王優(yōu)媛+陳迪妹

摘 要：對普通的噴泉實(shí)驗(yàn)加以創(chuàng)新與改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)的創(chuàng)新微型噴泉實(shí)驗(yàn)不僅能使以學(xué)生為主體的探究性實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課堂教學(xué)中方便、安全地進(jìn)行，而且能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手操作能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂；微型實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；噴泉原理；課堂教學(xué)；應(yīng)用

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2016）31-0079-02

一、教材實(shí)驗(yàn)分析

噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)重要的學(xué)習(xí)氨氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，目的是驗(yàn)證氨氣極易溶于水。該實(shí)驗(yàn)的趣味性強(qiáng)，效果直觀明顯，能夠?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)帶來直接的體驗(yàn)。但是教材中的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置使用的氨氣量比較大，采取雙孔橡皮塞同時(shí)連接玻璃導(dǎo)管和膠頭滴管，還需要借助鐵架臺搭建和固定，存在藥品用量多、操作煩瑣、儀器不易攜帶、氣密性難保證等缺點(diǎn)。通過改進(jìn)教材中的裝置，用一個(gè)50 ml圓底燒瓶代替教材中的250 ml圓底燒瓶，用1ml注射器代替膠頭滴管，在實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的用量上實(shí)現(xiàn)微型化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

二、教學(xué)對象分析

高一階段的學(xué)生興趣廣泛，思維敏捷，觀察和動手能力強(qiáng)。因此，在學(xué)習(xí)“氨氣的性質(zhì)”時(shí)，若結(jié)合簡單易行而且現(xiàn)象明顯的學(xué)生微型實(shí)驗(yàn)，更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過微型實(shí)驗(yàn)認(rèn)識氨氣極易溶于水以及一水合氨的弱堿性等知識內(nèi)容，通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)多色噴泉，有助于促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展，提高學(xué)生動手操作能力。

三、教學(xué)目標(biāo)

A.知識與技能目標(biāo)：能說出氨氣在噴泉實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的性質(zhì)，了解噴泉實(shí)驗(yàn)的原理及其在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用。B.過程與方法目標(biāo)：通過對微型實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析歸納出氨氣性質(zhì)的過程，學(xué)習(xí)利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)性質(zhì)的方法；通過對實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，了解創(chuàng)新的途徑，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。C.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過小組合作討論創(chuàng)新方案并完成實(shí)驗(yàn)的過程，培養(yǎng)學(xué)生良好的與人合作與交流的品質(zhì)；通過觀察多色噴泉的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感悟?qū)嶒?yàn)中物質(zhì)的變化，體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程和樂趣。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識氨氣極易溶于水，形成的一水合氨顯堿性的性質(zhì)。突出方法：探究性學(xué)習(xí)法、觀察學(xué)習(xí)法。教學(xué)難點(diǎn)：分析噴泉原理以及原理的延伸運(yùn)用。突破方法：合作討論法。

五、主要教學(xué)用品

A.實(shí)驗(yàn)儀器：濃氨水、氫氧化鈉固體、蒸餾水、碳酸鈣、稀鹽酸、酚酞指示劑、紫色石蕊試液、50ml小燒杯、50ml三頸燒瓶、玻璃棒、單孔塞、橡膠管、1ml注射器、止水夾等。B.多媒體展示類：公園噴泉短視頻、實(shí)驗(yàn)步驟與裝置圖、可樂與蘇打噴泉實(shí)驗(yàn)視頻等。

六、教學(xué)過程

（1）創(chuàng)設(shè)情境。教師展示公園噴泉的短視頻，讓學(xué)生簡要說出噴泉的原理。學(xué)生回答：水泵將水經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴射出來。設(shè)計(jì)意圖：為學(xué)生了解氨氣的噴泉原理做好鋪墊。

（2）引出問題。教師提問：能否利用氨氣和水制造噴泉？那么氨氣和水在一起必須滿足什么條件？學(xué)生猜想：氨氣可能溶于水。設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生大膽猜想的意識。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定方案。教師引導(dǎo)：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想？準(zhǔn)備：安排同桌兩人為一組，每組分發(fā)一套相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材和藥品（燒瓶中已預(yù)先收集好氨氣）。提示：教材中的裝置可能存在哪些需要改進(jìn)的地方？學(xué)生根據(jù)手中的器材，參考教材中的實(shí)驗(yàn)裝置，在教師引導(dǎo)下，同桌討論創(chuàng)新噴泉微型實(shí)驗(yàn)方案，繪制實(shí)驗(yàn)裝置。設(shè)計(jì)意圖：鼓勵學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；鼓勵學(xué)生相互討論，培養(yǎng)合作與交流的能力。

（4）實(shí)施實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。在教師引導(dǎo)下得出創(chuàng)新噴泉微型實(shí)驗(yàn)方案，投影實(shí)驗(yàn)步驟與裝置圖，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意要點(diǎn)：裝置氣密性要好；實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先推少量注射器中的水，再打開止水夾。觀察要點(diǎn)：燒杯中滴有酚酞的水溶液的現(xiàn)象與燒瓶內(nèi)現(xiàn)象。兩名學(xué)生合作搭建裝置，按照步驟規(guī)范操作，一人觀察，一人記錄，討論原理。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理：觀察到燒杯中滴有酚酞的水溶液噴上去了，在燒瓶中形成紅色噴泉。原因是氨氣極易溶于水，氨氣氣體減少，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)，溶液被壓進(jìn)尖嘴玻璃管形成噴泉。由于形成的一水合氨可部分電離出銨根離子和氫氧根離子，所以溶液顯堿性，噴泉呈現(xiàn)紅色。設(shè)計(jì)意圖：在操作前提醒注意事項(xiàng)，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識；培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和觀察能力，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何觀察與描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（5）得出結(jié)論。教師提問：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得出哪些與氨相關(guān)的結(jié)論？學(xué)生得出結(jié)論：氨氣極易溶于水形成氨水，一水合氨可部分電離出銨根離子和氫氧根離子，氨水顯堿性。設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推導(dǎo)、歸納結(jié)論的能力。

