◆燕興權(quán)

家庭化學(xué)實驗是開啟學(xué)生思維的鑰匙*

◆燕興權(quán)

家庭化學(xué)實驗包括選題、反應(yīng)原理的選擇、化學(xué)儀器替代品的尋找、實驗的步驟安排、實驗的實施、實驗反思等過程，可以培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性、深刻性、靈活性、系統(tǒng)性、獨創(chuàng)性、批判性等品質(zhì)。

化學(xué)；家庭實驗；學(xué)生思維

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.03.154

家庭化學(xué)實驗就是學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)的化學(xué)知識，在家庭中自己設(shè)計、自己尋找實驗用品、自己動手、自己總結(jié)反思的簡單易做的實驗。在多年指導(dǎo)學(xué)生開展家庭化學(xué)實驗過程中，將家庭化學(xué)實驗和研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，而且使學(xué)生的思維品質(zhì)得到全面的提升，可以說化學(xué)家庭實驗是開啟學(xué)生思維的一把鑰匙［1］。

1　準確選題，培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性

在指導(dǎo)學(xué)生開展的家庭化學(xué)實驗過程中，首先是指導(dǎo)學(xué)生準確地選題，在選題時往往給學(xué)生許多題目。如在學(xué)習(xí)高中化學(xué)必修2“生活中兩種常見的有機物”時，就給了學(xué)生可供選擇的題目有自制米醋、自制黃酒、自制葡萄酒、自制固體酒精、白酒釀制過程的調(diào)查、米醋釀制過程的調(diào)查、紅酒與人體健康、白酒與人體健康、食醋與人體健康、假酒對人體的危害、談我國酒的釀制歷史、談我國米醋的釀制歷史。在一天之內(nèi)讓學(xué)生根據(jù)自己的愛好、實驗?zāi)芰σ约凹彝サ膶W(xué)習(xí)資源，來選擇適合自己完成的題目。

如自制黃酒這個題目，就適合家里或者鄰居有人會釀制黃酒學(xué)生，因為在慶陽每年過春節(jié)時許多家庭都要釀制黃酒，許多農(nóng)村學(xué)生都見過釀制黃酒的過程，但大多數(shù)學(xué)生沒有親手釀制過黃酒。這些學(xué)生選擇這樣的題目是合適的，而對于生活在城市而沒有見過黃酒釀制過程的學(xué)生而言就不太適合。這幾年城里人興起了自己釀制葡萄酒的熱潮，自制葡萄酒還要先買新鮮葡萄，釀制時還要加入較多的白糖，花費比較大，成本比較高。因此，城里家庭條件比較好的學(xué)生選“自制葡萄酒”這個題目就比較合適。

選題先決條件是興趣和愛好，只有對某一方面感興趣，才會花時間和精力研究完成；如果自己不感興趣而選了某個題目，也可能半途而廢，即使勉強完成了也不愿深入思考，就不會有太大的收獲。比如前面兩個題目都適合于喜歡動手的學(xué)生完成，而且對米醋和酒的釀制歷史喜歡刨根問底的學(xué)生而言是合適的。因此，選題需要全面的考量，而且由于時間比較緊，學(xué)生只能在一天內(nèi)決定自己所選的題目，如果這樣長期堅持下來，學(xué)生思維的敏捷性就會有較大的提高［2］。

2　選擇科學(xué)的原理，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性

當(dāng)研究的題目選定之后，就要考慮選擇科學(xué)的原理。比如自制黃酒和葡萄酒，它們的共同之處就是都要通過發(fā)酵制得。但是葡萄酒在制作過程中由于葡萄的表面有一層“白霜”，那是野生酵母菌，在清洗時不要完全清洗掉，在發(fā)酵時也不需要再加酒曲；而黃酒在發(fā)酵時就需要加入酒曲。

