化學(xué)教學(xué)中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)“意外”現(xiàn)象及應(yīng)對(duì)

摘要：介紹由于試劑用量、操作順序、試劑濃度、實(shí)驗(yàn)誤用試劑等產(chǎn)生的意外現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的探究，有效提高了學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；意外；生成；應(yīng)對(duì)

文章編號(hào)：1005–6629（2013）11–0061–03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

新課程教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，但在內(nèi)容編排上具有彈性，給教師創(chuàng)造性使用教材留下了廣泛的空間。教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)的“意外”引導(dǎo)學(xué)生積極探索、思考，可以由“意外”生成精彩。

1 試劑用量生成的“意外”及應(yīng)對(duì)

化學(xué)反應(yīng)中試劑用量不同常常會(huì)引起產(chǎn)物的改變。量變引起質(zhì)變是化學(xué)反應(yīng)中普遍存在的現(xiàn)象，也是化學(xué)教學(xué)中的疑難點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式改變物質(zhì)的用量，巧妙地預(yù)設(shè)“意外”，可以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題[1]。

案例1 Fe2+離子的檢驗(yàn)

在Fe2+離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師常采用驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)操作，步驟為（1）取適量FeCl2溶液于試管中，向其中加入3～4滴的KSCN溶液，溶液未變血紅色；（2）向上述溶液中加入少量的新制氯水或雙氧水，溶液變血紅色。結(jié)論是：少量新制氯水或雙氧水將Fe2+氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+與SCN-結(jié)合使溶液變成血紅色，反應(yīng)離子方程式為：Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3。筆者在教學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)，各實(shí)驗(yàn)小組在滴加氧化劑時(shí)試劑用量控制有較大的差異，有的小組滴加3～4滴雙氧水，溶液變紅后馬上停止滴加雙氧水，學(xué)生臉上洋溢著成功的喜悅；有的小組滴加雙氧水至溶液出現(xiàn)紅色后繼續(xù)滴加，加至溶液紅色變淡時(shí)擔(dān)心反應(yīng)不充分又進(jìn)行了振蕩，導(dǎo)致紅色完全褪去，最后只能兩眼注視著溶液，顯出一臉的無(wú)奈；有的小組直接取過(guò)量雙氧水于試管中，然后將雙氧水直接倒入預(yù)先配好的含KSCN的FeCl溶液混合，溶液出現(xiàn)紅色又迅速褪去。這些操作方法及操作所產(chǎn)生的“異常”現(xiàn)象打亂了學(xué)生的正常的思維秩序，激活了課堂的氛圍，強(qiáng)烈的好奇感驅(qū)使著學(xué)生進(jìn)行積極的思考，紛紛發(fā)表自己的看法與觀(guān)點(diǎn)，而這卻正是筆者所希望看到的。通過(guò)討論，學(xué)生最后形成兩種假設(shè)：假設(shè)一，可能是過(guò)量的雙氧水將Fe3+氧化成更高的價(jià)態(tài)；假設(shè)二，可能是過(guò)量的雙氧水將SCN-氧化。在這兩種假設(shè)的基礎(chǔ)上，學(xué)生又進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)……教學(xué)在學(xué)生的合作、交流、探究中繼續(xù)進(jìn)行，學(xué)生體驗(yàn)了從量變到質(zhì)變的現(xiàn)象，增強(qiáng)了科學(xué)探究的能力。

2 操作順序生成的“意外”及應(yīng)對(duì)

在實(shí)驗(yàn)時(shí)試劑的操作順序改變也會(huì)引起現(xiàn)象乃至結(jié)果的改變。

案例2 碳酸鈉與鹽酸的實(shí)驗(yàn)探究

進(jìn)行碳酸鈉與鹽酸的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，筆者先定好學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器與藥品，安排學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作主要有以下幾種情況：（1）各取少量的碳酸鈉溶液與鹽酸放入兩支試管中，然后將兩溶液迅速混合，溶液中有氣體生成；（2）取少量碳酸鈉溶液于試管中，然后向碳酸鈉溶液中逐滴加入鹽酸，溶液中開(kāi)始時(shí)無(wú)氣體生成，后來(lái)慢慢有氣體生成；（3）取少量的鹽酸于試管中，然后向試管中逐滴加入碳酸鈉溶液，溶液中馬上就有大量的氣體生成。由于采用了不同的操作順序，三種操作出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是不同的。學(xué)生似乎對(duì)此感到丈二和尚摸不著頭腦，思維上出現(xiàn)暫時(shí)的“混亂”。此時(shí)筆者讓學(xué)生改變實(shí)驗(yàn)的操作順序并仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)三種操作出現(xiàn)的不同現(xiàn)象的分析比較，學(xué)生意識(shí)到碳酸鈉屬于正鹽，在滴加鹽酸過(guò)程中會(huì)先生成碳酸氫鈉：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，當(dāng)碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉時(shí)繼續(xù)加鹽酸，碳酸氫鈉與過(guò)量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+ H2O。而將碳酸鈉溶液逐滴加到鹽酸中時(shí)，鹽酸過(guò)量會(huì)迅速生成CO2：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行鹽酸與碳酸氫鈉互滴實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，無(wú)論如何改變二者的滴加順序，反應(yīng)現(xiàn)象是一致的。值得一提的是，學(xué)生在第二次進(jìn)行碳酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，細(xì)心的學(xué)生還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)將鹽酸逐滴加入到碳酸鈉溶液時(shí)，溶液中就有少量氣體在向上擴(kuò)散時(shí)漸漸消失。仔細(xì)分析上述變化過(guò)程后學(xué)生提出解釋?zhuān)杭尤臌}酸瞬間，局部Na2CO3與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2 向上擴(kuò)散，但CO2 會(huì)與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，所以氣體漸漸消失。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀(guān)察、分析和比較步步為營(yíng)，使思維上的“混亂”逐個(gè)化解。

