黃文軍 唐雪萍

微實(shí)驗(yàn)在高三元素與化合物復(fù)習(xí)中的運(yùn)用
——以SO2和Cl2復(fù)習(xí)為例

黃文軍 唐雪萍

（廣東省廣州市番禺區(qū)石碁中學(xué)廣東廣州511450）

在高三元素與化合物的復(fù)習(xí)中，把微實(shí)驗(yàn)帶入課堂，通過實(shí)驗(yàn)的探究，整合元素與化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而且對(duì)化學(xué)知識(shí)整體把握有幫助，可以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而發(fā)展學(xué)生的思維。

微實(shí)驗(yàn)；高三復(fù)習(xí)；二氧化硫；氯氣

傳統(tǒng)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)往往是枯燥的，很容易陷入做題講題的泥沼。一般復(fù)習(xí)思路有四個(gè)步驟：知識(shí)梳理、例題分析、練習(xí)鞏固、習(xí)題講評(píng)。學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中，比較被動(dòng)，課堂形式單調(diào)，難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，復(fù)習(xí)效率不高。以“知識(shí)為中心”的復(fù)習(xí)策略，面面俱到，容易變成孤立事實(shí)的堆積，難以建立知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，更難轉(zhuǎn)化為能力。通過精選‘范例’替代百科全書式的知識(shí)，能夠增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，促進(jìn)基本觀念的形成，提高分析問題和解決問題的能力［1］高三元素與化合物的復(fù)習(xí)，應(yīng)該以知識(shí)為載體，發(fā)展學(xué)生思維能力。精選“范例”設(shè)計(jì)微實(shí)驗(yàn)，巧妙運(yùn)用相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)目標(biāo)。

一、微實(shí)驗(yàn)的確立

微實(shí)驗(yàn)指的是那些操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，所需時(shí)間短的實(shí)驗(yàn)，但具有探究性價(jià)值，能鼓勵(lì)學(xué)生從多方位，多角度思考問題［2］。

1．微實(shí)驗(yàn)的功能

高三微實(shí)驗(yàn)功能不同于新課學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)。新課學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)側(cè)重實(shí)驗(yàn)事實(shí)與實(shí)驗(yàn)規(guī)范等，微實(shí)驗(yàn)側(cè)重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析，實(shí)驗(yàn)問題的解決。實(shí)驗(yàn)操作不再是主要的，學(xué)生的主要活動(dòng)是思考與分析，提出解決策略，落實(shí)筆頭書寫。

2．微實(shí)驗(yàn)的確立原則

確立哪些實(shí)驗(yàn)為高三復(fù)習(xí)微實(shí)驗(yàn)需要遵循三個(gè)原則：（1）簡(jiǎn)便易操作，高三元素化合物復(fù)習(xí)的微實(shí)驗(yàn)，側(cè)重點(diǎn)不在實(shí)驗(yàn)本身，而是以實(shí)驗(yàn)為載體帶動(dòng)元素與化合物復(fù)習(xí)。繁瑣的實(shí)驗(yàn)，費(fèi)時(shí)過多，涉及面狹窄，學(xué)生易將注意力轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，不利于思考與分析。操作過于精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，老師容易把精力主要集中在實(shí)驗(yàn)本身，不利于對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)與啟發(fā)。（2）能激發(fā)思維沖突，實(shí)驗(yàn)中的沖突要么是預(yù)期與現(xiàn)象不一致，要么是知其然不知其所以然。如怎么檢驗(yàn)氯水中的H+呢？學(xué)生傳統(tǒng)中可能想用pH試紙，用酸堿指示劑等等，但都不行，這就激發(fā)了學(xué)生的思維沖突；又如SO2溶液中滴入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，是什么原因使之褪色的呢？怎么用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)呢？（3）具有綜合性，能設(shè)置問題串，微實(shí)驗(yàn)應(yīng)選取那些看似簡(jiǎn)單，但能整合知識(shí)的實(shí)驗(yàn)，如如何檢驗(yàn)氯水中Cl2分子？運(yùn)用Cl2的氧化性嗎？氯水中的HClO也有氧化性，怎么確定是Cl2的氧化性，還是HClO的氧化性呢？可以在氯水中滴入CCl4把Cl2萃取出來，取下層液體滴入FeCl2或NaBr、KI等溶液中。上層液體，也可以滴入KI溶液中，觀察現(xiàn)象，書寫方程式，就把氧化還原反應(yīng)很好地利用起來了［3］。

