解決實驗中的問題實現化學知識的深度學習

丁曉慶

摘? ?要：高中化學立德樹人主要是改進學生學習方式，培養學生化學學科核心素養。引導學生通過改進必做的化學實驗的缺陷，能夠幫助學生改變死記硬背、刷題的不良學習方式，體驗、理解、運用化學知識，提升學生學科核心素養。

關鍵詞：改進;化學實驗;學習方式

高中化學落實立德樹人的教育根本任務，培育學生化學學科核心素養，需要創設真實的化學問題情境，讓學生在真實問題情境中認識物質的化學性質及其化學變化的本質，掌握物質化學變化的規律。以實驗為基礎是高中化學的重要特點，創設化學實驗情境有助于學生理解、運用化學知識，有助于學生體驗式學習。教師為學生創設改進化學實驗缺陷的學習情境，有助于激發學生學習化學的興趣，改進學生化學學科學習方式，培養學生創新意識和實踐能力。

1? 改進實驗缺陷，增強學習的有效性

以前的水果罐頭大多數是用馬口鐵皮包裝，要想吃到罐頭，就得把罐頭蓋子用剪刀、菜刀或者螺絲刀等撬開，然后倒進碗里或者杯子里，才能吃到肚子里，不容易。后來在罐頭蓋子上裝了拉環，拉開拉環以后，就可以把里面的水果及其液體倒出來吃，現在基本上是玻璃瓶子，旋轉開玻璃瓶的蓋子，就可以吃了。現在的改進節約資源、降低包裝成本、減輕消費者負擔，極大地方便了人們的生活。化學實驗也是這樣，發現其缺陷，就要進行科學地改進。

如鈉在空氣中燃燒的實驗，取一塊質量1.5g的鈉塊，用濾紙盡可能吸干鈉塊表面的煤油，把鈉塊放在石棉網上，用酒精燈加熱石棉網。隨著加熱，鈉塊開始燃燒，產生一定量污染環境的白煙;殘留在石棉網上的過氧化鈉卻很少，實驗的缺陷是看不出過氧化鈉的顏色。怎么辦呢？學生對實驗過程進行反思，各抒自見。有學生分析以后提出，不用石棉網，改用薄鐵片或者薄銅片，看看怎么樣。重復上面的實驗步驟，待鐵片上的鈉開始緩緩燃燒，立刻撤離酒精燈，結果是鈉塊一點點開始燃燒，冒出紅色火花，待鈉塊完全熔化，鐵片上留下一定量的淡黃色、珊瑚狀固體。實驗的改進，學生看到了過氧化鈉的顏色和形狀，掌握了鈉的化學性質以及鈉的有關化學反應知識，還認識到化學實驗要注意減少環境污染。

再如改進氫氣的制取與檢驗實驗缺陷。按照教材鈉與水反應實驗的要求，取綠豆大小相似一小鈉塊，再取一張鋁箔并用針均勻地刺一些小孔，用刺好小孔的鋁箔包好小鈉塊，用鑷子夾住包好鋁箔的小鈉塊，放在倒插入裝有水燒杯中的試管口下，待鈉塊與燒杯中的水反應以后，用排水法收集氣體。把收集滿氣體的試管口向下并小心移近酒精燈火焰，檢驗試管中的氫氣。學生感覺這個實驗制取并檢驗氫氣太繁瑣而且存在安全隱患，部分有創新意識的學生思考并分析實驗過程中的不足，提出如下辦法來改進實驗。取一個150mL的燒杯并加100mL的水，把大約1g的鈉塊投入燒杯的水中，迅速用比燒杯口大的玻璃片蓋住燒杯口;觀察燒杯里的小鈉塊，就會看到鈉塊浮在水面，四處游動，快速熔化成銀色小球，小球變小至消失。左手捏住玻璃片，然后平移玻璃片，使燒杯露出2-3cm的空隙，迅速將燃燒著的火柴棒插入燒杯中，向燒杯水中加入幾滴酚酞溶液，水變紅，氣體點燃。改進后的實驗，方便安全，學生不僅直觀地觀察到鈉與水反應的現象，還能簡便地檢驗了氫氣，實驗更加科學。

