。

設(shè)計意圖：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，在這里進(jìn)行了應(yīng)用，也體現(xiàn)了學(xué)以致用的觀點。

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(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、補充]鈉極活潑，可以與氧氣反應(yīng)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(dǎo)熱性好，鈉具有強還原性，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(yù)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(xué)習(xí)化學(xué)是為了讓化學(xué)更好地為人類服務(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)生們熱愛生活、熱愛化學(xué)，甚至將來去研究化學(xué)。

三、教后反思

1. 文理不分班的背景下上必修部分知識時，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)基本觀念的建構(gòu)、化學(xué)基本素養(yǎng)的提高，幫助學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科的特點，學(xué)會用化學(xué)的眼光看待一些與化學(xué)有關(guān)的問題。

2. 本節(jié)課的設(shè)計以學(xué)生已有的知識為基礎(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)生在對舊知的回顧中拓展思路，逐漸掌握新知，使學(xué)生感覺到知識是自己學(xué)會的而不是老師教會的，自己學(xué)會才是真的學(xué)會。

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)計大多涉及“珠江水雷”、“金屬鈉著火事故”，對學(xué)生造成負(fù)面作用，使學(xué)生害怕化學(xué)、害怕實驗，從而對學(xué)習(xí)化學(xué)和對化學(xué)學(xué)科失去興趣。本節(jié)課的設(shè)計緊緊圍繞“純化學(xué)”，使學(xué)生通過化學(xué)實驗探究理解化學(xué)物質(zhì)的特性與共性，體會化學(xué)知識的邏輯性，感受化學(xué)與生產(chǎn)、生活、科技的密切聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔玲蕓，吳星.實踐“自主預(yù)學(xué)與合作探究”的教學(xué)模式——以“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”為例 [J].化學(xué)教育，2013，（2）：20-23

[2] 吳北梅，鄭柳萍.一課多導(dǎo) 因生而異——例談“金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用”導(dǎo)課設(shè)計 [J].化學(xué)教與學(xué)，2014，（12）：44-46