二、微實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備

高三復(fù)習(xí)中的微實(shí)驗(yàn)需要兩個(gè)方面的準(zhǔn)備：思路的準(zhǔn)備、操作的準(zhǔn)備。

1．思路的準(zhǔn)備

思路的準(zhǔn)備，就是在備課中要思考需要復(fù)習(xí)哪些知識(shí)，設(shè)計(jì)什么微實(shí)驗(yàn)來承載這些知識(shí)？在實(shí)驗(yàn)中要提哪些問題？準(zhǔn)備怎么解決問題？估計(jì)學(xué)生會(huì)提什么問題，該怎么應(yīng)對(duì)？如復(fù)習(xí)SO2，需要復(fù)習(xí)的知識(shí)要點(diǎn)：（1）SO2的本體知識(shí)。SO2水溶液的酸性，SO2的漂白性，SO2的還原性與氧化性。（2）反應(yīng)原理知識(shí)。氧化還原反應(yīng)，平衡移動(dòng)，鹽類水解，沉淀溶解平衡。（3）思維拓展知識(shí)。分析實(shí)驗(yàn)問題，提出解決方案。需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有六個(gè)方面：（1）SO2氣體溶解實(shí)驗(yàn)。（2）SO2溶液酸性實(shí)驗(yàn)。（3）SO2還原性實(shí)驗(yàn)。（4）SO2氧化性實(shí)驗(yàn)。（5）SO2漂白性實(shí)驗(yàn)。（6）SO2沉淀實(shí)驗(yàn)。需要提出的問題的三個(gè)方面：（1）操作描述問題，溶解SO2該如何操作，落實(shí)到文字書寫。（2）原因分析問題，SO2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，分析原因是什么？SO2溶液中加入BaCl2有沒有沉淀？原因是什么？（3）探究解決問題，探究SO2使NaOH酚酞溶液褪色的原因，探究SO2與BaCl2的沉淀生成。

2．操作的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)備是教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，先行對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問題，從而改變教學(xué)思路或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作，確保課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功。微實(shí)驗(yàn)往往是教師自行設(shè)計(jì)的，實(shí)驗(yàn)未必成功，需要對(duì)藥品濃度，藥品的用量、滴加順序等進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，確立實(shí)驗(yàn)最佳條件。在SO2的實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)備中，發(fā)現(xiàn)了三個(gè)問題是備課中所沒有想到的：（1）NaOH溶液濃度的選擇，把SO2溶液滴入酚酞的NaOH溶液發(fā)現(xiàn)久久不褪色，估計(jì)是NaOH濃度太大，稀釋后來做，等體積混合就褪色了。所以在教學(xué)設(shè)計(jì)中添加了NaOH溶液濃度選擇，5mol·L－1，0．1mol·L－1。（2）SO2溶液滴入酚酞的NaOH溶液褪色后的混合液加熱后溶液沒有變紅，這對(duì)延伸鹽類水解知識(shí)是不利的，分析可能是SO2溶液過量太多了，加熱促進(jìn)水解也不足以顯堿性，所以第二次、第三次慢慢小心滴加，猶如中和滴定一樣，剛褪色為止，加熱后會(huì)出現(xiàn)淺淺的紅色。（3）SO2溶液與BaCl2溶液混合，出現(xiàn)了白色沉淀，討論分析，這可能是少量H2SO3被氧化為H2SO4所致，改成向BaCl2溶液里直接通SO2，就沒有沉淀出現(xiàn)了。這說明部分氧化的說法是成立的。然后往混合溶液中滴加硝酸或NaOH溶液出現(xiàn)沉淀。