本案例問(wèn)題環(huán)環(huán)相扣，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中獲得真知，真正體現(xiàn)事實(shí)勝于雄辯，從而確立化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的中心地位。

4 誤用試劑生成的“意外”及應(yīng)對(duì)

托爾斯泰曾說(shuō)過(guò)：成功的教學(xué)所需的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。這呼應(yīng)了時(shí)下教育界一種比較流行的說(shuō)法：教為不教，學(xué)為創(chuàng)造。

案例4 Al和CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

Al和CuSO4溶液反應(yīng)是實(shí)驗(yàn)化學(xué)中典型的探究性實(shí)驗(yàn)。教學(xué)時(shí)筆者讓每一位學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)感受整個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程。學(xué)生的熱情與積極性都很高，很快就有學(xué)生陸續(xù)報(bào)告：溶液中有氣泡；溶液變藍(lán)；試管很燙；鋁片表面有紅色物質(zhì)析出等現(xiàn)象。當(dāng)筆者詢(xún)問(wèn)產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因時(shí)，學(xué)生都能作出正確的解釋。然而有的學(xué)生卻很困惑，因?yàn)閹追昼娺^(guò)后還沒(méi)有見(jiàn)到明顯的現(xiàn)象，筆者詢(xún)問(wèn)他們是否將鋁表面的氧化膜除去時(shí)，學(xué)生回答說(shuō)：沒(méi)有。筆者說(shuō)暫時(shí)沒(méi)有現(xiàn)象再等等看。沒(méi)到兩分鐘聽(tīng)學(xué)生甲喊：有現(xiàn)象了。馬上學(xué)生乙跑過(guò)去查看，自言自語(yǔ)道：我們倆的都沒(méi)有除氧化膜，為什么他的發(fā)生反應(yīng)了，我的到現(xiàn)在還沒(méi)有呢？筆者安慰道：你再等等看，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)反應(yīng)的。然后筆者把甲乙兩位學(xué)生操作的試管放到一起，問(wèn)學(xué)生甲：你用的是硫酸銅溶液?jiǎn)幔繉W(xué)生甲看了看自己剛才實(shí)驗(yàn)用的溶液，回答說(shuō)：我把氯化銅溶液當(dāng)成硫酸銅溶液了。這時(shí)學(xué)生乙不解的問(wèn)：老師，為什么他誤用氯化銅溶液與未除去氧化膜的鋁卻能反應(yīng)，而按照實(shí)驗(yàn)要求用硫酸銅溶液卻不可以呢？這個(gè)問(wèn)題正好是筆者想要學(xué)生來(lái)解決的。當(dāng)筆者一提出這一問(wèn)題，就馬上有學(xué)生亮出觀(guān)點(diǎn)：（1）氯化銅溶液中的氯離子對(duì)鋁片表面的氧化膜有腐蝕作用；（2）硫酸銅溶液中的硫酸根對(duì)氧化膜有保護(hù)作用。接著學(xué)生根據(jù)兩種假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終得出的結(jié)論是氯離子對(duì)鋁氧化膜有腐蝕作用，而這一結(jié)論與必修1中鋁制容器不宜存放食鹽水的事實(shí)是一致的。

本案例由學(xué)生獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)，自主進(jìn)行探究，學(xué)生對(duì)反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)的一系列現(xiàn)象，能夠真切地感受、體驗(yàn)，并能夠準(zhǔn)確地作出合理的解釋。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的意外，學(xué)生及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，知行合一，真正體現(xiàn)新課程的課堂教學(xué)理念。

總之，化學(xué)課堂教學(xué)通過(guò)以實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，能使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[3]。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)要善于預(yù)設(shè)情境，生成“意外”，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生萌生主動(dòng)探究的欲望。教師要從傳統(tǒng)的教育教學(xué)觀(guān)念中解放出來(lái)，把教學(xué)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，使教學(xué)活動(dòng)變得富有開(kāi)放性、豐富性和靈活性。教育家蘇霍姆林斯基曾說(shuō)過(guò)：“教育的技巧并不在于預(yù)見(jiàn)到課堂的所有細(xì)節(jié)，而是在于根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況巧妙地在學(xué)生不知不覺(jué)中做出相應(yīng)的變動(dòng)[4]。”教師要憑借自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)智慧，捕捉最佳的教育時(shí)機(jī)，使課堂教學(xué)在師生的交流、探究、合作中不斷地生成、生長(zhǎng)，使課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)雙贏(yíng)：教師不斷增強(qiáng)駕馭課堂教學(xué)的能力，專(zhuān)業(yè)化學(xué)水平進(jìn)一步提高；學(xué)生的知識(shí)與技能不斷提高完善，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程與方法，情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān)不斷地融合，使每一位學(xué)生都得到充分的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1][4]梁亞鳳.注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程 構(gòu)建有效課堂[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（9）：16～17.

[2]蘇香妹.有效課堂問(wèn)題的編制策略[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2011，（11）：14～16.

[3]中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2003.