2? 糾正實驗問題，增強學習的探究性

學生通過化學實驗探究化學知識，不僅能夠體驗化學概念、化學原理的形成和發展過程，還可以改進學生化學學習方式。開展探究性化學實驗有助于學生掌握化學現象內在的規律性，學生進行探究性定量實驗，能夠更加準確理解和運用化學知識。正如中國傳統的中藥發展比較慢，就是因為我國定量研究中藥藥效沒有達到一定程度，但是一些外國專家定量分析中國的中藥，已經取得突破性進展。高中化學一些知識的描述或一些實驗結論沒有定量化，需要糾正。

如學生實驗驗證“鈉與硫酸銅溶液反應，只能生成氫氧化銅”這個結論是否正確，就需要進行定量分析。可以做3個實驗進行比較。第一個實驗：將1.5g金屬鈉投入到50mL2%的硫酸銅溶液中，發現生成氫氧化銅藍色沉淀。第二個實驗：將1.5g金屬鈉投入到50mL5%的硫酸銅溶液中，發現不僅有氫氧化銅藍色沉淀，還有氧化銅黑色沉淀。第三個實驗：將1.5g金屬鈉投入到50mL飽和硫酸銅溶液中，發現金屬鈉立刻燃燒，并且有大量白色煙霧產生，生成黑色氧化銅和紅色固體銅。依據實驗結果，學生發現上述結論是不正確的，至少是不全面的。再如區分碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液，如果溶液的濃度和用量不能夠嚴格控制的話，實驗就會不成功。由此可見，化學實驗探究知識中定量很重要。

3? 正視實驗失敗，提高學習的實踐性

俗話說 “失敗是成功之母”，因為有些錯誤中蘊含著值得探索的東西，科學史上不少科學家就是從錯誤中獲得了意外的收獲。化學實驗中也有失敗，關鍵是怎樣運用失敗的化學實驗，作為學生實踐學習的再生資源。一般來說，學生遇到實驗失敗的情況，對失敗的原因和實驗過程中問題的分析與反思，具有濃厚的興趣，對失敗原因的探究有強烈的欲望。所以要抓住機會鼓勵學生不要放棄，鼓勵學生繼續探究，重新做，認真領悟，細心發現。

如某學生實驗檢驗1-溴丙烷堿性水解后的溴離子，在過量的硝酸里加入了硝酸銀，觀察實驗發現有褐色氧化銀沉淀，檢驗溴離子的實驗失敗。這個失敗的實驗卻能夠給學生實踐性學習的好機會，這位同學反思失敗的過程，探究失敗的原因，重新使用足量的稀硝酸做了該實驗，結果實驗檢驗成功。該同學通過這次實驗活動，明確了檢驗溴離子一定要加入足量的稀硝酸。再如實驗檢測海帶中是否含有碘，一組同學實驗中多加了氧化劑，結果實驗失敗。另外一組同學由于使用適量的氧化劑，實驗成功。失敗的小組同學開始反思實驗過程、探究失敗原因，并且重新實驗，不僅檢驗成功，還發現過量的雙氧水能將碘單質氧化成碘酸根離子。學生經過實驗活動，認識到化學實驗是一種科學探究活動，切記不能隨便，要嚴謹。學生從失敗的實驗中獲得了新知識。

新時代化學實驗教學要著眼于學生學科核心素養的發展，要引導學生改變從聽講到死記的學習程序，指導學生通過實驗操作探究化學知識、運用化學知識。教師要挖掘實驗教學內容在提升學生學科核心素養方面的獨特價值，正對實驗問題、分析問題原因，探究性改進實驗，自主建構化學知識，改進學習方式，在實驗中提高學生化學實踐能力，發展學科核心素養。