钠与盐、酸反应实验探究式教学

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　　摘 要 在新课改的要求下，实验探究式教学应运而生。本文主要是以探究式教学形式来学习金属钠与盐溶液、酸溶液的反应。老师不是直接给出有关化学反应方程式，让学生熟记，而是创设具体的情境，提出问题，引导学生主动发现问题，提出假设，再通过实验来验证自己的猜想。最后总结归纳了金属钠与盐、酸反应的原理。
　　关键词 探究式实验教学 钠 盐 酸
　　目前部分中学化学老师注重“教师讲、学生记”的教学模式，却忽视了参与课堂、小组合作等教学环节。虽然这种教学模式能让学生在一定程度上掌握知识，在考试中取得成绩，但是不注重学生科学素养的养成，不利于学生独立思考能力与自主动手能力的培养。由于学生长期以往接受的都是“教师讲、学生记”的课堂模式，久而久之，学生不习惯去深入思考，质疑知识的正误，只是机械地照搬知识点、结论，遇到陌生的化学情境或化学知识会茫然、不知所措。这样会削弱学生的逻辑推理能力与实验设计能力。
　　新一轮课程改革的核心理念是：一切为了学生的发展。[1]其中强调一切活动的制定与实施都要将目标锁定在对学生终身发展有利上，因此这就需要老师教学方式和学生学习方式有所转变。[2]探究式教学是指以探究为基本特征的一种教学活动形式。[3]实验探究式教学重在培养学生的科学思维，有利于学生更快地理解实验原理，提高学生的学习效率。金属钠与盐溶液、酸溶液的反应原理不同且较为特殊，故用实验探究性教学来进行该知识点的学习更有利于学生理解与掌握。
　　研究这个课题作用大致有三点。首先是完善钠的化学性质，完善学生所学知识，实验所得出的结论比纯理论来的更有说服力，更能够让学生掌握地牢固。其次是培养学生的逆向思维，本次探究是以假设为出发点，对提出的猜想进行验证，实验的设计不是传统的从已知的结论验证现象是否正确，而是从看到的现象，总结得出反应原理，由果推因。最后就整个教育趋势而言，教育不断地改革，其根本目的就是促进学生学习，探究式教学使得学生完完整整地参与课堂，成为课堂的主人。
　　1 金属钠与盐溶液反应的实验探究教学
　　1.1 创设情境 导入课题
　　在初中化学的学习中，同学们了解到金属与盐溶液会发生置换反应，比如“Fe+CuSO4=FeSO4+Cu”，学生知道金属活泼性强的金属可以置换出盐溶液中金属活泼性相对较弱的金属。金属钠为一种活泼金属，位于金属活动顺序表前列，按理说，金属钠与硫酸铜溶液反应能置换出单质铜，实验现象应为钠逐渐溶解，有红色固体析出。但事实会不会如此呢？请同学们进行分组实验，观察实验现象。
　　1.2 动手实验 收集证据
　　课前根据学习成绩分组，每组综合实力要一致，让成绩好的带动学习较困难的同学，且每组有一个动手能力强的人，小组成员明确自己所做工作，一个准备实验器材和试剂，一个主要负责思考实验流程给出理论依据，动手能力较强的同学则是主要负责实验操作，最后一个同学则是记录实验现象。
　　1.3 分析信息 組织讨论
　　学生通过分组实验，观察到的实验现象为有蓝色沉淀生成，这与我们预先的猜想不一致。故实验现象表明钠与硫酸铜反应并没有置换出红色的单质铜，蓝色沉淀为氢氧化铜。教师让学生先分组讨论，再形成一个合理的解释。学生会疑惑：为什么金属钠不能从硫酸铜溶液中置换出单质铜？这反映了学生强烈的求知欲与好奇心。[4]刚开始学生认为是金属钠与水反应的结果，但有学生提出疑惑，一般金属在常温下与水、氧气的反应是非常缓慢的，例如金属铁只能在高温下与水蒸气反应。金属钠与水反应为什么能这么迅速？最终学生得到的结论是：根据化学反应遵循质量守恒定律，产物氢氧化铜中的氢氧根离子只能来源于水中。[5][6]所以应该是金属钠先与水反应，生成氢氧化钠，之后再与硫酸铜反应生成氢氧化铜。这个反应并不是简单的置换反应。
　　1.4 进行实验 验证猜想
　　金属钠能否与水发生反应，并且反应产物为氢氧化钠，这是同学们根据钠与硫酸铜反应现象的猜想。现在我们要通过具体实验来验证同学们的猜想。因为考虑到金属钠与水反应较为剧烈，故在让学生进行分组实验前要交代一些相关事宜，让学生重视安全问题。
　　1.5 得出结论 形成解释
　　从以上反应现象可得金属钠在常温下能与水发生反应，并且反应现象较为剧烈。由此也能证明大家之前的猜想：金属钠与硫酸铜反应的原理是钠先与水溶液反应再与硫酸铜反应，最终得到蓝色沉淀，氢氧化铜。
　　2 金属钠与酸溶液反应的实验探究教学
　　2.1 创设情境 提出问题
