| 标题 | 基于传感器技术的化学教学设计 |
| 范文 | 吴琳洁 【中图分类号】G623.21 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）19-0-01 钠与水的反应是人教版必修1第三章第一节的教学内容，作为碱金属元素的代表，钠的性质在教材和教学中的地位一直不变。而钠与水的反应作为验证金属钠性质的重要实验，是本节的重点，也是难点，重点的突出和难点的突破，就是通过钠与水的反应实验来实现的。为了符合教学的需要，钠与水反应的改进和完善实验层出不穷，基本围绕金属钠的用量、气体的检验、实验操作的安全性、实验效果的直观性、实验装置的简便性等方面，均缺乏有力的数据支撑。新课标提出核心素养，强调必须把培养学生的创新意识和探究能力作为核心素养，其中明确指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”因此我尝试围绕气体的检验、并借助于传感器技术对钠与水的实验教学设计做相应的改进。 一、教材分析 初中化学介绍的金属主要是钠、铝、铁，以物理性质为为主，化学性质只提到金属铁与氧气的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步掌握金属与盐、酸的反应规律。本节“金属的化学性质”是在初中介绍的金属材料的基础上，进一步加深和提高。其中活泼金属最具代表性的是钠，而钠与水的反应是钠的重要性质之一。通过钠与水的反应的学习，可以对上一章所学氧化还原反应和离子反应的知识加以巩固、应用，同时对后续其他金属化学性质的学习有指导意义。钠与水的反应，是通过实验来认识的，现象比较多，为了更好的观察实验，教材设计了观察提示，引导学生得出钠的密度、熔点、反应产物与热效应等相关结论，可以更好的培养学生的观察与分析能力。优化实验现象，对钠与水的反应实验进行改进，有利于提高学生科学创新能力，培养化学核心素养。 二、学情分析 学生已经掌握金属活动性顺序，结合金属钠原子结构的分析，能推断出金属钠的化学性质比较活泼。通过第一章化学实验基本方法的学习，已经具体基本的实验操作技能，通过对实验现象的观察与分析，可得出金属钠所具有的相关性质。同时通过观察本实验设计中存在的不足，思考相应的改进措施与方案，培养学生科学探究与创新能力。 三、教学目标 知识与技能：知道钠与水反应的实验现象，并能够通过现象分析出钠的相关性质，正确写出钠与水反应的化学方程式，认识金属钠的活泼性。 过程与方法：对实验中的现象的分析，了解一种推断产物的方法，提高学生的观察与分析能力。 情感态度与价值观：通过钠与水实验的创新设计，啟迪学生科学创新的思维，培养学生对于实验的兴趣，体会成功的喜悦。 四、教学过程 1.复习回顾 金属物理性质的通性：银白色、有金属光泽，良好的导电、导热、延展性;金属铁能够与氧气、非氧化性酸、盐反应 2.演示实验 实验仪器和试剂 三颈烧瓶、玻璃导管、分液漏斗、蒸发皿、磁力搅拌器、普通温度传感器、pH传感器、数据采集器、镊子、滤纸、玻璃片、小刀、大头针 金属钠、蒸馏水、肥皂水。 实验装置如图： 实验过程： ①向三颈烧瓶中放入磁子，加入适量蒸馏水。在橡胶塞内部穿插一根针，同时在针尖部位固定一块黄豆大小的金属钠，塞紧橡胶塞。 ②打开磁力搅拌器开关，点击工具栏上“开始”按钮进行采集，待数据稳定后，拔掉橡胶塞上的大头针，钠块进入水中，观察溶液中温度和pH值变化的情况。 ③当肥皂水中有气泡产生，用导管末端蘸取肥皂液，等气泡长大后，轻轻抖动玻璃导管，观察到气泡向上飞走。待蒸发皿中产生较多气泡时，用点燃的木条靠近气泡。 （3）实验现象 可以看到钠块浮在水面上，发出“嘶嘶”响声，熔成一个小球。加入钠块之后，也就是采集数据的第42S，溶液的pH开始明显增大，从7迅速上升到11;同时温度开始升高，从18.3℃一直上升到21.5℃。导管末端产生的气泡上浮，用燃着的木条靠近，气泡燃烧，听到“噗”的爆鸣声。 （4）现象讨论 讨论的问题如下： ①钠块浮在水面上，说明了什么问题？（钠的密度比水小） ②pH读数由小变大，说明了什么？（反应过程中有碱性物质生成） ③温度读数逐渐升高，说明了什么？（反应过程中放出热量） ④产生的气泡上浮，且能够燃烧，说明生成的是什么气体？（氢气） （5）分析原因 钠块与水反应时，浮在水面上，说明钠的密度比水小;熔成一个小球，同时测得溶液的温度升高，说明反应过程中放出热量;四处游动，通过点燃所产生气泡，说明反应过程中有气泡产生;pH不断升高，说明反应过程中有碱NaOH生成。 （6）实验结论 钠与水反应生成碱NaOH和氢气，同时放出热量。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ （7）学生分组实验 A.用镊子取黄豆大一块金属钠，吸干表面的煤油，投入CuSO4溶液，观察现象。 B.用镊子取一小块金属钠，吸干表面的煤油，投入盐酸溶液，观察现象。 （8）学生分析 问题1：钠浮在液面上，融成一个小球，四处游动，有蓝色沉淀产生，钠首先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应，生成难溶性的Cu（OH）2 问题2：现象同钠与水的反应类似，且反应更剧烈。钠与水反应置换出H2，实质是与水电离出来的H+反应，盐酸溶液中含有大量的H+，所以钠投入盐酸中，实质是与HCl电离出来的H+置换产生氢气。 （9）课堂小结 钠是一种活泼金属，跟水剧烈反应，生成碱和氢气，放出大量的热。 （10）课堂练习 ①写出钠与水反应的化学反应方程和离子方程。 ②钠与水反应时产生的各种现象如下：钠浮在水面上;钠沉在水底;钠融化成小球;小球迅速游动逐渐减小，最后消失;发出嘶嘶的声音;滴入酚酞后溶液显红色。 五、传感技术在课堂教学中应用 化学课程注重发展学生核心素养，是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要。将手持技术应用于化学教学，突破教学难点、促进学生理解，可以更好地发展学生的化学学科核心素养，在全球信息化的环境中给予学生未来发展必备的品格和关键能力[1]。 参考文献 [1]刘姝姮，金士宝.利用手持技术发展化学学科核心素养.吉林省教育学院学报，2019（1）. |
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