（6）評價(jià)交流。教師請實(shí)驗(yàn)成功的學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，未成功的學(xué)生分析失敗的原因。學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)：裝置氣密性要好；燒瓶中的氨氣要充滿且干燥，操作要規(guī)范等。設(shè)計(jì)意圖：通過對實(shí)驗(yàn)的總結(jié)與反思，讓學(xué)生認(rèn)識到成功和失敗都是成長的收獲。

（7）實(shí)驗(yàn)拓展。教師提問：若將燒杯中滴有酚酞的水溶液（燒杯A ）改成滴有紫色石蕊試劑的水溶液（燒杯B），現(xiàn)象是怎樣的？ 能否做成雙色噴泉？學(xué)生回答：可觀察到有藍(lán)色噴泉，能做成雙色噴泉。教師進(jìn)行雙色噴泉實(shí)驗(yàn)：取用另一預(yù)先收集好氨氣的燒瓶，搭好同樣的裝置；實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先推少量注射器中的水，再打開止水夾，待燒杯A中的水噴上去一半時(shí)，關(guān)閉止水夾，換成燒杯B，再打開止水夾，觀察現(xiàn)象。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：可觀察到雙色噴泉，溶液上層是藍(lán)色，下層是紅色，交界處是紫色。設(shè)計(jì)意圖：通過噴泉實(shí)驗(yàn)的趣味拓展，更能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（8）自主探究。教師提問：哪些常見氣體和液體可以組合做成噴泉實(shí)驗(yàn)？利用噴泉實(shí)驗(yàn)原理，能否選擇一組利用微型實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)出它的噴泉實(shí)驗(yàn)？（考慮時(shí)間，可選做安全性較高的二氧化碳與氫氧化鈉噴泉實(shí)驗(yàn)）學(xué)生同桌間相互討論，舉例說明。易溶于水的氣體和水，如HCl、NH3、NO2，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，如CO2、Cl2、H2S、SO2。設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)探究的最高境界是學(xué)生能夠自主探究，開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必要途徑。

（9）聯(lián)系生活。教師展示可樂與蘇打的趣味噴泉實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生思考：身邊的哪些物質(zhì)和材料可以用來做科學(xué)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)意圖：感受生活與化學(xué)的緊密聯(lián)系，體會化學(xué)就在身邊。

（10）歸納總結(jié)。教師引導(dǎo)學(xué)生從多角度對本節(jié)課進(jìn)行總結(jié)，并提出存在的疑問。學(xué)生進(jìn)行總結(jié)交流。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生的思維比較單一，除了總結(jié)知識，需要引導(dǎo)從實(shí)驗(yàn)方法、改進(jìn)創(chuàng)新等多方面進(jìn)行總結(jié)歸納。

（11）作業(yè)設(shè)計(jì)。教師布置鞏固性作業(yè)，點(diǎn)撥訂正答案。學(xué)生當(dāng)堂獨(dú)立完成鞏固性作業(yè)，根據(jù)教師的點(diǎn)撥同學(xué)相互批閱。設(shè)計(jì)意圖：鞏固基本知識，訓(xùn)練思維能力。

七、教學(xué)反思

采取微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中扮演著非常重要的角色，而實(shí)驗(yàn)的微型化更是受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革極大的青睞。國內(nèi)多數(shù)中學(xué)化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀是：由于課時(shí)量、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品數(shù)量受到限制，使得教材中的很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生無法親自動手完成，只能由教師來做演示實(shí)驗(yàn)，極大地影響了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力。同時(shí)課堂上完全采取教師講、學(xué)生聽的教學(xué)方式，無法提高教學(xué)質(zhì)量。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)還會需要更多的藥品和儀器，同時(shí)造成環(huán)境污染。因此，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中逐步實(shí)施微型實(shí)驗(yàn)，既節(jié)約資源，又簡易安全，對于提高學(xué)生的創(chuàng)造力是相當(dāng)有幫助的。該創(chuàng)新噴泉微型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)具有以下的特點(diǎn)。一是改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，常常會出現(xiàn)裝置搭設(shè)麻煩、耗時(shí)長、藥品用量大的現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)操作的進(jìn)展。而本試驗(yàn)對課本中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了合理的微型化，尋找可替代性強(qiáng)的微型儀器，利用改進(jìn)的探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與創(chuàng)新能力。二是改進(jìn)合作方式，貫徹教學(xué)理念。將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成同桌合作實(shí)驗(yàn)的形式，改變多人一組、人云亦云、學(xué)生親自動手的機(jī)會不均衡的現(xiàn)象，不僅可以鞏固知識、培養(yǎng)技能，還能發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)新能力，更加切實(shí)地提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。三是通過實(shí)驗(yàn)的趣味拓展和自主探究，還可以激勵學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，主動地學(xué)習(xí)新知，也提高了探究精神和實(shí)際操作能力，引導(dǎo)學(xué)生不斷地思考和探索，有助于他們創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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