"金属与水反应规律的探究"教学设计及反思

　　摘要 在细致研究课标要求，比较不同版本教材在“金属与水反应”相关内容方面特点的基础上牢牢抓住化学核心知识的逻辑联系，以及核心知识所蕴涵的科学方法和化学思想；同时深入体会学生思维上的特点，并在教学设计中紧紧围绕知识的价值和学生的思维有逻辑地设计3个实验探究活动，着重注意对学生实验设计能力、观察能力、化学思想等方面的培养。

　　关键词 金属与水反应 实验方法 教学设计 教学反思

　　1 “金属与水反应规律的探究”教学设计

　　本节课出自人教版《化学1（必修）》第三章“金属及其化合物”第一节“金属的化学性质”的第2课时。

　　1.1课标与教材分析

　　（1）课标分析（见表1）

　　（2）不同版本教材的横向分析（见表2）

　　（3）初高中系列教材中本节知识的逻辑联系（见表3）

　　1.2学生分析

　　金属与水的反应，都是金属失电子，不同点是反应温度不同、反应现象不同，这种反应条件和现象差异揭示出金属失电子能力的差异。这种对比分析对教师而言很容易理解，但对高一学生而言，他们的理性思维还没有达到能够主动透过反应现象，再去分析反应得失电子这一本质的程度。另外，学生对实验现象的观察以及实验方案的设计也都停留在简单直接的感性认识上。这些都要求教师充分挖掘金属与水反应实验中所蕴涵的观察、对比以及理性推理等方法，在教学设计上要充分考虑学生的感性思维逐步向理性思维过渡这个特点。

　　1.3教学目标及重难点（见表4）

　　1.4教学思路

　　从本节教材中的各个内容标题来看，教材在试图归纳金属共同的化学性质。并且教材想通过钠、铁2种金属与水反应的差异再次与初中所学的金属活动性顺序表实现对接和过渡。笔者考虑到人教版教材的这种设计思路，又借鉴了鲁科版和苏教版教材编写的特点后决定在钠和铁之间再加金属镁与水的反应，并且将教学主线确定为通过3种金属与水反应分别由“常温——一沸水——水蒸气”的差异去揭示金属活动性即金属失电子能力的差异。在教学过程中着力落实培养学生的实验观察能力、对比实验能力、控制反应条件等实验能力，从而提升学生对实验方法的理性认识。

　　本节课设计了3个教学板块，他们的教学侧重点详见表5。

　　1.5教学流程（见下页图1）

　　2 “金属与水反应规律的探究”教学反思

　　这节课在准备的过程中，设计原则就是想扎扎实实地挖掘课标和教材中知识的内在规律和价值，充分体悟学生的思维特点和水平，把每一个问题都设问在学生的最近发展区内，尽量让课堂成为由学生生成的课堂。

　　2.1对观察能力培养的思考

　　对于学生的科学探究能力，教师往往更关注提出问题和解决问题能力的培养，而往往忽视观察能力的培养，但我们知道其实很多的科学发现都源于细心而敏锐地观察，也正是因为全面而细致地观察才能有提出问题的可能。例如，本节课中学生对钠与水的反应现象首先关注到了游、响、红，而后注意到熔和浮，尤其是浮，学生往往眼睛看得到，但却不易被他们的头脑所感知；另外对于镁带在常温下与水反应时镁带表面产生了一层细密的小气泡，学生也往往注意不到而得出“镁带在常温下不与水反应”这一错误结论。这些说明高一学生的观察能力还比较有限，他们往往被那些有声音、有颜色、有运动的实验现象所吸引，而不易观察到那些较为安静、较为内隐的实验现象。注意到学生这个思维特点以后笔者在钠与水反应的实验中有意培养学生的观察能力，而就在本节课镁与水反应现象的观察中学生就能细心地观察到镁带与水反应刚开始镁带沉在底部而后由于气泡的产生而飘了起来，但这并不能说明镁带的密度比水小。

