運用對照，突破難點

楊江鋒

摘 要：通過對教材中氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應實驗的改進，讓學生掌握教材中所提到的，塑料瓶變癟是二氧化碳與氫氧化鈉造成的，而不是二氧化碳溶于水造成的，主要改進方法是設置對照實驗和利用鹽酸和碳酸鈉的反應使已變癟的瓶再變回到正常形態。

關鍵詞：對照實驗；生成性資源；教學策略

筆者通過對教材的分析和實際教學中出現的問題中發現，學生對于華師大版教材九年級上冊第一章第三節《重要的堿》這節課中有些問題不明白：氫氧化鈉能與二氧化碳反應無明顯現象，到底有沒有反應呢？教師說反應了，學生不見的會明白！這跟學生所認為的化學反應有氣泡或者沉淀現象等等是不同的，對學生來說這是個難點！那么如何幫助學生突破這個難點呢？

首先，我們來看教材的處理方法：演示實驗——在一個充滿二氧化碳的礦泉水瓶中加入適量的氫氧化鈉溶液，迅速蓋住瓶蓋。振蕩溶液，會發現瓶會變癟。由此得出，二氧化碳能與氫氧化鈉反應，使瓶內氣壓變小，從而在外界大氣壓的作用下瓶變癟了。

對于這個實驗我覺得有以下問題：對于瓶變癟的現象學生覺得可能是由于二氧化碳溶解在氫氧化鈉溶液的水中造成的，因為二氧化碳溶解在水中也能使瓶內氣壓變小，從而使瓶變癟。而教材提供的素材沒有排除水的因素。那么如何排除水的干擾？筆者對教材的演示實驗作了如下改進：

一、先設置一個對照實驗

1.實驗

準備兩個事先充滿二氧化碳的礦泉水瓶標上甲、乙。（1）在甲礦泉水瓶中注射進20毫升水。（2）在乙礦泉水瓶中注射進20毫升氫氧化鈉溶液。然后仔細觀察現象！

2.對這個實驗的說明

（1）筆者用的礦泉水瓶是農夫山泉350毫升裝的空瓶，選用這種瓶的原因是，這種瓶相對較硬挺，在二氧化碳溶于水后，在有針筒插在上面的橡皮塞時，不會引起瓶的形變，而二氧化碳與氫氧化鈉反應后卻會使瓶發生明顯變癟的現象。還有一點是，這種瓶要用稍大的力才能變形，便于區分現象。

（2）實驗設置理由：既然教材的處理方法會讓學生覺得瓶變癟的原因可能是二氧化碳溶解在氫氧化鈉溶液的水中，那么我們可以在一個同樣充滿二氧化碳的礦泉水瓶中分別注射進相同量的水和氫氧化鈉溶液，我們控制的唯一變量是注射進的物質是否含有氫氧化鈉。

（3）為何在實驗中將倒入氫氧化鈉溶液改為注射氫氧化鈉溶液？筆者在準備實驗時做了試驗：在兩個同樣充滿二氧化碳的空礦泉水瓶中分別倒入20毫升水和氫氧化鈉溶液，發現倒入水的瓶會變癟，不過不是很明顯，而倒進氫氧化鈉溶液的瓶變癟很明顯。經過分析比較，很容易得出瓶變癟是因為二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應。但是這里就出現了一個小問題：倒入水的瓶變癟不明顯是不是會讓學生覺得二氧化碳不會溶解在水中。這與華師大版教材七年級下冊二氧化碳能溶解在水中相矛盾。

二、引導學生思考如何將變癟的礦泉水瓶變回正常形態

1.具體的教學過程

案例名稱：突破“氫氧化鈉與二氧化碳反應”教學難點的教學設計。

演示：將CO2分別通入Ca（OH）2、NaOH溶液中。

師：同學們觀察到了什么現象？

生：在氫氧化鈣溶液中通入二氧化碳發現溶液變渾濁，而氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳無明顯現象。

教師板書Ca（OH）2與CO2反應的化學方程式：

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

師：CO2與Ca（OH）2反應有沉淀生成，而放NaOH的試管無現象，那么CO2與NaOH是不是確實發生了反應？接下來我們用實驗證明CO2與NaOH發生了反應。

板書：用實驗證明CO2與NaOH發生了反應。

師：先來觀察一個對照實驗、仔細觀察產生的現象并思考其中的原因。這里需要事先說明的是，礦泉水瓶的瓶蓋我換成了橡皮塞，等一會兒注射時為了避免針頭在橡皮塞中被橡膠堵塞，所以老師會換上有針頭的橡皮塞。因為常溫下二氧化碳密度大于空氣，所以只要換的快一點，對實驗的影響應該是不大的。

