胡仙福
摘要:實驗教學對教師教學能力極富挑戰(zhàn),特別對于失敗實驗的態(tài)度更是一塊試金石,本文對一些常見的實驗失敗原因進行剖析,供教學參考.
關(guān)鍵詞:失敗的實驗;教學資源
對于實驗教學,教師要作充分的準備,不能想當然.課前要反復演練,實驗結(jié)果力求與課本內(nèi)容相符合.由于實驗影響因素較多,教師或?qū)W生在進行實驗時,往往與預設的結(jié)果不同,與課本所描述相去甚遠.在教學中被視之為失敗的實驗,如何面對這些失敗正是考驗教師教學能力試金石:對實驗現(xiàn)象作出正確的解釋,并利用失敗的實驗進行探究,成為創(chuàng)新的起點.是珍貴的教學資源.若掩蓋實驗真相敷衍了事,蒙混過關(guān),照搬課本結(jié)論,學生對教師的科學素養(yǎng)就會產(chǎn)生懷疑,對課堂教學帶來不良的影響.
產(chǎn)生實驗不成功的原因有:實驗設計不合理,操作不當;藥品的用量、純度及反應條件控制不嚴;教材設計的實驗過于理想化,科學性有問題.在實驗教學中如果出現(xiàn)偏差、失敗,我們應該視為一種教學資源加以利用.
例1 浙版科學九年級上17頁,“實驗活動”第二題:在二支試管中分別加入3毫升碳酸鈉和氯化鐵,然后滴加氫氧化鈣溶液,有什么變化發(fā)生?
實驗時把氫氧化鈣滴入碳酸鈉溶液時幾乎沒什么沉淀產(chǎn)生,根據(jù)反應原理,應該有明顯的白色沉淀,為什么實驗的結(jié)果卻不如人意呢?
許多教師對這個實驗的處理:就是加大石灰水的量,更深的層面就不去思考了.一個很好的教學資源就如此流走.
如果改為:石灰水中滴加碳酸鈉溶液,實驗結(jié)果將非常明顯.這是為什么呢?同樣的兩種物質(zhì),滴加的順序不同,現(xiàn)象就明顯不一樣.教師如果能這樣提出來成為生成式的教學資源,引導學生進行探究,教學效果明顯提高.
原來,在20 ℃時,Na2CO3的溶解度為21.52 g,Ca(OH)2的溶解度是0.185 g.
當石灰水滴加入碳酸鈉溶液時,由于溶解度小,參與反應的Ca(OH)2分子自然不多,生成的碳酸鈣就少,反應的現(xiàn)象就不明顯.
當碳酸鈉滴加入石灰水時,由于溶解度大,進入石灰水溶液中的碳酸鈉分子多,生成的碳酸鈣量就多,反應現(xiàn)象就明顯.
其實,本例課本的設計有問題,不是教師的責任,但教師要利用課本的不足,轉(zhuǎn)化為有用的教學資源.
更多的例子,是教師的問題,由于實驗技能差,出現(xiàn)實驗失敗.
例2 氫氣還原氧化銅實驗,是初中的重點實驗.氫氣由鹽酸與鋅粒的置換反應產(chǎn)生.前半節(jié)課時間,實驗操作的還算順,但這位教師,當有紅色銅出現(xiàn)時并不立即結(jié)束實驗,忙于板書,繼續(xù)加熱.此時,三角燒瓶,嘣的一聲,爆炸!一桌碎玻璃,幸好沒傷及人身.這是一次實驗事故.
驚魂一刻過后,教師不是掃一掃玻璃,道聲對不起,而是撥亂反正.分析事故的原因.
學生七嘴八舌議論開了,這時教師隨即提出引爆的原因供各位同學探究:
(1) 瓶內(nèi)的氫氣壓力過大;
(2) 瓶內(nèi)的氫氣與空氣的混和物點燃,啟爆;
(3) 實驗時,通入的氫氣沒有進行驗純;
(4) 瓶內(nèi)的鹽酸太稀,產(chǎn)生的氫氣太少,空氣進入瓶內(nèi),過度加熱引爆.
失敗的實驗為學生造就了一個迫切的問題情境,最能調(diào)動學生的思維.
分析:實驗失敗原因:瓶內(nèi)的空氣沒有排干凈,氫氣檢純太馬虎,鹽酸濃度太稀,產(chǎn)生的氫氣量太少,沒有把空氣排干凈.加熱的時間過長而引爆.
順便復習氫氣的使用為什么要檢純,檢純的方法.可燃氣體的爆炸比.同時,強調(diào)科學研究來不得半點馬虎,培養(yǎng)細心、嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng).
教師捕捉這種非預期的生成性教學資源,把持與整合,充分合理的利用,有時可以產(chǎn)生意外的效果.“失敗”不再是失敗,反而成為有價值的教學資源.教學中并不缺少資源,缺少的是開采的“手”.
例3 木炭還原氧化銅實驗是初中化學的一個重要實驗,向?qū)W生展示碳具有還原性.在高溫下碳奪取氧化銅中的氧,使其發(fā)生還原反應.按照教科書上做有二氧化碳產(chǎn)生,有磚紅色的少量的粉末.沒有紅熱現(xiàn)象,沒有光亮的銅產(chǎn)生;一般教師實驗就認為成功了,實際上虛假的實驗現(xiàn)象掩蓋了真相.
用酒精燈加熱大約溫度可以達到500 ℃,產(chǎn)生的磚紅色的物質(zhì)一部分是氧化亞銅,用稀硫酸就可以證明,若變藍說明是氧化亞銅.課堂上一般教師認為磚紅色就是銅.
用酒精噴燈溫度可達到1000 ℃,木炭與氧化銅的反應才會進行,反應時有紅熱現(xiàn)象,試管內(nèi)通紅,反應劇烈.并有光亮的銅產(chǎn)生.
該實驗木炭的顆粒度、氧化銅的純度、加熱的溫度同時具備時才會發(fā)生劇烈反應.
參考文獻:
[1] 浙版《科學》.7-9教科書.
[浙江省縉云縣東方中學(321405)]