　　根据之前开展的两个实验现象及结果，可以得出的结论是：金属钠在常温下能与水剧烈反应，金属钠与盐溶液反应会先与水反应，再与盐发生反应，那么金属钠与酸反应的情况又将是怎样的呢？
　　2.2 引导探究 投放目标
　　学生根据所学知识有两种假设，一是钠直接与酸溶液进行反应，另外一种假设就是和与盐溶液相似，先与水溶液反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与酸进行中和反应。
　　2.3 小组讨论 精讲点拨
　　教师组织同学进行讨论。同学们在相互讨论中发现无论是哪一种反应原理，反应最终都会产生氢气。假设钠是先与水反应会产生氢氧化钠，到这个过程是非常迅速的，即使加酚酞试剂也无法证明氢氧化钠的存在。为了让学生更好的理解金属钠与盐酸的反应，我们还是以小组的形式进行了实验。
　　2.4 设计实验 总结现象
　　不管是验证钠是先与水反应是还是先与酸进行反应，实验所得到的现象大同小异，也就是从某种程度上来讲，以高一学生具备的化学知识，单单只是通过金属钠与水溶液的反应现象是无法得出结论的，实验现象都是有气泡生成收集气体验证都为氢气，在这里学生通过书写化学方程式最终的结果都是一样的。
　　2.5 系列总结 归纳引导
　　在学习了必修一第二章的《离子反应》相关知识，同学们明白钠与水的反应以及钠与酸的反应实质都是钠与氢离子反应。H2O是弱电解质，能解离出少量的H+，而HCl是强电解质，在水溶液中能完全电离，故电离出的H+浓度远大于水解离出的H+浓度。在这里老师会补充到：在盐酸中，由于氯化氢的电离会抑制水的电离，所以在盐酸中，水电离出来的H+浓度远低于氯化氢电离出的H+浓度。所以综上所述，钠与酸的反应是第一种假设，即直接与酸反应，而不是先与水反应。部分同学能明白老师的解释但不能一下接受。为了更好的让学生学习与接受，同学们开展了对照实验来验证该解释。 　　2.6 实验验证 形成解释
　　既然提到金属钠与酸反应，学生提出疑问：强酸和弱酸与金属钠的反应是不是会存在差异。从学生已有的知识经验来看，金属钠与强酸反应一定比金属钠与弱酸的反应剧烈，那如果通过对照实验：金属钠与水反应和金屬钠与冰醋酸（纯的无水乙酸），通过观察、分析两组实验现象，从而能得出一定结论。这两组实验相对较简单，仍然采取学生分组实验的形式进行。最终从学生的实验报告来看，这两组实验现象基本相似，只是金属钠与冰醋酸的反应比金属钠与水的反应较为剧烈一些。
　　如果同学们之前的猜想二：金属钠先与水反应，再与酸反应成立的话，那么金属钠与水反应应该比金属钠与盐酸、冰醋酸反应剧烈，因为这三者中，水溶液中所含水的浓度最大，盐酸次之，冰醋酸为零。然而我们通过实验发现，这三者与金属钠反应的剧烈程度依次为：盐酸>冰醋酸>水。这说明当金属钠与酸溶液反应时，是直接与酸发生反应。在上文中提到金属钠无论是与酸反应还是与水反应，其实质都是与氢离子反应。而水、盐酸、冰醋酸三者中氢离子大小为：盐酸>冰醋酸>水。
　　3总结与反思
　　通过本次对实验探究式教学的实例研究可得出如下结论：金属钠与盐溶液的反应是先与水进行反应再进一步与盐反应，生成氢气和相应的沉淀；金属钠与酸溶液反应时是直接与酸发生反应，生成氢气和相应的盐。从以上两个探究实验过程来看，学生能自主地根据老师所提问题作出假设，并积极主动地根据已有知识经验设计实验方案，在实验过程中能仔细全面地观察实验现象，且能给出相对成熟的解释，化学实验是理论与实践的结合点。[7]将探究式教学深入化学课堂可提高学生的学习效率，可帮助教师更有效的完成教学任务。教师在实施实验探究式教学时，为保证其顺利进行，有三点需要注意：一是目标明确，学生明白自己所要探究的任务内容；二是教师引导探索与总结，强调小组合作；三是实验安全问题。
　　参考文献
　　[1] 邱勋蕃.新课程课堂教学初探[J].考试周刊，2008（15）：37.
　　[2] 韩文娣.体验教学在高中化学教学中的实施策略研究[D].河南师范大学，2017.
　　[3] 吴怀城，曹秀芳.探究式教学法在中学化学教学中的应用[J].现代中小学教育，2007.22（6）：58-60.
　　[4] 左玉香.Na与CuSO4溶液反应的探究教学设计与实践[J].中学化学教学参考，2006（04）：21.
　　[5] 颜标峰.关于金属钠与硫酸铜溶液反应的思路[J].实验教学研究，2017（8）：84.
　　[6] 汪富初.钠与酸反应原理探析[J].四川职业技术学院学报，2005（72）：1.
　　[7] 任永卫.浅谈中学化学实验改革[J].教育科学，2011（03）：24.
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