再比如制備固體酒精，選擇硬脂酸與氫氧化鈉反應(yīng)制備硬脂酸鈉，利用硬脂酸鈉易溶于水而難溶于酒精的性質(zhì)，將硬脂酸鈉與工業(yè)酒精混合形成凝膠析出，液體便逐漸從渾濁到稠厚，最后凝聚為一整塊，就得到固體酒精。但是硬脂酸和氫氧化鈉在生活中不容易找到，有學(xué)生就利用白醋和純堿，制得醋酸鈉溶液，再通過加熱蒸發(fā)制成醋酸鈉飽和溶液；利用醋酸鈉易溶于水而難溶于酒精，當(dāng)醋酸鈉飽和溶液和工業(yè)酒精混合時，醋酸鈉在酒精中成為凝膠析出，從而制得固體酒精。因此，在選擇實驗原理的時候，不僅要保證原理正確，而且要考慮節(jié)約藥品以及藥品易得。如果長期這樣去考慮問題，學(xué)生思考問題就會越來越深刻。

3　選擇合適的實驗用品，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性

家庭化學(xué)實驗不要求學(xué)生用符合規(guī)格的實驗用品，因此在實驗時就要充分利用生活中的材料來完成實驗。一種情況就是尋找替代品，比如：燒杯可以用玻璃茶杯代替，坩堝可以用小鐵盒代替，玻璃棒也可用竹筷子代替，漏斗可以用家用塑料漏斗代替，酒精燈可以用蠟燭代替，用醫(yī)用輸液器代替滴定管，等等。還有一種情況就是自制儀器和藥品。比如自制燃燒匙：可將鐵絲一端盤成圓盤，在火上燒紅后用鐵錘砸平，冷卻后再用圓錘將平面中間輕輕砸得微微凹陷，再將凹面與鐵絲扳成90°即可。再比如酸堿指示劑，就可以將月季花的花瓣放入榨汁機中，再倒入少量的白酒，榨取汁液。該汁液在中性時為紫紅色，酸性溶液中為血紅色，堿性溶液中為棕黃色，可以用來代替酸堿指示劑。

學(xué)生經(jīng)過長期尋找替代品、自制儀器和藥品的過程，他們的思維的靈活性會大大提高，在思考問題時就不會鉆牛角尖。

4　選擇合理的實驗步驟，培養(yǎng)學(xué)生思維的系統(tǒng)性

當(dāng)實驗的用品準備好之后，就要思考實驗的步驟。學(xué)校的學(xué)生實驗往往報告冊上都給出了具體可操作的實驗步驟，好多學(xué)生都不需要思考，只需要照單抓藥的方式完成實驗就可以了。家庭實驗則沒有給出具體可操作的實驗步驟，這就要求學(xué)生去思考按照什么樣的步驟去完成實驗，先做什么，再做什么，后做什么，就要心中有數(shù)。下面介紹從草木灰中提取碳酸鉀的實驗步驟：

1）將草木灰裝到自制的下面安裝有塑料管的鐵罐中加入純凈水浸泡1～2天，讓草木灰中的碳酸鉀充分溶解（裝草木灰時，應(yīng)注意用小木棒堵住塑料管外面出口，再用紗布堵住塑料管的內(nèi)口）；

2）用自制的塑料大燒杯接在塑料管外口的下面，拔掉小木棒，讓浸出液從塑料管中流出；

3）將濾出液盛在碟子里放在自制三角架上用蠟燭蒸發(fā)，并用筷子不斷攪動溶液，防止液滴飛濺；當(dāng)蒸發(fā)到只剩少量液體時，停止加熱；

4）靜置冷卻，鉀鹽晶體慢慢析出，其中主要成分為碳酸鉀；

5）把濾出的粗碳酸鉀分別加水溶化、過濾，再經(jīng)加熱煮熬濃縮——冷卻——結(jié)晶，如此反復(fù)提煉2～3次，提取純度很高的碳酸鉀；

6）將得到的碳酸鉀晶體配成溶液，用灼燒過的自制燃燒匙蘸取溶液在蠟燭上灼燒，透過藍色玻璃觀察現(xiàn)象；

7）另取適量溶液加入小玻璃杯中，加入白醋觀察現(xiàn)象。

在實驗之前自己去選擇合理的實驗步驟，學(xué)生做起任何事情都會很有條理，長此以往，學(xué)生思維的系統(tǒng)性就會大大增強。

5　順利實施實驗，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨創(chuàng)性

有時當(dāng)學(xué)生對一個實驗從原理、用品和步驟準備好之后，開始實施就會發(fā)現(xiàn)實驗無法完成。比如常見飲料中Vc含量的測定實驗，一個學(xué)生選擇的原理就是利用中和滴定的原理，因為Vc（C6H8O6）是一種很強的還原劑，可用碘液進行滴定，二者可以發(fā)生如下反應(yīng)：

