由一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)所帶來的教學(xué)反思

摘要：本文對一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)所帶來的教學(xué)反思作了研究。

關(guān)鍵詞： 質(zhì)疑 探究 反思

在用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我讓學(xué)生自主探究，敢于質(zhì)疑，結(jié)果大大出乎我的意外。學(xué)生在探究過程中發(fā)揮出了前所未有的潛能，取得了意想不到的收獲。在此，我摘取其中片段，與同行共享。

1 生成的能被磁鐵吸引的黑色固體不一定是“鐵”

1.1學(xué)生質(zhì)疑，課堂氣氛尷尬。

課堂上，用磁鐵驗(yàn)證一氧化碳還原氧化鐵的黑色產(chǎn)物是鐵時(shí)，有學(xué)生問我：能被磁鐵吸引的除鐵外還有可能是四氧化三鐵呀。為了讓學(xué)生相信產(chǎn)物是鐵，我又補(bǔ)充做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，將反應(yīng)生成的黑色固體分別與稀鹽酸、硫酸銅溶液反應(yīng)，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果出乎意料，并沒有觀察到黑色固體表面有氣泡產(chǎn)生和紅色物質(zhì)析出。可見，反應(yīng)生成的黑色產(chǎn)物可能不都是鐵，意料之外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓我非常尷尬。此時(shí)學(xué)生的反應(yīng)強(qiáng)烈，我只好推托說產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因很復(fù)雜，下節(jié)課我們再做進(jìn)一步的探究。

1.2實(shí)驗(yàn)探究。

我首先組織學(xué)生查閱了相關(guān)資料，一氧化碳與氧化鐵在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為：Fe O +3CO=2Fe+3CO 。并利用實(shí)踐活動(dòng)課組織學(xué)生對一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了多次反復(fù)的探究，得出結(jié)論如下：通入一氧化碳后，如果加熱時(shí)間短，反應(yīng)不充分，則黑色產(chǎn)物中有大量的四氧化三鐵；加熱時(shí)間長，反應(yīng)充分，則黑色產(chǎn)物主要為鐵。反應(yīng)產(chǎn)物如在空氣中冷卻會(huì)被重新氧化成FeO、Fe O 、Fe O ，溫度高時(shí)重新氧化的最終產(chǎn)物為紅色氧化鐵。用氫氣代替一氧化碳做上述實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論也是相同的。

因此，我們做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，通入一氧化碳后加熱反應(yīng)時(shí)間要長，反應(yīng)要充分。反應(yīng)后的產(chǎn)物要在隔絕空氣的條件下冷卻到室溫。反應(yīng)不充分或產(chǎn)物隔絕空氣冷卻的時(shí)間短，沒有冷卻至室溫，最終得到的黑色固體可能主要為四氧化三鐵。

1.3教學(xué)反思——教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，勤于探究，提高駕馭課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中像我這樣的尷尬局面其實(shí)并不少見。首先是由于我們教師對實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏科學(xué)探究精神。受舊的教學(xué)理念的影響，我們教師對教材上的化學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣于就事論事，不善于研究，更談不上探索、挖掘、創(chuàng)新。認(rèn)為年年老一套，甚至把實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作全部交給實(shí)驗(yàn)員來完成，一旦遇到新問題，就有可能招架不住。其次，教師自身的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)。在學(xué)生時(shí)代由于當(dāng)時(shí)條件等多方面因素的限制，很少有機(jī)會(huì)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一些探究活動(dòng)，走上工作崗位后，又難得進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，其結(jié)果是自己的實(shí)驗(yàn)技能沒有一點(diǎn)提高。再次，教師缺少實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)間。受學(xué)校師資力量及升學(xué)等方面因素的影響，教師的教學(xué)任務(wù)繁重，每天忙于備課、批改作業(yè)，很難抽出一定的時(shí)間來開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng)。

可見，我們教師必須加強(qiáng)學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變觀念，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)，平時(shí)擠出一定的時(shí)間走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室開展教學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，努力提高自身科學(xué)探究的技能。積極做好實(shí)驗(yàn)課的準(zhǔn)備工作，對教材上的實(shí)驗(yàn)作深入細(xì)致的研究，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。同時(shí)化學(xué)教師之間要經(jīng)常聯(lián)系、溝通和交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享。這樣才可能減少或避免課堂上的尷尬局面，駕馭課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2 反應(yīng)停止加熱后，可以不繼續(xù)通一氧化碳進(jìn)行冷卻

