實驗印證 合作探究

馮興洲

〔關鍵詞〕 化學教學;合作實驗探究;運用

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463(2009) 11(B)—0056—02

“合作實驗探究法”是通過提出問題令學生產生異議,從而使其進入合作探索的情境之中進行學習的一種重要手段,它可以讓學生運用已有的知識和技能設計方案,再通過交流、討論、師生評價、尋求最佳實驗方案,最后合作進行實驗的過程去探索問題,從而解決問題,讓其在互動合作中獲取知識。這種方法還可以讓學生真正感受到自己是學習的主人,激發他們主動參與的熱情,變“要我學”為“我愿學”。

下面,我以“常見的堿”教學片段為例,談一談“合作實驗探究法”的具體運用過程。

通過第一課時的探究,學生已基本掌握了兩堿(氫氧化鈉、氫氧化鈣)的物理性質和化學性質,為下一步實施“合作實驗探究”做好了心理準備和基礎知識的鋪墊。此時,教師就可引導學生將內化的知識轉化為外化的實踐,引領他們進入能力拓展和創新階段了。

[提出問題]:CO2通入NaOH溶液中時無明顯現象,是否說明CO2和NaOH不反應?對于這種無明顯現象的反應能不能設計出簡單易行的實驗,使反應產生某些現象,從而直觀地證明兩者發生了反應呢?請同學們設計方案,并用實驗證明CO2和NaOH確實發生了反應。最后由各小組派出代表講解自己的設計方案,其他同學提出問題,分析討論,改進設計方案并進行實驗驗證。

方案一

生1:由于CO2與NaOH反應生成Na2CO3,因此,我向CO2與NaOH反應后的溶液中滴加稀HCl,如果有氣泡產生,則證明CO2與NaOH發生了反應。

師:大家同意他的說法嗎?

生:同意。

生(其他小組):我有一個問題。CO2也能與H2O反應生成H2CO3,同樣含有CO32-,你怎么知道這個氣泡是Na2CO3中的CO32-與酸反應放出的,還是H2CO3中的CO32-與酸反應放出的?怎么消除H2CO3的影響?

生1:先將反應后的溶液加熱,使H2CO3分解,再滴加稀HCl。

師:經過改進,這個實驗方案變得完整了,但設計的方案能否成功?下面我們用實驗說明。

學生進行實驗:實驗證明,有氣泡產生。

獲得結論:CO2與NaOH確實發生了反應。

方案二

生2:由于NaOH溶液是堿性的,生成的是鹽,應該是中性的,因此,我設計的方案是在NaOH溶液中滴入幾滴酚酞試劑,這時酚酞顯紅色,再通入CO2,如果CO2與NaOH反應,酚酞就會褪色。

師:這位同學采用指示劑的方法,大家有異議嗎?

生(其他小組):我認為不行,因為Na2CO3溶液顯堿性,同樣會使酚酞顯紅色。

師:兩位同學產生了分歧,到底誰對?我們也用實驗來檢驗。

學生進行實驗:酚酞沒有褪色,方案失敗。

師:雖然這位同學的方案沒有獲得成功,但他考慮到了指示劑,這也是思考的一個途經,有一些反應就可以用指示劑來檢驗。如酸堿的中和反應。

方案三

生3:CO2與NaOH的反應是氣體被吸收進溶液的反應,氣體減少了,會導致壓強減小,因此我設計的方案是:在集氣瓶中集滿CO2,迅速倒入NaOH溶液,用一個帶有U型管的橡皮塞塞緊,如果U型管中的液面發生變化,就證明CO2與NaOH發生了反應。

師:他的分析有沒有道理?大家認同嗎?

生:認同。

師:這位同學的物理學得很好,他從反應物和生成物的狀態變化入手,注意到反應引起了氣壓的變化。將化學和物理結合起來的想法很好,但能不能達到預想的效果呢?實驗是最好的證明。

學生進行實驗:實驗成功。

師:現象很明顯,這位同學同樣獲得了成功,而且創意新穎。

方案四

生4:我想到了我們曾經做過的一道題,用氣球來做實驗。在集氣瓶中收集一瓶CO2,迅速倒入NaOH溶液中,然后用一個帶有導管的塞子塞緊,導管的一端套上一個氣球,我預計能看到氣球鼓起。

師:這位同學很有心,聯想到我們曾做過的題,如果能成功,這將是一個很有趣的設計。

學生進行實驗:氣球鼓起,成功!

師:同學們的設計都成功地證明了CO2能與NaOH反應。

[反思評價]:以上設計都有異曲同工之妙,那么同學們主要是從哪些方面考慮的?

[小組討論、交流]:從兩個方面考慮:一方面是從檢驗產物的角度考慮的,另一方面則是從反應物狀態的變化引起氣壓的變化來考慮的。

[知識應用]:CO2分別通入澄清的石灰水和NaOH溶液中,我們觀察到前者變渾濁,后者無明顯現象。CO2和NaOH是否發生了化學反應?

小明同學設計了甲、乙兩個實驗裝置來驗證,如右圖所示,實驗現象為:甲瓶為軟塑料瓶變癟,乙瓶為“瓶吞雞蛋”。

小虎同學認為上述實驗是可行的,其共同原理是_________。

[課后反思]:“合作實驗探究法”的教學模式不僅可以幫助學生產生強烈的求知欲望,使其主動地去獲取知識,而且可以充分發掘學生的智力潛能,由此培養學生的合作意識、科學探索精神和實際操作能力,這完全符合初三學生的年齡特征和認知規律。同時,通過這種方法既讓學生學會了有關的知識,又培養了他們運用知識的能力、實踐能力和創造能力,還使他們學會了如何搜集和加工信息,并在吸收和消化知識的過程中逐漸養成良好的學習習慣。