“金属钠的性质与应用”教学实录及反思

张迎霞

摘要：运用建构主义理论和知识逻辑、研究物质的方法两条主线进行“金属钠的性质与应用”教学设计，概述了教学的主要环节，并且进行教后反思，作为文理不分班背景下元素化合物知识教学的一个代表性案例。

关键词：建构主义；金属钠；教学实录

文章编号：1008-0546（2016）06-0057-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.019

浙江省是高校招生制度改革试点省，2014年秋入学的高一新生不再有文理分班，因此需要考虑到学生对化学的学习要求并不都一样，教师的教学不需要在深广度上进行挖掘，而是要注重化学基本思想、基本方法和基础知识的传授。笔者试以“建构主义”理论为依据进行本课的教学设计，并围绕结构决定性质，性质决定制备和用途的知识逻辑主线和物质分类→预测性质→实验探究→理论解释的方法主线进行授课，授课效果较好，现整理成文，希望读者们批评指正。

一、从建构主义理论分析本节课的教学

建构主义学习观认为，学习者在学习过程中必须利用已有的知识经验，并借助外在环境通过“协作”而建构起对新知识的理解。因此，对于本节内容，施教者必须理清学生现有的知识经验和通过本节课需要达到的教学目标，从而设计针对性的教学策略和方法，分析如下表：

二、教学流程设计和主要教学过程

运用物质分类观，预测钠的化学性质 实验探究钠的化学性质和物理性质 寻求对钠的活泼性的理论解释 性质决定存在、制备和用途。

教学环节一：运用物质分类观，预测钠的化学性质

[教师]我们已经学过化学家眼中的物质世界，现在我们要研究金属钠这种物质，首先应该做什么？

[学生]对它进行分类，钠属于金属。

[教师]那么你猜想钠应该具有哪些性质呢，可以发生哪些反应？

[学生]与酸反应产生氢气，与氧气反应，与盐反应置换出不如它活泼的金属。

[教师]你是如何推测的？

[学生]金属Fe、Zn可以发生这些反应。

[教师]如何证明我们的猜测是否正确？

[学生]做实验。

设计意图：学生刚学过专题一《化学家眼中的物质世界》，知道研究物质的基本方法，因此引导学生对此进行运用，结合初中学生的锌、铁甚至铜的相关知识，进行合理推测，待实验证明，激发了学生的学习热情和兴趣。

教学环节二：实验探究钠的化学性质和物理性质

[播放视频]钠与盐酸反应。（反应非常剧烈，产生的氢气燃烧、爆炸，学生惊奇）

[教师]钠可以与酸反应生成氢气，但是我不敢在课堂上做这个实验，因为反应实在太剧烈了。同学们想一想，有没有可以与钠发生类似的反应生成氢气，但是反应会缓和一些的物质？

[学生]水。

[实验探究]钠与水的反应。学生分组实验，观察、记录实验现象，思考实验现象背后的原因。（学生动手实验，看到如此美妙实验现象，非常兴奋）

[学生回答、补充]实验现象：钠熔成一个小球，浮在水面上，且四处游动，且发出“嘶嘶”声，滴有酚酞的水溶液逐渐变红；结论：钠的熔点比较低，密度比水小，反应产生气体推动钠移动，生成碱性物质NaOH。（浮、熔、游、嘶、红）

[教师]刚才同学们在实验切割钠的过程中，有没有观察到切面颜色的变化？

[学生]……（个别学生说银白色变暗）

[教师]演示切割大块钠，银白色的切面一会儿就变暗了。

[教师]为什么银白色会变暗？

[学生]钠在空气中被氧化了。

[教师]常温下钠在空气中被氧化，生成白色的氧化钠（Na2O），Na2O是一种普通的碱性氧化物，由Na+和O2-构成。物质间的转化往往需要一定的条件，我们改变条件，比如加热条件下，钠在空气中会发生怎样的现象？

[实验探究]学生分组实验，在硬质玻璃管中对钠进行加热，进行实验。

[实验现象]钠先熔成一个光亮的小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，得到淡黄色固体产物。

[教师] 资料查得，该淡黄色固体为过氧化钠（Na2O2），由Na+和过氧根离子O22-构成，是一种复杂氧化物，O元素的化合价为-1价。

[教师]钠在金属活动性顺序表中排在较前面，那么它能够与其他盐溶液反应置换出比它不活泼的金属吗？

[学生]能。

[实验演示]钠与硫酸铜溶液反应。

[实验现象] 反应并未像预期的那样得到红色的铜，而是得到蓝色絮状沉淀，其中还有黑色固体。（出乎意料的实验现象让学生们目瞪口呆，然后他们马上进行思考分析）

[学生]可能是钠先与水反应，生成NaOH，然后NaOH与CuSO4溶液反应生成Cu（OH）2沉淀，部分黑色固体可能是Cu （OH）2受热分解产生的黑色的CuO。（书写方程式）

