不曾預約的精彩

陳強

一、背景

新課程要求將培養學生的科學素養作為化學課程的主旨和根本目標，而科學探究是學生獲得科學素養的最佳途徑。培養學生的科學素養，化學實驗無疑是最好的載體，而探究性學習是實現這一目標的重要途徑。在科學探究活動中，有時會出現不同于一般情況、不符合預測的“偶發事件”。傳統教學中，老師們常常認為它是影響教學目標順利達成的干擾和差錯。事實上，“偶發事件”正是探究活動本質的一種體現。教師應積極面對，并且和學生一起探究，就能將“偶發事件”轉化為“動態生成資源”，成為教學的生長點；而且“偶發事件”的解決能提升教師的專業素養和人格魅力，贏得學生的尊重。“偶發事件”也能為學生提供挑戰和探究的空間，為學生提供質疑、求證的機會和平臺。巧妙地利用“偶發事件”能激起學生內心更為強烈的學習興趣、學習熱情和探究欲。

二、問題的產生

在進行鈉及其化合物的復習時，我說：“我們已經知道金屬鈉與水反應的實質是鈉與氫離子的反應，氫離子濃度越大，反應越劇烈。”由于覺得這個結論易通過實驗證明，就決定在課堂上設計實驗并進行演示（課前并未預做實驗）。

我采取對照實驗的方法，取兩支試管，各加入1 mol·L-1和8 mol·L-1的鹽酸3 mL，同時往兩試管中加入相同米粒大小的鈉。但是，很意外，鈉與1 mol·L-1的鹽酸反應更劇烈、更快，鈉粒四處游動，很快熔化為光亮的小球，并且率先劇烈燃燒，產生黃色的火焰，最終消失；鈉與8 mol·L-1的鹽酸反應時，反應劇烈，但鈉粒消失的明顯慢一些，另外，試管上方還出現了較多白霧。教室里立即炸開了鍋，同學們七嘴八舌在討論這反常的現象。

這可怎么辦呢？是為完成教學任務，避免節外生枝，不去理會學生的聲音呢，還是尊重學生的質疑，讓他們說說自己的想法，并探究原因。最后，我選擇了延時處理方法：“這個實驗有考慮不周全的地方，我們課后對這個實驗進一步研究和探討”。

三、問題的解決

課后，我讓化學課代表召集對實驗過程有質疑的同學一起對課堂實驗進行深入研究，他們的積極性都很高。

我帶領他們來到實驗室。“我們一起來探究實驗中的干擾因素，大家來說說自己的想法。”

學生A：盛1 mol·L-1和8 mol·L-1的鹽酸的試劑瓶的標簽貼錯了。

教師：實踐是檢驗真理的唯一標準，我們通過實驗來驗證。

實驗1：各取3 mL待測鹽酸，均滴加紫色石蕊試液3滴；現象：兩種溶液均變紅，且取自標簽顯示為8 mol·L-1的試劑瓶的鹽酸更紅。結論：標簽沒貼錯。

學生B：鈉粒大小不同。

學生C：放入1 mol·L-1的鹽酸中的鈉已被大部分氧化。

實驗2：取大塊的鈉，用濾紙吸干表面的煤油，用刀片除去表面的氧化物，將光亮的金屬鈉切成小長方體，然后對半切開，同時放入分別盛有3 mL 1 mol·L-1鹽酸和3 mL 8 mol·L-1的鹽酸的試管中；現象：與課堂演示實驗情況一樣。

學生D：鈉與鹽酸的反應是放熱反應，鹽酸易揮發，越濃越易揮發，由于鹽酸的揮發，氫離子濃度反而變小了。

教師：如何證明呢？

學生E：選擇硫酸與鈉反應，因為硫酸是難揮發的酸。

實驗3：學生選擇了0.5 mol·L-1和3 mol·L-1的硫酸與鈉反應（考慮到濃硫酸具有強氧化性，選擇的硫酸都是相對稀的硫酸），現象：0.5 mol·L-1硫酸與鈉反應更劇烈。結論：Na與H+的反應，H+ 濃度越大，反應越劇烈，學生D的猜測是對的。

學生F：能不能通過鈉與硝酸的反應進一步證明D的猜測是正確的，因為硝酸也是揮發性酸。

教師：考慮得很周全，可以試一下。

實驗4：用鈉分別與3 mL 1 mol·L-1和3 mL 8 mol·L-1的硝酸反應；現象：盛有3 mL 1 mol·L-1的硝酸中，小鈉塊四處游動，很快熔化為光亮的小球，并且劇烈燃燒，產生黃色的火焰，試管上方出現淡紅色氣體，盛有3 mL 8 mol·L-1的硝酸中，小鈉塊四處游動，很快熔化為光亮的小球，率先劇烈燃燒，放出耀眼的黃色的火光并發生爆炸，鈉塊先消失，試管上方出現紅棕色氣體。

師生：怎么一回事？（實驗室一片寂靜，大家都陷入沉思。）

學生G：老師，這現象是正常的，因為硝酸與鹽酸不一樣，硝酸受熱或光照時會分解，產生的氧氣也能與鈉反應，硝酸越濃越易分解，使反應更劇烈。

學生們終于釋然，臉上露出了滿意的笑容，這一系列的探討極大地激發了學生的學習的興趣。第二天課堂上，他們和全班同學一起分享了對這個演示實驗的改進和結果。

四、反思與啟示

金屬鈉與水反應的實質是鈉與氫離子的反應，氫離子濃度越大，反應越劇烈。對于這個結論，我們早就習以為常了，但事實比我們想象的要復雜。

學生在探究“鈉與酸反應”的過程中，經歷了問題的提出、猜想和假設、方案的制訂、證據的收集分析、形成結論、評價反思、完善結論的探究全過程。探究的各環節中蘊含著假設、實驗、推理、歸納、控制變量等具體的科學探究方法，在不斷地探究體驗中學生將科學的方法逐漸內化為自己的思維方式和行為方式，從而提升學生科學探究的能力。

在整個探究過程中，學生們積極討論、主動參與、樂于探究、勤于思考，不僅提高了動手能力，而且強化了質疑意識，提升了質疑能力，學會了用所學知識去解決問題，體會到了學習成功的快樂，這是他們最大的收獲。在整個過程中我只起引導和組織的作用。

“鈉與酸的探究實驗”使我深刻地認識到化學仍然是一門實驗性科學。化學是研究物質“變化”的學科，“變化”是它的本質，這種變化有時可用邏輯推理得到，有時又存在特例、反例，化學實驗中尤其要強調實證精神。鑒于物質的獨特個性和實驗時所處的環境，化學實驗所得的結論都有不同程度的不確定性，而這種認識應視為科學素養的最重要的內涵。

在教學中教師應充分利用意外的發生形成的生成性資源，結合實驗手段引導學生積極探究，讓學生在教學中體驗到成長的幸福，感受化學的精彩。

參考文獻：

[1]曾國瓊.如何通過化學實驗培養學生的實驗探究能力[J].中學化學教學參考，2010（10）：3-7.

[2]林森.從教學中對一次“意外”的處理說起[J].化學教學，2012（5）：28-29.

（作者單位 浙江省永嘉縣上塘中學）