2.1學(xué)生的一個(gè)大膽的設(shè)想。

一氧化碳還原氧化鐵，反應(yīng)停止加熱后繼續(xù)通一氧化碳直至生成的鐵冷卻到室溫，其目的是防止生成的灼熱的鐵在撤離導(dǎo)管時(shí)與空氣中的氧氣接觸而重新被氧化，當(dāng)我在課堂上作上述分析時(shí)，有一位學(xué)生舉手提出了這樣的設(shè)想：一氧化碳還原氧化鐵后停止加熱時(shí)，我們可以用彈簧夾分別夾住反應(yīng)玻璃管兩端的橡皮管，阻止玻璃管兩端的空氣進(jìn)入，從而達(dá)到隔絕空氣冷卻的目的，這樣也就無需繼續(xù)通一氧化碳了。

2.2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。

學(xué)生提出的這個(gè)設(shè)想確實(shí)有道理，為此，我組織學(xué)生對此開展了一系列的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明學(xué)生的這種設(shè)想切實(shí)可行。用該方法完全可以起到隔絕空氣冷卻，防止生成的鐵重新被氧化的目的。學(xué)生們還用氫氣代替一氧化碳，氧化銅代替氧化鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)試管中的氧化銅通入氫氣后加熱至充分反應(yīng)時(shí)，將通氫氣的導(dǎo)管從試管中緩緩取出，立即用橡皮塞塞緊試管口，然后停止加熱讓試管進(jìn)行自然冷卻，冷卻后反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)顏色無明顯變化。

2.3教學(xué)反思——實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，留給學(xué)生的時(shí)間和空間應(yīng)多些，讓學(xué)生在質(zhì)疑和探究中發(fā)揮潛能，提升能力。

為了確保課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，防止節(jié)外生枝浪費(fèi)教學(xué)時(shí)間，我們往往會(huì)一味地讓學(xué)生的思維按照自己預(yù)先設(shè)計(jì)好的方向去展開，把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程公式化、教條化，而且“輕過程、重結(jié)論”，留給學(xué)生的時(shí)間和空間很少，忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們應(yīng)多為學(xué)生創(chuàng)造些質(zhì)疑提問的機(jī)會(huì)，多留給學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和提出問題的空間，并積極創(chuàng)造條件讓學(xué)生參與到問題分析和實(shí)驗(yàn)探究當(dāng)中，當(dāng)學(xué)生處于不斷探索的情景中，他們會(huì)積極思考，開拓創(chuàng)新，發(fā)揮出前所未有的潛能。

3 一氧化碳還原氧化鐵的條件是加熱，工業(yè)煉鐵的條件是高溫

3.1一個(gè)被忽視的質(zhì)疑。

課堂上有學(xué)生向我發(fā)出這樣的疑問：一氧化碳還原氧化鐵是在酒精燈加熱的條件下完成的，而為什么在寫煉鐵原理的化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí)反應(yīng)條件要寫成高溫？由于這個(gè)問題既非教學(xué)重點(diǎn)，又很難講清楚，以往我都是一帶而過。為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我覺得有必要探出結(jié)果。

3.2問題探究的途徑。

我布置學(xué)生們利用課余時(shí)間到圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上查詢：加熱、高溫、工業(yè)煉鐵原理等相關(guān)知識(shí)，把查詢的相關(guān)知識(shí)摘錄下來，交給化學(xué)課代表，由課代表和班委歸納小結(jié)，并在化學(xué)課上作出解答。

3.3探究結(jié)果。

加熱，作為化學(xué)反應(yīng)條件之一，一般來說，表示的溫度泛指酒精燈火焰的溫度，約在400℃到500℃。酒精噴燈或調(diào)節(jié)正常的煤氣燈的溫度可達(dá)700℃到1000℃，這就是通常所說的高溫。一氧化碳還原氧化鐵用酒精燈加熱至300℃以上就有四氧化三鐵生成，400℃以上就有鐵生成，可見該反應(yīng)在加熱的條件下就能完成。但由于在煉鐵過程中，鐵礦石中一些雜質(zhì)的熔點(diǎn)要達(dá)到1545℃以上，所以整個(gè)煉鐵的過程是在高溫下進(jìn)行的。課代表的小結(jié)簡練完整，贏得了大家熱烈的掌聲。

3.4教學(xué)反思——讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代信息工具拓寬知識(shí)面，提升其探究問題的能力

課堂教學(xué)中或平時(shí)學(xué)生課外的質(zhì)疑中的有些問題，可讓學(xué)生通過其他渠道獲取信息來解決。學(xué)生自身努力獲取知識(shí)印象深刻，易掌握，在探究問題的過程中，學(xué)生的能力也得到培養(yǎng)和提高。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”