三、微實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

微實(shí)驗(yàn)課堂實(shí)施要特別關(guān)注學(xué)生思維的參與和復(fù)習(xí)要點(diǎn)的落實(shí)。不但要求操作到位，還要在教學(xué)語(yǔ)言上特別注意啟發(fā)性，學(xué)生不只是觀察與思考，還要落實(shí)到筆頭書寫。

1．設(shè)置懸念，激發(fā)思維沖突

設(shè)置懸念，就是要讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果充滿期待，有思維準(zhǔn)備的觀察。平鋪直敘的語(yǔ)言，容易讓學(xué)生乏味，精彩的實(shí)驗(yàn)需要老師在教學(xué)中設(shè)置懸念，吊起學(xué)生的“胃口”，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力，也就是先要引起學(xué)生的思維沖突。引起學(xué)生思維沖突的方法有三個(gè)：（1）猜測(cè)與分析，在實(shí)驗(yàn)前讓學(xué)生估計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并說明自己的理由，這里最好有不同的觀點(diǎn)進(jìn)行交鋒，比如，在新制氯水中滴加CCl4以后，下層液體中有沒有Cl2分子呢？你怎么證明？又如氨水與酚酞的混合溶液，加熱后顏色變深還是變淺呢？你的理由是什么？（2）抓住學(xué)生的疑問并放大討論，比如將氯水滴入NaBr溶液和CCl4的混合溶液中，老師解釋為Cl2氧化了Br－，學(xué)生會(huì)問，一定是Cl2氧化的嗎？老師立刻反問，那你認(rèn)為還有什么？你怎么證明它？（3）欲擒故縱，按照學(xué)生錯(cuò)誤進(jìn)行下去，讓錯(cuò)誤自我暴露，比如怎樣檢驗(yàn)氯水中的H+呢？學(xué)生會(huì)說用石蕊試液，那就現(xiàn)場(chǎng)用石蕊檢驗(yàn)，不行；又有學(xué)生說用pH試紙，那就立即用pH試紙檢驗(yàn)，也不行，這樣就加深了學(xué)生的印象，提高了學(xué)生的參與度。

2．運(yùn)用追問，提升思維水平

思維總是在一定的問題情境中產(chǎn)生，問題不僅是思維的起點(diǎn)，也是思維的動(dòng)力［4］。課堂中的追問是將學(xué)生思維引向深處的常用手段，追問有兩種情況，一種是預(yù)設(shè)的追問，另一種是非預(yù)設(shè)追問。預(yù)設(shè)的追問，是建立在對(duì)學(xué)生回答充分估計(jì)上的追問，也就是常見的問題串策略，初次的問題可能比較淺層，問的是什么，追問的問題是為什么，怎么辦的問題。比如針對(duì)SO2還原性的提問可設(shè)置的問題串：①SO2中的硫處于什么價(jià)？②硫的常見價(jià)態(tài)是多少？③SO2主要表現(xiàn)為氧化性還是還原性？④怎么證明SO2的還原性呢？⑤你能書寫SO2使酸性KMnO4溶液褪色的化學(xué)方程式嗎？⑥SO2使酸性KMnO4溶液褪色是不是因?yàn)镾O2的漂白性呢？⑦你怎樣用實(shí)驗(yàn)來證明SO2使酸性KMnO4溶液褪色是不是因?yàn)镾O2的漂白性而是它的還原性呢？非預(yù)設(shè)的追問，往往要根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)回答而追問，追問的過程往往是暴露學(xué)生思維的過程，也是激發(fā)其他同學(xué)思考的過程。這需要教師深厚的教學(xué)功底與靈活的教學(xué)機(jī)智，在瞬間中發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維的火花，并去點(diǎn)燃它。比如在檢驗(yàn)氯水中的HClO時(shí)，利用它的漂白性，立刻有同學(xué)問，你怎么知道是不是ClO－的漂白呢？怎么知道是不是Cl2的漂白呢？我馬上反問，大家有什么辦法來回答他？有人說把ClO－去掉，怎么去呢？加過量的酸，那就加鹽酸試試，看看漂白效果？漂白效果減弱了？能說明是ClO－的漂白嗎？有學(xué)生問加足量的燒堿，把HClO全部變成ClO－，它的漂白性怎樣呢？實(shí)驗(yàn)試試，漂白性還是減弱，但依然有，怎么回事呢？

