馬文敏
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗不僅可以激發學生學習的興趣,極大地調動學生的積極性,幫助學生形成化學概念,獲取化學知識和實驗技能,增強實驗能力、觀察能力、科學探究能力和思維能力,而且有利于培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和良好的合作意識。
當學生對實驗探究有了一定的了解,同時又積累了一定的知識的情況時,學生對實驗探究開始有較大的興趣,這時的他們善于動腦敢于動手。教師以逐步把實驗的主動權交給學生,引導學生從實驗中發現問題,設計新實驗,解決新問題。
在學習探究鋁的性質時,考慮到學生已經具有一定的能力來自行探究鋁的化學性質,于是筆者給出鋁片、稀鹽酸、濃硫酸、濃硝酸、NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液等,讓學生2人一組利用這些藥品對鋁的化學性質自己進行探究。然后筆者請一些小組的代表匯報實驗結果。有的小組看到鋁的表面很快就有氣泡產生,而有的小組卻很難發現有氣泡。筆者請這些組分別匯報他們的實驗方法。原來產生氣泡快的小組課前預習并查閱過有關鋁的資料,知道鋁耐腐蝕的原因是表面形成致密的氧化膜,因此他們用砂皮除去了鋁表面的氧化膜。抓住這種情況,筆者及時表揚了除氧化膜的學生,讓他們享受到成功的喜悅,增加探究的熱情,也更加深對鋁及氧化物性質的理解。同時,筆者給“失敗”的小組重新實驗的機會,也使另一些學生吸取教訓,記憶深刻。筆者與學生還總結除鋁片上的氧化膜的3種常用方法:砂皮打、酸液浸泡、強堿液浸泡。
在學習Al(OH)3的性質時,筆者首先讓學生討論實驗室用什么方法可以制得少量Al(OH)3。學生根據氧化鋁的化學性質否定氧化鋁與水的反應,又從Al(OH)3的組成出發,一致認為可以用可溶性鋁鹽和強堿反應來制。只有個別學生提出還可用氨水代替強堿,經過理論分析,大家一致同意這一方案。經過探究發現,用氯化鋁溶液與氨水都制得氫氧化鋁。但用氫氧化鈉溶液時卻有不少學生沒有達到預期的目標。筆者分別讓失敗的和成功的小組講述各自實驗的操作方法,原來向氫氧化鈉溶液中滴加少量氯化鋁溶液的都不成功。向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液的有沉淀了,但氫氧化鈉溶液多加的組后來發現沉淀減少甚至又不見了。于是筆者讓學生向氯化鋁溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液,確實有白色沉淀生成,說明兩者反應生成氫氧化鋁。隨著氫氧化鈉溶液的不斷加入,沉淀量逐漸增加,但繼續滴加氫氧化鈉溶液,白色沉淀又開始減少,直至完全消失。用氨水與氯化鋁溶液反應得到的白色沉淀卻并沒有因氨水過量而溶解,然而改滴氫氧化鈉溶液后,白色沉淀又立即開始溶解并消失。通過實驗探究和推理,學生得出3個結論:1)用氯化鋁溶液與氨水或氫氧化鈉溶液可以制得氫氧化鋁,但氫氧化鈉溶液不能過量;2)氫氧化鋁最好用可溶性鋁鹽與氨水反應來制;3)氫氧化鋁可溶于強堿而不溶于氨水。
在這次的探究中,學生不僅了解了制氫氧化鋁的原理和常用方法,同時也從中掌握了氫氧化鋁可與強堿反應這個重要性質。接著,師生又一起探究實驗中的另一個問題。向少量氫氧化鈉溶液中逐滴滴加氯化鋁溶液,學生仔細觀察后發現開始有沉淀但振蕩后馬上消失。隨著氯化鋁溶液的不斷加入,后來發現白色沉淀竟然又奇跡般產生,而且量越來越多,直至最后幾乎不變。這是怎么回事?學生熱烈地討論:開始氯化鋁與氫氧化鈉反應生成氫氧化鋁沉淀,但由于氫氧化鈉過量,所以生成的氫氧化鋁又立即與過量的氫氧化鈉反應而生成可溶性偏鋁酸鈉,于是就出現開始那一幕;但隨著氯化鋁不斷加入再次出現白色沉淀,說明鋁離子與偏鋁酸根之間能反應生成氫氧化鋁沉淀。
再向前面得到的偏鋁酸鈉溶液中通二氧化碳,發現也產生白色沉淀,說明也生成氫氧化鋁。如向偏鋁酸鈉溶液中逐滴滴加鹽酸,則先有白色沉淀出現,最后又逐漸消失。在學生興趣濃厚之時,筆者引導和啟發學生寫出有關反應的離子方程式并及時經過歸納總結得出制備氫氧化鋁的3種有效途徑:1)Al3+→Al(OH)3↓;2)AlO2-→Al(OH)3↓;3)Al3+與AlO2-與水共同作用得到氫氧化鋁。結合所學知識,課后布置思考題:請設計實驗方案,以廢鋁、NaOH溶液、稀硫酸為原料制取氫氧化鋁,寫出相應的化學方程式,并與同學討論從中找出最理想的實驗方案。
筆者在教學實踐中體會到,教師在指導學生通過實驗實施探究性學習過程中,要把握好3點:1)讓學生從問題和學習任務出發設計實驗方案,明確探究的方向和思路;2)讓學生通過假設、觀察、質疑、推斷等多種思維形式展開探究學習活動,提出自己的解釋來尋求問題的解決,完成學習任務;3)讓學生在表達、交流、驗證中不斷修正自己的解釋,改進自己的學習。
在教學實踐過程中,通過實驗引導學生實施探究性學習,筆者深深體會到:給學生一個情景去體驗,給學生一個困惑去思考,給學生一個問題去解決,給學生一個機會去創造,給學生一個成功去享受,只有這樣,改革的理念才能在課堂上真正實現。
(作者單位:河北省遷安市第一中學)