[教师小结]通过以上几个实验，我们知道了钠是一种极活泼的金属，可以与酸剧烈反应，与冷水反应产生氢气，在加热条件下被氧化为复杂的过氧化物，且不能置换出盐溶液中的金属，这是它的主要的化学性质。同学们有没有注意到，实验室里钠是如何保存的，为什么这样保存？

[学生]钠保存在煤油中，可以隔绝空气和水。

[教师]通过这些实验，请你概括钠的物理性质。

[学生回答、补充]银白色，具有金属光泽的固体，质软，密度小于水，熔点低，良好的导电导热性。

设计意图：此部分的教学是本节课的重点，主要从实验的角度进行教学重点突破，有实验视频、探究实验和演示实验，学生在一系列或令他们惊奇或令他们疑惑的实验现象面前完全被化学的魅力所折服，产生认知冲突，学习的积极性被充分调动起来，课堂气氛活跃，学生几乎都积极开动脑筋，进行分析思考，表达自己的看法。

教学环节三：从原子结构理论的角度解释钠的活泼性

[教师]研究物质的途径有两条，我们刚才是通过实验探究获得了钠的化学性质，知道了钠是一种极活泼的金属。还有一条途径就是从理论的角度进行解释，从微观分析钠的原子结构有什么特点。

[学生]钠有11个核外电子，分三层排布，其中最外层电子数为1，非常容易失去一个电子变成最外层为8电子的稳定结构。

[教师] 这就是化学中非常重要的“结构决定性质”的思想。理论加实践，都可以说明钠的化学性质非常活泼，具有很强的还原性。那么，这么活泼的钠，我们是如何获得的呢？

[教师]自然界中钠以什么形式存在？有单质钠存在吗，为什么？

[学生]都以化合态存在，因为钠极活泼。

设计意图：此部分相当于钠的性质到钠的制备和用途之间的过渡部分，体现了结构决定性质的重要化学思想。专题一中学生已经学习了原子结构方面的知识，在这里进行了应用，也体现了学以致用的观点。

教学环节四：钠的制备和用途——性质决定制备，性质决定用途

[教师]Na+非常稳定，要使它接受电子变成Na原子而得到钠单质，需要一种特殊的强有力的手段：电解法。

[PPT展示]戴维制得K和Na的历程（略）。

[教师]钠的“前世”如此，那么“今生”如何呢？

[PPT展示]金属钠的用途：制备过氧化钠等钠的化合物，高压钠灯，钾钠合金做原子反应堆导热剂，制备Ti等贵金属。

[教师]这些用途分别与钠的哪些性质有关？

[学生回答、补充]钠极活泼，可以与氧气反应生成过氧化钠，过氧化钠可做供氧剂，钠发出的黄光透雾能力强，钠的导热性好，钠具有强还原性，可以与熔融的四氯化钛反应置换出金属钛。

设计意图：钠的制备也是钠的极活泼性的反映，而钠的用途同样取决于钠的相关性质，至此结构决定性质，性质决定制备、用途的知识逻辑主线完全呈现。此知识逻辑主线与方法主线即物质分类→预测性质→实验探究→理论解释并驾齐驱，成为这堂课的两大主线。另一方面，学习化学是为了让化学更好地为人类服务，钠的这些重要的用途也拉近了学生们与化学的距离，也激发了学生们热爱生活、热爱化学，甚至将来去研究化学。

三、教后反思

1. 文理不分班的背景下上必修部分知识时，化学教师不应像以前教理科班那样一味追求化学知识的严密体系和各种解题方法，也不能像在文科班上课那样尽往浅处往最低的学考要求授课。应追求化学基本观念的建构、化学基本素养的提高，帮助学生认识到化学学科的特点，学会用化学的眼光看待一些与化学有关的问题。

2. 本节课的设计以学生已有的知识为基础，依据建构主义理论，符合最近发展区理论，让学生在对旧知的回顾中拓展思路，逐渐掌握新知，使学生感觉到知识是自己学会的而不是老师教会的，自己学会才是真的学会。

3. 经查阅资料，关于“金属钠的性质与应用”的教学设计大多涉及“珠江水雷”、“金属钠着火事故”，对学生造成负面作用，使学生害怕化学、害怕实验，从而对学习化学和对化学学科失去兴趣。本节课的设计紧紧围绕“纯化学”，使学生通过化学实验探究理解化学物质的特性与共性，体会化学知识的逻辑性，感受化学与生产、生活、科技的密切联系。

参考文献

[1] 孔玲芸，吴星.实践“自主预学与合作探究”的教学模式——以“金属钠的性质与应用”为例 [J].化学教育，2013，（2）：20-23

[2] 吴北梅，郑柳萍.一课多导 因生而异——例谈“金属钠的性质与应用”导课设计 [J].化学教与学，2014，（12）：44-46