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研究物质性质的方法和程序教学设计
张丽
一．教材分析
本节知识是山东科技出版社《化学1（必修）》第一章第二节《研究物质性质的方法和程序》第一课时教学内容。学生在初中已研究了氧气、氢气、二氧化碳、酸，碱，盐等物质的性质，用到了观察、实验、等研究方法，但教材没有对研究物质性质的基本方法进行概括和整合。本节教材编写意图以金属钠的性质为主线，把研究物质性质的方法贯穿其中，使学生体验应该怎样更科学、更合理的运用这些方法研究物质的性质，为他们后面的学习做好准备。
金属钠的性质是必修化学课程标准中要求的重要的元素化合物知识，同时它又非常适合用于做学习研究物质性质的方法和程序的载体。教学时应注意“方法主线”和“知识主线”的融合，即以研究物质性质的方法和程序为主线，以金属钠的性质为认识、研究方法的案例，使其成为本节教材的暗线。
二、学情分析
在研究物质性质的方法的教学中，主要是通过对金属钠性质的实验探究，引导学生分析、归纳得出研究物质性质的基本方法。由于高一学生他们往往来自不同的初级中学，存在一定的学习差异，无论知识水平和实验能力都比较有限，探究能力还很欠缺。因此一开始的探究活动不能超出学生的能力范围，必须在教师的指导下进行探究，使学生对实验探究有初步的认识和体验，同时学生的分析、对比、归纳等能力还有待于培养和提高。
三、教学目标
1.知识与技能目标：
使学生了解金属钠的物理性质及主要的化学性质（钠跟水、氧气的反应），认识钠是一种很活泼的金属；进一步熟练药品的取用，加热等基础实验操作。
2.过程与方法目标：
⑴通过引导学生观察、分析实验现象，让他们体会怎样科学、合理地运用观察方法。⑵通过对钠跟氧气的反应的实验探究，让学生体会实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
⑶在归纳金属钠的性质过程中，让学生体验分类、比较等研究方法在学习和研究物质性质过程中的应用。
3.情感态度与价值观目的：
通过对金属钠性质的科学探究，激发学生学习化学的兴趣，让他们乐于探究物质变化的奥秘。
四、重点和难点
1．知识与技能上的重难点：研究物质性质的基本方法，钠的物理性质和主要化学性质 2．过程与方法上的重难点：实验探究能力的培养，分析、对比、归纳能力的提高
五、设计思想
采用探究式学习方式：
提出问题 →
进行实验 → 收集证据 → 解释与结论 → 反思与评价
六、教学方法的选择： 实验法，问题探究法，讲解法
七、课程安排： 1课时
八、教学准备：
实验仪器药品的准备：金属钠、水、硫酸铜溶液、氯化铁溶液、过氧化钠、脱脂棉、酚酞试液、镊子、石棉网、培养皿、小刀、滤纸、酒精灯、铁架台等。
教学环境准备：将四个同学分为一组，共用一套实验仪器药品，以便小组开展讨论和实验探究。
九、教学过程设计 [复习提问] 通过上节课的学习，请问什么是化学？ [学生回答] 化学就是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。[实验引课] 回答的很好。认识物质的性质是化学研究的一项重要任务，只有认识物质的性质，才能更好地利用物质。下面就给大家表演一个根据物质性质设计的小魔术。
实验过程：取一个带有铁圈的铁架台，将石棉网放在铁圈上，取一些脱脂棉放在铁圈上，在脱脂棉上放半勺过氧化钠粉末，用镊子将脱脂棉卷好，用细玻璃导管向脱脂棉缓缓吹气，脱脂棉燃烧了。
[教师讲解] 这个反应之所以发生，是因为过氧化钠和二氧化碳反应放出氧气和大量的热，过氧化钠的这个性质可以应用在呼吸面具中提供氧气。人们还根据溴化银的性质制成感光胶卷。这都是对物质性质的应用。我们想要科学的研究物质的性质，就必须采用科学的研究物质的方法和程序。这就是今天要学的知识---—研究物质的基本方法和程序。[板书] 第二节《研究物质性质的方法和程序》
一、研究物质性质的基本方法 提出问题：
1.在初中化学学习中认识了哪些物质呢？ ［学生交流］
我们在初中化学学习中认识的物质有：氢气、氧气、二氧化碳、硫酸、盐酸、氢氧化钠、铁、硫酸铜、氯化钡等。
2.现在让我们以大家熟悉的硫酸、氢氧化钠为例，分小组讨论，说说它具有哪些物理性质和化学性质 ?我们通过什么方法来研究他们的物理性质和化学性质的？ ［小组讨论］ ［成果展示］
学生甲：硫酸是无色、粘稠、油状液体，不易挥发，易溶于水，密度比水大，运用观察法研究硫酸的物理性质；稀硫酸能与指示剂作用，能与活泼金属、金属氧化物、碱、盐反应，我们运用观察法和实验法研究硫酸的化学性质。并在此基础上，通过学习几种酸而总结出酸的通性，这用到了分类法。
学生乙：氢氧化钠是一种白色固体，极易溶于水，易潮解，我们运用观察法研究它的物理性质；氢氧化钠能与指示剂作用，与非金属氧化物、酸、盐反应，运用观察法和实验法研究它的化学性质；通过学习几种碱而总结出碱的通性，这用到了分类法。将酸的通性与碱的通性对比，用了比较法。（以小组为单位进行交流，学生回答不全面的，老师再进行补充。）[阅读理解] 1．通过指导学生阅读课本，你认为研究物质性质的基本方法有哪些？