演示實驗：準備兩個事先充滿二氧化碳的礦泉水瓶標上甲、乙。（1）在甲礦泉水瓶中注射進20毫升水。（2）在乙礦泉水瓶中注射進20毫升氫氧化鈉溶液。

師：大家觀察到了什么現象？

生1：甲瓶沒有變癟，乙瓶明顯變癟了。

師：我們來分析這些實驗現象背后的原因！首先來分析甲瓶的現象，原來甲瓶容積約為380毫升，我將20毫升的水注射進瓶內，總體積應該為400毫升，但現在總體積約為384毫升，減少了16毫升，水還在里面，說明減少的是氣體，那么這16毫升氣體到哪里去了呢？

生2：二氧化碳溶解在水里了。

師：對，二氧化碳能溶于水，平常情況下1體積水能溶解1體積二氧化碳。而現在20毫升水大約溶解了16毫升，這是為什么呢？

生3：因為氣體的溶解能力隨溫度的升高而減弱。

師：對，1體積的水溶解1體積的二氧化碳是在1標準大氣壓下0攝氏度時的情況，而今天的氣溫大約為20攝氏度，所以20毫升的水大約溶解了16毫升的二氧化碳氣體。下面我們再來分析乙瓶的現象。乙瓶變得很癟說明里面的氣體的體積變小了很多，這么多的氣體到哪里去了呢？

生4：溶解在氫氧化鈉溶液中的水里了！

生5：不可能，理由是如果是二氧化碳溶解在氫氧化鈉溶液的水中了，那么甲瓶、乙瓶現象應該一致！

師：那么二氧化碳到哪里去了？

生6：二氧化碳與氫氧化鈉反應了。

師：說得對！二氧化碳可以與氫氧化鈉發生反應。

教師板書：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

師：現在知道二氧化碳與氫氧化鈉反應了使瓶變癟，現在有沒有辦法使變癟的瓶變回正常形態？

生7：只要加入足量鹽酸與碳酸鈉，反應能生成二氧化碳氣體就行。endprint

師：下面我們來試驗這個方法。

教師演示實驗：將20毫升鹽酸用針筒注射進乙瓶。

師：大家觀察到了什么現象？

生8：出現很多氣泡，瓶身慢慢變鼓了。

師：出現剛才的現象原因是什么呢？我們來分析：兩個針筒活塞位置顯示里面體積分別為18毫升和35毫升，還有瓶的容積為380毫升，總和為433毫升，原來兩個針筒和瓶總容積為420毫升，前后相差為13毫升，因為現在瓶還有稍微在此地方癟的，估計體積為8毫升左右，這樣前后體積差就只有5毫升了。

2.案例反思及對策

（1）在教學中應該讓學生的錯誤思維充分暴露出來！

在下面的小片段中：

師：對，1體積的水溶解1體積的二氧化碳是在1標準大氣壓下0攝氏度時的情況，而今天的氣溫大約為20攝氏度，所以20毫升的水大約溶解了16毫升的二氧化碳氣體。下面我們再來分析乙瓶的現象。乙瓶變得很癟說明里面的氣體的體積變小了很多，這么多的氣體到哪里去了呢？

生4：溶解在氫氧化鈉溶液中的水里了！

教師處理的不夠到位！不能直接讓這個學生坐下去，應該追問學生：為什么你覺得二氧化碳溶解在氫氧化鈉溶液中的水里了？使學生錯誤或不完善的思維暴露出來，從知識建構的角度有利于此學生以及其他學生理解二氧化碳與氫氧化鈉能反應！

（2）在教學中沒有充分利用生成性資源。

在最后分析鹽酸與碳酸鈉反應產生二氧化碳從而使瓶身變回正常形態時處理不好。①應該先讓學生來分析前后體積變化，教師不要替代學生來分析，即使學生分析不出來，教師應該引導學生去分析。②既然瓶身還有那么一點癟，為何不讓學生思考如何把瓶身完全恢復到正常形態呢？如果學生思考不出，教師可以通過引導學生利用針筒的活塞讓瓶身恢復正常形態。如果瓶身溫度與原來感覺不一樣可以通過在空氣中冷卻后再比較。

總之，利用生活中常見的器材對課本實驗進行改進，對科學教師來說是很有必要的，這樣會拉近學生對科學的積極態度以及提高教師對教材的理解和教師自身的業務素養。

參考文獻：

[1]王晶.關于中學化學實驗改革的思考與實踐[J].教學儀器與實驗，2002（2）.

[2]保志明.讓化學課堂更有“化學味”[J].中學化學教學參考，2013.

（作者單位 浙江省慈溪市勝山初級中學）

？誗編輯 韓 曉endprint