玩转校本课

许冰婷

摘 要：基于化学核心素养的思考，本人设计了铝与水蒸气反应的优化设计，弥补教材中铝与水难以直接反应的不足。优化后实验方案具有操作简便性、安全性、環保性、趣味性。学生自主探究实验，激发学生学习化学的兴趣，培养了学生实验探究与创新意识。

关键词：校本课程;化学核心素养;铝与水蒸气;自主探究

提升中学生化学学科核心素养，已成为我们教育者共同研究的课题。而受传统教学和应试教育的影响，多数教师在教学过程中依然只是围绕着“知识与技能”一维目标，并没有落实化学核心素养下的教学[1]。核心素养的要求不再是单纯的从化学学科的角度来教学，而是从提升学生科研探究、创新意识、科学态度和社会责任等品质进行渗透教学，这对教师是一个机遇，也是巨大的挑战。

铝作为生活中重要的金属材料，学习铝单质及其合金的性质，有助于培养学生主动应用化学知识和原理，来改善生产和生活的实际，从而培育化学使生活更加美好的化学情怀。基于这样的思考，本人设计并改进了铝与水反应，核心目标是：实验探究与创新意识，引导学生能够自主设计并优化实验方案，独立完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。

一、教学过程

【问题引入】同学们你们知道铝可以跟水或者水蒸气反应吗？同学们根据金属钠镁的性质进行小组讨论下。

【自由讨论】根据已学知识钠镁可以与水反应置换出氢气，铁也可以与水蒸气在高温下发生置换反应，铝活泼性仅次于钠镁，又比铁活泼，所以同学给出“铝可以跟水蒸气反应”的猜测。

【常规方法验证】金属铝与水加热下反应，该实验直至水沸腾几乎看不到气泡，同学们纷纷提出由于铝表面有层致密的氧化膜，所以阻止铝与水蒸气反应。

【追问】有没有不用除去氧化膜，就让内部的铝与水反应呢？

有同学提出活泼金属钠镁着火不能用水灭火的原理，提出先燃烧铝单质，然后在上方滴水。在探索的过程中，同学们发现铝片和铝箔均不能在空气中燃烧，是因为表面有层致密的氧化膜，所以同学们采用表面积更大的鳞状铝粉，成功的将铝粉燃烧，改进装置如图1。

铝与水蒸气反应改进装置一，步骤：1.取适量铝粉平铺在石棉网上;2.对铝粉加热，可用点燃的镁条引燃铝粉;3.用吸有H2O胶头滴管滴在燃烧的铝粉上方。现象：铝粉燃烧，像火山一样蔓延，滴水后火焰窜得很高（效果如图2），也证明了铝与水蒸气可以反应，生成可燃气体，但是由于气体量少，无法收集。

【创设问题情境】

如何设计一个实验，收集产生并验证的气体呢？同学们查阅文献和资料，再次进入实验室。有人提出除去铝表面的氧化膜，然后再与水蒸气反应，提出用汞盐来处理铝片，但是汞会造成重金属污染，所以这个实验的关键就是如何既科学又环保地除去氧化膜，除去氧化膜后又如何保护铝不被再次氧化。有人提出2018年全国Ⅰ卷理综26题的装置，就是在无氧环境下制备产物，受到装置的启发，在老师的引导下设计了图3、4的改进装置[3]。铝与水蒸气反应改进装二：

1.去除氧化膜

按照实验装置图3所示组装仪器。将绳子挂着铝片装入到试管中悬空，塞上橡胶塞。用注射器将盐酸打入试管中，待左边烧杯中不断产生气泡，认为氧化膜以除尽。

2.排出空气和剩余的盐酸

按照实验装置图4所示，先打开K1关闭K2，慢慢注入混有酚酞的饱和碳酸钠溶液，当左导气管口有气泡冒出时，打开K2关闭K1。当试管内的溶液显浅红色时，停止注入饱和碳酸钠溶液。

3.铝和水蒸气反应

点燃酒精灯，使液体沸腾，产生的水蒸气与铝接触，将左导气管插入装有肥皂水的表面皿，待产生大量气泡后点燃，可看到气泡燃烧，并听到轻微的爆鸣声。

二、实验效果评价

1.操作简便安全，效果明显：方案一燃烧铝再与水反应，窜起的火焰给学生带来视觉的冲击，效果明显。方案二在封闭装置中去除氧化膜，用产生的CO2将多余的盐酸排出，创造无氧环境，防止铝再次被氧化。两个方案操作操作用时短，均可作为课堂演示实验。

2.实验创新：两个方案成功设计铝与水蒸气反应，弥补教材中铝不能与水直接反应的不足。

3.对环境友好无污染：用稀盐酸除去氧化膜，避免汞盐造成的重金属污染。

4.增强实验趣味性：方案二将产生的氢气泡沫点燃，增加了实验的趣味性。

三、教学反思

从演示实验到学生自主探究实验，再到创新实验，学生参与整个过程，符合化学核心素养下的科学探究与创新精神，同时又渗透可持续发展意识和绿色化学观念。敢于对教材上知识的不足提出质疑，实事求是，尊重科学的批判性精神。

参考文献

[1]喻平.发展学生学科核心素养的教学目标与策略[J].课程·教材·教法，2017（1）：48-53.

[2]常聪，谭学才.证据推理与模型认知核心素养的教学案例研究[J].中学化学，2017（9）：9～10.

[3]乔丽丽，李萍.铝和水蒸气反应实验的绿色化设计[J].中学化学教学参考，2010（1）：48

本文系：2019年度泉州市基础教育课程教学研究课题“STEM视域下高中化学实验教学探究”（课题编号：QJYKT2019-045QJYKT2019-045QJYKT2019-045）阶段性研究成果。