以“鈉與水的實驗”為例淺談探究式實驗教學在中學化學課堂中的應用

季靜雯 丁 鑫 陸 鈺 王 健

江蘇師范大學化學與材料科學學院 江蘇 徐州 221116

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

一、課堂引入，激發(fā)學習興趣

正所謂，興趣是最好的老師。所謂課堂引入，就是要將學生的注意點吸引到課堂上來，并且在此過程中應當注重使用趣味性內(nèi)容進行引入，最大程度激發(fā)學生的學習興趣。

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

二、溫故知新，進行合理推測

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習的課題。化學是一門反應客觀世界復雜事物關(guān)系的學科，學生對化學中呈現(xiàn)的客觀世界的認識過程，理應是一個不斷深入的過程。即便是相同的知識點在不同的時期，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，對于高中的學生來說，一個陌生的實驗反應呈現(xiàn)在眼前時，引導學生根據(jù)反應物本身性質(zhì)以及所學知識對生成物進行合理推測是至關(guān)重要的，而不是將實驗教學變成“滿堂灌”模式，要從根本上將“探究式實驗教學”運用在課堂。

在初中，學生就已經(jīng)學習過原子結(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)系高中所學的氧化還原反應知識點可知鈉容易失電子、化合價升高，因此表現(xiàn)出還原性。此時再回歸課堂——鈉與水反應的實驗，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，教師再組織學生進行實驗時就可以帶著問題、有針對性地設(shè)計實驗了。

三、設(shè)計實驗，驗證反應產(chǎn)物

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，實驗是化學的靈魂和生命，因為任何化學的原理、規(guī)律無一不是從實驗中得出的。對于實驗前要準備的猜想步驟已完成時，就要思考如何通過實驗現(xiàn)象來驗證猜想。教師在這一步應當以自己的扎實學識為學生提供幫助，如何幫助同學從理論上或是實驗中推翻錯誤猜想、驗證正確猜想是實驗是否成功的關(guān)鍵。

在鈉和水的實驗中，學生猜想H元素化合價降低生成氫氣，教師可提供爆鳴法來為學生驗證這一猜想。除此之外，學生猜想Na元素化合價升高生成鈉的氧化物或者過氧化物，教師可提示同學們預習下一節(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?教師引導學生自行設(shè)計如何驗證是否有氫氧化物的產(chǎn)生的實驗。以上，學生可以一一驗證猜想的正確與否，符合探究式實驗教學中學生提出猜想、自主探究的要求，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性，將知識點以形象生動的方式輸入到學生的腦中，將教與學更好地結(jié)合。

四、由表及里，歸納總結(jié)反思

當實驗開始進行，實驗現(xiàn)象的整理固然很重要，但更重要的是實驗結(jié)束后如何由表及里，從實驗現(xiàn)象深入本質(zhì)，挖掘出埋藏在實驗現(xiàn)象后的化學知識。歸納、總結(jié)、反思是能力，教師要在實驗教學過程中注意培養(yǎng)學生的這些能力，開發(fā)學生思維，從現(xiàn)象入手，認真思考現(xiàn)象反映出反應的何種特征。

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

五、結(jié)束語

新課改下，化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”、“科學態(tài)度與社會責任”，探究式實驗教學不應該再是紙上談兵的文字，而應該加快運用到中學化學教學中去，真正做到激發(fā)學生學習化學的興趣，發(fā)揮學生主觀能動性，為化學學科的學習打下扎實的基礎(chǔ)。