3．落到筆頭，清晰表達(dá)思維

高考實(shí)驗(yàn)不是實(shí)驗(yàn)操作，也不是實(shí)驗(yàn)口述，而是實(shí)驗(yàn)的書面語(yǔ)言表述。落到實(shí)處就是要落在筆頭，用清晰而簡(jiǎn)潔的書面語(yǔ)言表述實(shí)驗(yàn)問題。落在筆頭的主要有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是實(shí)驗(yàn)規(guī)范表達(dá)，二是方程式書寫訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)規(guī)范表達(dá)有三個(gè)落腳點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的規(guī)范表達(dá)，比如根據(jù)所提供的藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SO2水溶液呈酸性；根據(jù)藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)氯水中的Cl2等。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的表達(dá)，比如將氯水滴入NaBr溶液和CCl4的混合溶液中，現(xiàn)象如何？再取下層液體滴入KI溶液中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？（3）原因分析的規(guī)范表達(dá)，如加熱SO2溶液滴入酚酞的NaOH溶液褪色后的混合液加熱后溶液變紅，原因是什么？表達(dá)中要書寫水解離子方程式，要從平衡移動(dòng)的角度描述分析。化學(xué)方程式是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的符號(hào)表征，是學(xué)生對(duì)反應(yīng)原理的理解與應(yīng)用，所以書寫方程式一直是高考試題中的重要考察內(nèi)容。如書寫SO2使酸性KMnO4溶液褪色的化學(xué)方程式，書寫HClO與NaBr反應(yīng)的離子方程式。通過投影學(xué)生書寫情況，討論評(píng)價(jià)的方式把方程式書寫落實(shí)。

4．恰當(dāng)取舍，突出教學(xué)主干

課堂時(shí)間有限，不足以將所有預(yù)先的設(shè)計(jì)實(shí)施，而且學(xué)生的基礎(chǔ)不同，有些問題探討難度過大，所以需要取舍。比如在復(fù)習(xí)SO2時(shí)，究竟要不要把SO2與BaCl2的實(shí)驗(yàn)?zāi)眠M(jìn)課堂呢？這個(gè)問題本身很能激發(fā)學(xué)生的思考，能幫助學(xué)生理解形成沉淀的本質(zhì)，還能幫助學(xué)生反思“強(qiáng)酸制弱酸”這一規(guī)律的局限性?？蛇@個(gè)問題涉及溶度積與電離常數(shù)的計(jì)算，學(xué)生還沒有復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，難度過大，所以將這部分知識(shí)放到沉淀溶解部分復(fù)習(xí)。又如，要不要將SO2與KMnO4溶液的褪色進(jìn)行褪色原因的討論，盡管難度不大，但后面要討論SO2與NaOH酚酞混合溶液的褪色原因與實(shí)驗(yàn)，二者有重復(fù)，就舍去了。

四、結(jié)論

微實(shí)驗(yàn)引進(jìn)高三元素與化合物的復(fù)習(xí)，雖然能很好的提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的思維。但準(zhǔn)備過程比較長(zhǎng)，在日常的課堂中難以開展，而且覆蓋面比較小，各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系不容易建立。因而在復(fù)習(xí)過程中，最好先總體性復(fù)習(xí)，建立好相應(yīng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)后，選取其中個(gè)別代表物來設(shè)計(jì)微實(shí)驗(yàn)深入分析。

［1］畢華林．化學(xué)課程中“范例”的內(nèi)容特征與學(xué)習(xí)價(jià)值［J］，化學(xué)教育，2012，33（9）：41－43

［2］王磊主編．中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及教學(xué)研究［M］．北京：北京師范大學(xué)出版社，2009：173

［3］黃文軍，黎薇．基于研學(xué)問題的高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——以氯水與溴化鈉溶液反應(yīng)為例［J］．化學(xué)教學(xué)，2015，（6）：50－53

［4］高敬，畢華林．關(guān)于化學(xué)課堂提問的幾點(diǎn)思考［J］．化學(xué)教育，2004，25（9）：20－23

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