富有啟迪性的問題能夠激發學生的學習興趣,引發學生思考,引領學生探究,促進學生學科核心素養的發展。筆者以《氫氧化鈉溶液變質探究》教學為例,探討如何引導學生提出問題、分析問題、解決問題,發展化學核心素養。
一、創設問題情境,引發學生質疑
課始,筆者向學生展示一瓶在實驗室久置的氫氧化鈉溶液,引導學生仔細觀察并盡可能地提出問題。學生通過觀察逐步提出“瓶口出現的白色粉末是什么?”“瓶口為什么會產生白色粉末?”“氫氧化鈉溶液是否變質了?”“氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質?”“如何檢驗這瓶氫氧化鈉溶液是否變質?”“如何檢驗這瓶氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質?”“氫氧化鈉溶液該如何保存?”等問題。
以上教學,筆者巧用一瓶在實驗室久置已變質的氫氧化鈉溶液引導學生提出問題,既激發了學生的學習興趣,又培養了學生的發散性思維,還為后續教學做了鋪墊。
二、設計問題鏈,推動實踐探究
筆者從以上學生提出的問題中,篩選出具有探究價值的問題“如何檢驗這瓶氫氧化鈉溶液是否變質”作為主問題,圍繞其設計問題鏈,引導學生逐一理清每個小問題,最終掌握檢驗氫氧化鈉溶液是否變質的方法,并歸納出檢驗物質是否變質的一般思路。
筆者拋出問題后,一名學生回答:“變質是因為它與空氣中的二氧化碳反應生成了碳酸鈉和水。”筆者肯定了學生的回答,并小結:檢驗氫氧化鈉溶液是否變質的關鍵是檢驗樣品中是否含有碳酸鈉。檢驗碳酸鈉是否存在又依據什么呢?學生分組進行實驗操作,三個小組的學生分別取樣裝入試管,并分別向試管中滴加稀鹽酸、氫氧化鈣溶液、氯化鈣溶液,觀察是否出現產生碳酸鈉的特征反應現象。“能否依據碳酸鈉溶液顯堿性,加酚酞試液檢驗,為什么?”筆者提問。學生立刻回答:“不能,因為氫氧化鈉溶液也顯堿性,也能使酚酞溶液變紅?!彪S后,筆者與學生共同歸納、總結出檢驗物質是否變質的一般思路:要想檢驗某物質是否變質,其實質是檢驗該物質中是否含有生成的新物質,而要檢驗新物質的存在,就要根據新物質的化學性質選加化學試劑,觀察是否出現產生該物質的特征反應現象。
以上問題鏈中的問題環環相扣,層層推進教學,既讓學生系統掌握了化學知識,又培養了學生嚴密的邏輯思維能力,讓學生在解決問題的過程中學會運用分析、綜合、歸納等思維方法解決問題,發展科學思維。
三、聚焦難點問題,展開實驗探究
本節課的教學難點是學生提出的另一個有探究價值的問題,即“如何檢驗這瓶氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質”。學生回顧前面的學習過程,很容易想到“要檢驗這瓶氫氧化鈉溶液是否全部變質,只需檢驗溶液中是否還含有氫氧化鈉”,但很少有學生知道碳酸鈉的存在會干擾氫氧化鈉的檢驗,更少有學生知道要檢驗溶液中是否還含有氫氧化鈉必須先除盡碳酸鈉,以防干擾,而且除去碳酸鈉的試劑選擇很容易出錯。筆者通過引導學生做演示實驗和分組實驗突破這一難點。
首先,筆者請出兩組學生,引導他們進行對比實驗演示:第一組學生分別向氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉與碳酸鈉混合溶液中滴加酚酞溶液;第二組學生分別向氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉與碳酸鈉混合溶液中滴加氯化鎂溶液。學生通過觀察,發現第一組的兩種溶液都變紅,第二組的兩種溶液都產生白色渾濁物質。由此,學生發現每組都產生相同的現象,說明碳酸鈉的存在會干擾氫氧化鈉的檢驗。如何解決這個問題呢?學生通過討論、交流得出:要先加試劑除盡碳酸鈉以排除干擾,再加試劑檢驗氫氧化鈉是否存在于溶液中。
然后,筆者為學生提供藥品(變質的氫氧化鈉溶液、稀鹽酸、氫氧化鈣溶液、氯化鋇溶液、酚酞溶液)和儀器,引導學生分組設計探究氫氧化鈉變質程度的實驗方案。第1小組的方案:取樣,先加足量稀鹽酸,靜置,再滴加酚酞溶液,觀察現象。第2小組的方案:取樣,先加足量氫氧化鈣溶液,靜置,再滴加酚酞溶液,觀察現象。第3小組的方案:取樣,先加足量氯化鈣溶液,靜置,再滴加酚酞溶液,觀察現象。筆者引導學生分析各小組的方案,交流哪種方案能解決問題。學生交流后總結:第1小組的方案無法解決問題,因為加稀鹽酸既會除去碳酸鈉,又會除去氫氧化鈉,無法判斷溶液中是否還含有氫氧化鈉;第2小組的方案也無法解決問題,因為加氫氧化鈣溶液雖除去了碳酸鈉,但生成了氫氧化鈉,使我們無法判斷;第3小組的方案能解決問題。筆者肯定了學生的回答,并引導學生按第3小組的方案探究氫氧化鈉溶液的變質程度。學生很好地解決了問題,突破了學習難點。
以上教學讓學生親眼見證實驗現象,從中自主發現問題,然后在筆者搭建的學習支架幫助下精準分析問題,運用所學化學知識順利解決了問題。這樣教學,學生增強了實踐探究能力,發展了化學核心素養。