苏教版教材中“金属钠性质”的实验改进

王澄+孙宇红

摘要：基于教材的分析研究提出问题，为了得到预期的鲜明的实验现象，使学生很好地感知金属钠的性质，完成三维教学目标，对《金属钠的性质与应用》中的三个课本实验进行了改进。在学生实践中不断完善实验方案.利用易得的实验装置、简单的实验操作进行分组实验。

关键词：课本实验；改进方案；实践；反思

文章编号：1008-0546（2014）11-0094-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.037

一、问题的提出

苏教版《化学1》专题2第二单元第一节《金属钠的性质与应用》主要设计了三个学生实验，目的是帮助学生通过典型的化学实验事实来认识物质及其变化的本质和规律。教材编排实验的顺序遵循了学生的认知规律，体现化学学科特点，注重知识的内在建构，为学生的探究学习和自主学习搭建了良好的平台。[1]但完全按照教材中的实验方案进行实践，观察到的实验现象与预期存在偏差，实验效果并不理想。

实验1：课本实验方案预期学生观察到钠单质呈银白色，体会钠质软的性质；观察到空气中钠块颜色变暗的事实，体会钠单质和氧气反应。由于实验操作的对象是高一新生，实验技能和实验信息的捕捉能力都不是很强，而钠与空气反应又很迅速，所以金属钠银白色的光泽不容易感知。学生通常需要反复切多次才能捕捉到银白色。没有银白色的感知，学生无法体会钠块表面变暗的变化过程。不仅浪费金属钠，也不利于化学高效课堂的创设。

实验2：课本实验方案预期学生观察到金属钠受热熔化，为解释钠和水反应时的“钠球”做铺垫；燃烧，生成淡黄色固体。实验研究时发现，取绿豆大小的钠加热，石棉网上生成的是黑色固体物质，观察不到黄色；取黄豆大小的钠块，加热时液态钠容易滚动和飞溅，造成安全隐患。

实验3：课本实验方案预期学生观察到金属钠浮在水面上，熔化成小球，四处游动，钠球消失，酚酞变红。能判断产物是氢氧化钠，另一产物是氢气，写出化学反应方程式。学生根据此方案实验时生成的气体无法收集。在教学过程中，教师只能从元素守恒的角度猜测气体是氧气还是氢气，然后从氧化还原角度分析是氧气还是氢气，无法让学生直观感受到生成的气体是氢气。

基于对教材的理解和分析，根据平时的教学实践、文献研究和学生的不断尝试，笔者对三个课本实验方案进行了改进和创新。

二、实验改进

1. 改进实验1

（1）研究过程

如何隔绝空气使钠块保持银白色？学术杂志上刊登了许多老师的研究过程，例如：用布包住直导管取钠块，用石蜡密封，实验准备过程由教师完成。然后用导管中的钠块提供给学生进行学生实验。[2]但实践上述设计后发现，教师完成石蜡密封导管工作量非常大，用玻璃棒推钠块时石蜡易变形胶着，导致在推出钠块的过程中，有同学不慎将玻璃棒弄断。在此基础上笔者将实验1改进为：直接让学生用玻璃管取钠块，这一改进大大减少了实验的准备工作，而且取的钠块也很容易推出，更重要的是用玻璃管取钠块的过程正是让学生感知金属钠质软的学习契机。但是在教学实践中，笔者发现分组实验时学生手握玻璃管的姿势千奇百怪，导致某些同学将手割破，也有同学将玻璃管从桌面上滚落。为了学生的安全，笔者最终选择了前端截平的漏斗。

（2）改进方案

【实验器材】钠块、前段截平的普通漏斗、细玻璃棒、滤纸

【实验过程】将普通漏斗的漏斗颈对着钠块按下去，就可以将钠块压进玻璃管内。将玻璃管内的煤油倒出，可观察到，玻璃管内的钠柱为银白色金属。充分观察后，用玻璃棒将钠块推出，表面迅速变暗。

（3）创新之处

改进后的学生实验易操作、安全性高、可观察性强。对比导管，改良过的漏斗受力面积大，能安全省力地压入钠块，观察时漏斗容易在桌面上放置，不易滚动（如图1所示）。对实验操作者的技能要求也不高，适用于高一的新生。漏斗颈和煤油创造一个隔绝空气的环境，保证学生能长时间观察钠的颜色，在充分感知到金属钠呈银白色的前提下，很好地观察到钠块露置在空气中颜色的变化。该试验的改进不仅让学生感受到钠质软的性质，更便于学生持续、反复观察银白色的实验现象，用对比的观点分析钠与氧气的反应。漏斗取钠块的过程也极大地刺激了学生的感官，激发学生探究钠的兴趣；金属钠与其他生活中常见金属的差异也能引发学生的认知冲突；金属钠露置在空气中迅速变暗也为钠和氧气的反应提供实验事实。

2. 改进实验2

（1）研究过程

石棉网成分复杂，加热时升温慢，导致产物过氧化钠不纯。笔者尝试了蒸发皿和不锈钢勺，但最终选择了易拉罐底。从时效性考虑，蒸发皿中钠块熔化需要约30秒，而易拉罐中钠块熔化只需要5秒，大大节约了学生实验的时间；更重要的是蒸发皿在钠块燃烧时容易破裂，损耗最高的一次26组分组实验中蒸发皿破了9个。从可观察性考虑，不锈钢勺中淡黄色固体确实很明显，但是也出现黑色的四氧化三铁干扰实验现象。从取材角度看，易拉罐是生活中极为常见的物品，材料易得易推广。

（2）改进方案

【实验器材】钠、镊子、易拉罐、酒精灯、坩埚钳、火柴

【实验过程】用剪刀将易拉罐剪开，留下底部的凹槽。取钠块放在凹槽内，用坩埚钳夹住易拉罐底，放在酒精灯上燃烧。钠块先熔化，然后燃烧生成淡黄色的固体（如图2所示）。实验现象明显，操作简单，学生完成度高。

（3）创新之处

改进后的实验装置简单、操作方便，实验迅速、现象鲜明，能反复观察、直接感知，取材生活、材料易得。在学习的过程中，学生能体会到化学学科的特点，很好地转变学生学习方式；从学生准备易拉罐开始到取底完成实验的过程，极大地激发学生学习兴趣；直观鲜明的实验现象也为学生认知钠在空气中燃烧的知识提供了实验事实；经过动手实验不仅完成了知识与技能目标，还很好地落实过程和方法、情感态度与价值观的学习目标。endprint