用淀粉溶液作為指示劑，當(dāng)達到滴定終點時，碘液將Vc反應(yīng)完全，此時碘與淀粉顯藍色。

在學(xué)校做中和實驗時，標(biāo)準液的濃度是教師給定的，因此在做這個實驗時，學(xué)生開始沒有意識到碘液的濃度無法測定，當(dāng)他用醫(yī)院一次性輸液器制成的滴定管完成實驗后，才發(fā)現(xiàn)無法知道碘的濃度，從而就無法計算出飲料中Vc的含量。后來他想到只要取相等體積的飲料，從消耗的碘液多少就可判斷出飲料中Vc的含量的多少。

雖然問題得到了解決，但是他并不滿足，為不能定量測出飲料中Vc的含量而深感遺憾。后來當(dāng)他無意中看到自己買的山西太原藥業(yè)有限公司生產(chǎn)的維生素C包裝盒時，發(fā)現(xiàn)包裝盒上注明了該維生素C每片含0.1 g Vc，忽然想到了標(biāo)定碘液的方法：取一片該維生素C配成溶液，用碘液進行滴定，測定記錄所用碘液滴數(shù)，由此計算出每滴碘液消耗的Vc量，從而就可準確計算出飲料中Vc的含量。

在進行家庭化學(xué)實驗時，總會有許多意想不到的問題，這些問題都需要學(xué)生創(chuàng)造性解決。經(jīng)過多次鍛煉，學(xué)生獨創(chuàng)性思維就會越來越強。

6　深刻反思實驗過程，培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性

在完成化學(xué)家庭實驗后，會督促學(xué)生對每一次實驗過程進行深刻反思，談一談自己的收獲，談一談實驗中存在的問題。比如常見飲料中Vc含量的測定實驗后，有個學(xué)生談了自己的體會：“實驗前通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人對Vc并不了解，只停留在Vc能增加人體免疫力這一項上。在調(diào)查期間，被訪問人員中有些人不理會我，像趕乞丐似的趕走我，這也讓我認識到做什么事都不是一帆風(fēng)順，都需要付出艱辛努力。在研究過程中還感到相關(guān)的權(quán)威資料不多，而且有些自相矛盾。因此，我們對Vc的研究還是非常膚淺的，有待深入。在家庭中進行Vc測定，測定原理的選擇和標(biāo)準液的標(biāo)定還有待進一步探討，而且所采取的的方法雖然可行，但是精確度不高?！睂W(xué)生一次次對自己的實驗過程進行反思，認識到自己思考問題有哪些優(yōu)點和不足，從而使思維的批判性不斷增強。

7　結(jié)語

總之，家庭化學(xué)實驗對學(xué)生思維品質(zhì)的提升有很大的幫助，但是思維品質(zhì)的提升絕不是一蹴而就，需要長期的堅持。經(jīng)過幾年的家庭化學(xué)實驗的持續(xù)開展，學(xué)生的思維品質(zhì)會得到顯著的提升。

［1］范杰.化學(xué)實驗論［M］.太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2001：346-348.

［2］周仕東.讓學(xué)生在現(xiàn)實生活中找到化學(xué)［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2003（Z1）：1-2.

G633.8

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1671-489X（2016）03-0154-02

*項目來源：甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“中學(xué)化學(xué)家庭實驗調(diào)查與指導(dǎo)研究”（課題批準號：GS〔2014〕GHB0727）。

作者：燕興權(quán)，甘肅省慶陽第六中學(xué)，高級教師，研究方向為中學(xué)化學(xué)教學(xué)與實驗研究（745000）。