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化学生态课堂教学研究论文 　　 　　摘要：以“无机非金属材料的主角———硅”为例阐述了利用客观事实、化学实验等方式进行实证的化学生态课堂教学对硅酸钠溶液与盐酸或二氧化碳反应的实验进行了较为深入的研究在实践中取得了理想的教学效果 　　 　　关键词：硅；实验探究；生态课堂；证据推理 　　 　　生态化学教学追求的是民主的、人文的、自主的、体验的优质课堂［１］我校提出的化学生态课堂教学的基本环节是“自主先学→组内研学→交流促学→反馈评学”让学生站在学习的中心最终实现以提升学生化学核心素养、合作探究能力、综合思维能力为指向的智慧发展化学是一门以实验为基础的自然科学尊重客观事实用事实说话在化学生态课堂教学中既要充分利用学生的已有经验开展教学又要对有些经验尤其是有疑惑的内容进行实证可以采用客观事实、化学实验等方式进行下面以人教版《化学１（必修）》第四章第一节“无机非金属材料的主角———硅”［２］为例加以说明 　　 　　１实物展示创设问题情境 　　 　　１．１实物展示 　　 　　课前播放含硅元素实物美图的视频让学生直观感知硅元素的实用性学生在观看时快速融入课堂情境上课时学生积极展示课前精心准备好的含硅元素的实物介绍完后根据含硅元素的物质类别归类展示的实物主要有玻璃、陶瓷、水泥、混凝土、沙子、水晶饰品、玛瑙、光导纤维、硅胶、太阳能电池或芯片等还有学生带来了阳光罐、太阳能电池玩具并进行现场演示展示时学生的热情高涨非常兴奋他们用实物证明了硅元素的重要用途 　　 　　１．２创设问题 　　 　　刚才展示的实物中在自然界最为常见的是沙子沙子的主要成分是二氧化硅以二氧化硅为原料可以制得很多其他的产品比如要想制得硅胶需要先制得硅酸硅酸难溶于水那么如何以二氧化硅为基础原料来制取硅酸呢你能想到些方案学生分析后得出２种方案方案１：二氧化硅与水直接反应制取硅酸（理由是二氧化碳可以与水反应生成碳酸）；方案２：二氧化硅与氢氧化钠溶液反应制取硅酸钠再用硅酸钠与盐酸发生复分解反应生成硅酸教师引导学生分析如果方案１可行那么成本就很低就无需用方案２了那么方案１可行请结合事实进行分析学生在小组讨论中得出结论并给出反例进行实证：如果二氧化硅容易与水反应生成硅酸那么在自然界中就不应该存在大量二氧化硅沙滩上也不应该存在大量沙子而应该变为“硅酸滩”了 　　 　　２实验探究实证物质性质 　　 　　２．１探究Ｎａ２ＳｉＯ３溶液与盐酸反应 　　 　　从硅酸溶液变成胶体再凝成胶冻这些变化都建立在硅酸聚合的基础上而聚合反应的速度又与氢氧根离子浓度和硅酸浓度密切相关［３］为了寻求较佳的实验条件以满足课堂教学的需要［４］使实验现象尽可能快速、明显选用饱和Ｎａ２ＳｉＯ３溶液和６～７ｍｏｌ／Ｌ盐酸进行分组学生实验向小试管中加入１滴管饱和Ｎａ２ＳｉＯ３溶液逐滴滴入盐酸边滴边振荡可以观察到产生白色絮状沉淀当滴入约１０滴盐酸时观察到试管内的物质迅速凝成凝胶状固体说明Ｎａ２ＳｉＯ３溶液与盐酸确实能反应生成硅酸 　　 　　２．２探究Ｎａ２ＳｉＯ３溶液与ＣＯ２反应 　　 　　２．２．１提出问题通过初三化学的学习学生已经知道酸与盐发生复分解反应时生成新酸与新盐生成新酸的酸性一般弱于原来的酸即强酸制弱酸盐酸是强酸能与Ｎａ２ＳｉＯ３溶液反应那么弱酸能不能与Ｎａ２ＳｉＯ３溶液反应呢碳酸是一种常见的弱酸那么如果向Ｎａ２ＳｉＯ３溶液中通入ＣＯ２情况如何呢小明同学通过图１组合实验装置进行实验进而得出“ＣＯ２能与Ｎａ２ＳｉＯ３溶液反应生成硅酸”的结论老师却认为小明的实验结论不可靠请指出原因并加以改进２．２．２讨论交流学生经过讨论交流得出根本原因是通入Ｎａ２ＳｉＯ３溶液的气体中含有ＨＣｌ气体所以导致实验结论不可靠如何进行改进呢学生想到的办法：（１）中间增加ＮａＨＣＯ３溶液的洗气装置或优化制取二氧化碳的方法（２）联想到ＣＯ２与澄清石灰水反应的实验有学生提出可以将内壁涂有Ｎａ２ＳｉＯ３溶液的小烧杯罩在酒精灯火焰上观察是否变浑浊然而思维严谨的学生对这个方案产生质疑将烧杯罩在酒精灯火焰上时水被加热挥发Ｎａ２ＳｉＯ３固体析出也会出现浑浊现象所以应该等烧杯冷却后再加水观察产生的固体是否溶解２．２．３实验探究由于直接向饱和Ｎａ２ＳｉＯ３溶液中通入ＣＯ２气体需要通气约８分钟再静置一段时间才能观察到凝胶状固体时间过长不适合课堂演示为了使反应更快速、有趣用３５０ｍＬ软饮料瓶收集满２瓶ＣＯ２气体拧紧瓶盖备用课堂演示时邀请一名学生与教师同时进行实验探究比一比谁做得更快、更好让学生先操作拧开瓶盖向瓶内加入２滴管饱和Ｎａ２ＳｉＯ３溶液拧紧瓶盖迅速振荡饮料瓶可以观察到饮料瓶逐渐变瘪并能感知到瓶壁略变热说明该反应放热振荡１分钟左右将瓶子倒置在桌上约１分钟拧开瓶盖可以观察到瓶盖内的凝胶状固体（如图２所示）说明Ｎａ２ＳｉＯ３溶液能与ＣＯ２反应生