杨晓洁1.2程 萍1

(1南京师范大学教师教育学院 江苏南京 ;2安徽蚌埠第九中学 安徽蚌埠 )

摘要:随着计算机技术和传感技术的发展，数字化实验已经成为化学课堂有力的教学助手。文章以乙醇与钠的反应为例，将定性实验与数字化定量探究实验结合，采用转化率处理数据，让学生在心理上形成学习化学独特的四重表征，并培养学生的证据意识和推理能力。

关键字:乙醇;钠;数字化;转化率;表征

随着课程改革的不断深入，转变教学理念，改变教学模式，培养学生的化学核心素养，适应现代化教学的需求是高中化学课堂教学一直关注的问题。化学是一门以实验为基础的学科，因此在高中化学课堂教学中，不仅要重视实验教学，更要重视实验的课堂教学。教学实验与技术的发展和进步是密切相关的，随着计算机技术和传感技术的发展，数字化手持技术已经成为化学课堂有力的教学助手。如何充分发挥数字化实验的技术优势，将其成为提高学生化学核心素养有利的工具，是一个值得深思与探讨的问题。本文主要阐述在课堂教学中从乙醇与钠反应的定性实验，乙醇的球棍模型引发疑问探究乙醇的真实结构，进而合理使用数字化手持技术“探究乙醇与钠反应的定量实验”，并采用转化率处理数据。

1.实验仪器和药品

依据任红艳等人[1](2010)所设计的“利用手持技术改进测定乙醇分子结构实验”，结合本校的实际情况，此次教学实验，所使用到的仪器和药品有铁架台(带铁圈)、石棉网、1 mL注射器、250 mL圆底烧瓶、酒精灯、无水乙醇(已蒸馏)、金属钠、气压传感器、采集器、电脑。

2.实验步骤

(1)在注射器中充入0.2mL无水乙醇，按图中所示组好装置，在洁净干燥的圆底烧瓶中加入约0.3g金属钠，塞上装有注射器和气压传感器的塞子。

(2)点击“开始”采集数据，通过注射器向250 mL圆底烧瓶中一次性注入0.2mL无水乙醇。

(3)当反应进行缓慢时(反应产生的蜡状乙醇钠会包裹在钠块表面，阻止反应的继续进行)，用酒精灯加热大约15s，以溶解包裹在钠块表面的乙醇钠，反应继续进行。

(4)待反应停止，烧瓶完全冷却以后，点击“停止”，结束数据的采集。

(5)重复实验若干次，取三次或四次曲线求氢气产生的气压平均值。

(6)已知乙醇的密度为ρ=0.7894 g/mL，用水测法测烧瓶的体积，通过理想气体状态方程式:PV=nRT(式中P是压力;V是体积;n是气体物质的量;T是热力学温度，它和摄氏温度t的关系为T=t+273，R=8.31J·mol-1·K-1)，计算得到反应产生氢气的物质的量，再求得乙醇与钠之间的物质的量之比，进而确定乙醇的结构。

1.教学内容分析

乙醇是鲁科版必修二第三章第三节的教学内容，在教材中对于这部分内容是这样呈现的:

【实验一】向试管里注入约2mL无水乙醇，再放入一小块金属钠，观察发生的现象，检验生成的气体。

乙醇能与金属钠反应生成乙醇钠并放出氢气。

可以看出，在鲁科版的教材中对于这部分内容描述是比较粗略的，相关知识点也是直接呈现的方式。但笔者认为乙醇是学生在学习有机化合物阶段所接触到的第一种含氧衍生物，在课堂中针对乙醇的结构进行深入的探究，将对学生学习有机化合物“结构决定性质”这一学科核心思想产生深刻的影响。

2.学情分析

高中阶段学生的思维主要表现为从形式逻辑思维逐步向辩证逻辑思维发展过渡，已经能够进行理论思维。随着理论思维的发展，高中生对化学实验中的各种现象的因果关系解释越来越感兴趣。高中阶段的化学实验，多以定性实验为主，定量实验不多，因此学生定量的观念和意识较为缺乏。而数字化实验突破了感性观察和只注重定性分析的局限性，直观地呈现化学实验数据的变化，从而帮助学生更深入地理解化学反应的本质和规律。本校配备了中学教学能使用到的各种传感器，在以前的化学课堂和课外活动的教学过程中，学生使用过二氧化碳传感器、pH传感器、电导率传感器等，因此学生对数字化实验并不陌生。学生的心理现状和学习经验为本节课的推进起了支撑作用。

文章来源：《化学教与学》 网址: http://www.hxjyxzz.cn/zonghexinwen/2020/1102/642.html

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