　　课堂实录节选：钠与水反应现象的观察与讨论

　　【前期活动】滴水点灯实验，学生推测出钠与水反应放出大量的热。

　　【教师过渡】除了这个现象以外，钠与水的反应还会出现哪些现象呢？接下来，我们就按照实验报告单中探究活动1的内容来完成实验。

　　探究活动1：对钠与水反应现象的观察与分析

　　步骤：（1）从实验盒中取出已放好少量水的烧杯；向里滴加2滴酚酞溶液；

　　（2）用镊子取出绿豆大小的一小块钠，用滤纸对折吸干煤油，投入水中，盖上玻璃片；

　　（3）仔细观察实验现象，小组讨论汇总并作出解释。

　　【教师提问】哪位同学能代表你们小组汇报一下刚才你们所观察到的实验现象？

　　【学生回答&教师引导】

　　现象1：钠熔化成小球——反应放热（教师引导：还能说明什么呢？学生：钠的熔点低）。

　　现象2：四处游动——反应剧烈，有气体产生。

　　现象3：发出嘶嘶的响声——反应剧烈（教师引导：为什么有声音呢？学生：产生气体所带来的摩擦；教师肯定后又作补充：也存在局部水的沸腾所发出的声音）。

　　现象4：冒白烟（师：是“烟”吗？学生：是白雾——有气体产生。师：“白色”的气体？学生顿悟：是水蒸气）。

　　现象5：溶液变成红色——有碱产生。

　　【教师启发】还有一个非常明显但却不易被观察到的现象，看哪个小组注意到了。

　　【学生补答】钠浮在水面上。

　　【教师小结】好，我们可以把这些现象归纳为浮、游、熔、响、红5个字。这些现象都在强烈地暗示我们钠能够和冷水发生剧烈的反应生成氢氧化钠（板书略）。

　　2.2对实验方法培养的思考

　　高一学生的思维还处于以感性认识为主的阶段，他们对实验方法的认识也仅限于去验证这种简单而感性的层次，而在实验方案的设计、实验方法的功能上往往缺少深入理性的思考。比如当他们猜测到钠与水反应的产物可能是氢气也可能是氧气时，他们往往首先想直接就去检验，那就先顺着他们的思路走，就去收集纯净的气体进行检验，这其中想有意培养他们的实验方案的设计能力。而在经过大番周折确证了氢气以后，笔者又反问是不是所有的化学未知物质都需要经过实验去检验？学生经过深入的氧化还原反应分析以后发现可以进行推理确证产物是氢气，甚至有些时候可以不用检验的。有了这种体验以后学生普遍认为实验的过程中一定要时时运用头脑，要有理性的分析，而不是盲从的进行实验。

　　2.3重视化学思想的培养

　　本节课在“铁与水的反应”实验中侧重用反应体系的观点来思考反应温度的问题。铁与水的反应在鲁科版和苏教版的教材中已经删去。这之前笔者也查阅了大量文献，并做了很多关于铁和水反应的实验，比如铁和湿润的硅藻土混合在一起，铁和湿润的粉笔灰在一起等等，都想试图让铁和水始终在一个体系中，这样当水蒸气一但产生就和铁发生反应，但都没有获得成功，因为水蒸气产生了，但铁还没有达到高温状态。这说明：体系温度与反应物的状态密切相关，并直接影响到反应是否能够发生。这种思考改变了我们以前习惯的想法：认为铁之所以和水蒸气发生反应，问题在于水蒸气具有较高的能量，但其实更重要的原因在于铁不能和液态水始终在一个体系中混合，否则温度总要受到水的沸点的制约，无法达到更高的温度。因此铁和液态水必须脱离，反应体系的温度才能提高。

　　2.4教学不足

　　（1）驾驭学生思维的能力还有待提高

　　本节课为笔者工作3年后所上的青年教师研究课，尽管想努力地发挥学生的积极性和创造性，但是面对学生的沉默，或者面对学生各种离奇古怪的想法，怎么能快速地作出反映，给出恰当、合适的引导，这可能是作为年轻教师最欠缺的地方。在今后的教学过程中，应该继续锻炼自己这种驾御学生思维的能力，从而构建学生思维生动而活跃的课堂！

　　（2）挖掘知识的规律和价值

　　就目前化学学科的发展而言，有太多的化学知识，为什么高中化学教材中要选用一些特定的知识？这些知识承载了怎样的学科价值？这是对课堂教学根本问题的追问，明确了这个问题就会对平时的课堂教学有更深刻的把握，在进行课堂教学设计时方向也就会更明确！作为年轻教师，更要扎扎实实地研究化学知识的连贯性，挖掘化学知识中所蕴涵的科学思想和方法，从而提高化学课堂教学的效益。