2．什么叫观察法？观察法包括哪些步骤？观察法要注意哪些问题？ [讲解分析] 中学阶段重点学习研究物质性质的方法主要有：观察法、实验法、分类法、比较法等。观：即“看”，这里的看指广义上的“看”，有两层含义，一是借助人体的感观，如眼睛看，鼻子闻，耳朵听等；二是借助仪器，如水温升高1℃，人体是很难感觉出来的，但用温度计很容易测定出来，再如测定甲烷分子中含几个氢原子，借助质谱仪等。察：即“想”或“思考”，或者说对你所看到的各种信息进行处理，如课本第9页观察记录表中的现象栏属“观”，分析栏属“察”。[板书]
一、研究物质性质的基本方法
1．观察法、实验法、分类法、比较法
2．观察法的四个步骤：明确观察目的→在实验中用感官或仪器观察→记录观察结果→分析、思考和综合。
［过渡］今天我们来用这些方法来认识和研究一种新物质——金属钠，就让我们在认识新的物质的过程中来学习研究物质性质的基本方法。实验探究：
1.展.示保存钠的试剂瓶，用镊子取一块金属钠，用滤纸吸干煤油观察颜色，用刀切开，再观察颜色。
2．将切开的金属钠加入盛有水（滴有酚酞）的烧杯中，观察钠与水反应的现象。[提问］
1.金属钠有什么性质？
2．钠与水反应有哪些重要的现象？
3．在研究钠性质时，你用了哪些研究方法。
[交流研讨] 根据钠与水探究实验现象和学生记录观察结果，进行分析交流： 1．金属钠的状态—固态
2．金属钠的颜色—银白色、有金属光泽，放置在空气中，切面颜色会变暗。3．金属钠的密度的相对大小—ρ钠>ρ煤油；ρ水>ρ钠 4．金属钠硬度的相对大小—硬度小，可用小刀切割 5．钠与水反应现象：浮、熔、游、响、红 [问题讨论] 1．钠与水反应的现象（浮、熔、游、响、红）说明钠具有哪些重要性质？
（钠的密度比水的小，反应放出热量，钠的熔点低，反应剧烈，生成气体，收集此气体2．钠与水反应的化学方程式如何书写？ 检验为氢气，生成氢氧化钠呈碱性使酚酞变红）。
2Na＋2H2O ====2NaOH + H2↑（置换反应）
3．金属钠用刀切开为什么断口会由银白色变暗？（钠与空气中氧气反应生成氧化钠）
4．在研究金属钠的性质过程中，你运用了哪些研究方法？（主要运用了观察法、实验法）
[实验探究]
将钠用刀切开露置在空气中、将钠放在石棉网上点燃，现象有何不同？ [思考讨论] 1．实验中你观察到哪些现象？说明钠有什么性质？
（钠放置在空气中，迅速被氧化，生成氧化钠而失去金属光泽，金属钠在空气中燃烧生成淡黄色固体过氧化钠，发出黄色火焰）。
2．结合我们刚才做的吹火实验，如果金属钠着火了如何灭火？
（金属钠燃烧的产物过氧化钠能与二氧化碳、水反应，应撒沙土扑灭）3.金属钠通常应该怎么保存？
（应该隔绝空气和水，通常保存在煤油和石蜡中）。4.这组实验对你有什么启示？运用了哪些研究方法？（反应条件不同，生成的产物不同，反应的原理也不相同，实验时要注意控制反应条件。运用实验法、观察法和比较法）
[板书]
二、金属钠的性质： 1．物理性质
（1）银白色有金属光泽的固体；（2）硬度小；
（3）密度小，0.97g·cm-3,ρ水> ρ钠>ρ煤油；（4）熔点低,97.81℃。2．化学性质
（1）与水反应 2Na＋2H2O ====2NaOH + H2↑（2）与氧气反应：
常温下： 4Na＋O2 ==== 2Na2O（白色固体）
加热时：2Na＋O2 ==== 2Na2O2（淡黄色固体）
【拓展延伸】
1.我们知道，铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来，那么钠与硫酸铜反应有什么现象呢？ 【实验预测】甲：因为钠先和水反应，应该看到蓝色沉淀。
乙：因为钠比铜活泼，应该看到红色的金属析出。【实验探究】金属钠和硫酸铜反应。
【记录现象】钠和硫酸铜溶液反应剧烈，放出气体并且生成蓝色的氢氧化铜沉淀。【得到结论】钠和盐溶液反应时，钠先和水反应，产生的氢氧化钠再和盐反应。【交流研讨】
1．通过比较钠与铁在性质上异同点，归纳金属可能具有哪些共性？运用了哪些研究物质性质的方法？
金属可能具有的物理性质： ①有金属光泽、不透明的固体； ②电和热的良导体； ③有延展性。
金属可能具有的化学性质： ①常温或加热条件下与氧气反应；
② 与酸反应置换出酸中的氢（比氢活泼）；
［迁移应用］
金属钠有哪些重要的用途？（高压钠灯用做路灯、冶炼钛、锆等金属、钠钾合金用做原子反应堆的导热剂）
[课后作业] 1．预习研究物质性质的程序 2．课时训练P5的练习题。
七、教学小结与反思
１．兴趣是最好的老师，这是学生进入高一学习化学的第二节课，如何充分调动学生学习的积极性，激发学习兴趣，同时指导学生学习化学的方法是本节课的主要目标。
2．对于高一学生，如何促使学生主动的学习，逐步学会探究。教师首先要了解教材编写意图，对课本中“探究活动”实验和“观察思考”实验的设置有充分的认识和理解，通过组织学生参与“交流·研讨”、“概括·整合”等活动，使学生的学习能力得到培养和提高。
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