沈顯好
(江蘇省大港中學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江)
作為以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)實驗是實施教學(xué)的重要組成部分,化學(xué)實驗課是新課程下,全面實現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標最有效的教學(xué)形式之一,具有其他教學(xué)內(nèi)容和形式所不能替代的作用。但在實施實驗教學(xué)過程中,教師關(guān)注化學(xué)實驗所起到的作用,往往是驗證知識原理和培養(yǎng)實驗技能,從而忽視了實驗在學(xué)習過程中的探究過程。所以在實際教學(xué)中,實驗探究一般都是在新授課時進行,而在復(fù)習課中容易被忽視,筆者經(jīng)過自身的實踐反思和兩節(jié)高三復(fù)習課的學(xué)習,以氧化還原反應(yīng)為例,思考實驗探究法在專題復(fù)習課中的應(yīng)用。
氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要知識,雖然在教材中所占有的篇幅很小,但其內(nèi)容幾乎滲透到元素化合物學(xué)習的各個方面。與學(xué)科基本觀念(如價值觀、元素觀、微粒觀、變化觀、分類觀、實驗觀和計量觀等)及具體知識(如新情境下方程式書寫、離子共存、氧化還原滴定計算、電極反應(yīng)、物質(zhì)制備等)有著緊密而又廣泛的聯(lián)系,它是近幾年江蘇高考化學(xué)反應(yīng)考查的熱點,尤其是新情境下方程式書寫、化學(xué)計算等試題,注重考查學(xué)生的能力和素養(yǎng),高考再現(xiàn)率達100%。
前段時間在常州舉行的省評優(yōu)課比賽其中一個課題就是高三氧化還原反應(yīng)第一課時,雖然沒有機會現(xiàn)場學(xué)習,比賽結(jié)束后在網(wǎng)上有幸下載了各位參賽老師的課件和教學(xué)案,認真學(xué)習了幾份,個人感覺常州中學(xué)的胡老師和蘇州市第三中學(xué)曹老師的兩節(jié)課有殊途同歸之處。兩位老師都是以“凈水”為話題來復(fù)習氧化還原反應(yīng)。
案例一:胡老師課前做了大量的準備工作,取學(xué)校附近真實水樣做出“水質(zhì)檢測報告”,以溶解氧明顯減少引入本節(jié)課的學(xué)習,再以高考真題改編,如何測水中溶解氧為例,回顧氧化還原反應(yīng)的特征、本質(zhì)及得失電子守恒在方程式書寫方面的應(yīng)用等;接著以污水惡臭的元兇H2S為還原劑代表,討論如何除去,用H2O2、O2?其實這涉及一個氧化劑選擇的問題。設(shè)想這兩氧化劑所對應(yīng)反應(yīng)的產(chǎn)物。此時教師不滿足于只是簡單的推導(dǎo),而是通過演示實驗的方法得出不同濃度的H2O2氧化H2S所對應(yīng)的不同氧化產(chǎn)物,加深學(xué)生重構(gòu)概念,即影響物質(zhì)氧化性的因素。緊接著胡老師向同學(xué)們推薦了一種不太熟悉的物質(zhì)——高鐵酸鉀,如用它來處理污水,效果又怎樣?還是以實驗說明問題,【分組實驗一】K2FeO4+H2O2反應(yīng),注意觀察產(chǎn)物,【分組實驗二】K2FeO4溶液滴入污水中,與原污水對照比較。個人覺得引入高鐵酸鉀作為凈水劑,使本節(jié)課的學(xué)習起到了知識點升華的作用??傊?,胡老師是一環(huán)套一環(huán),環(huán)環(huán)緊扣,不斷通過實驗來驗證猜想,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題,解決問題的能力。
案例二:蘇州的曹老師是以生活中常見的84消毒液和醫(yī)用雙氧水這兩種強氧化劑混合反應(yīng)來引入本節(jié)課的學(xué)習,列出三種可能產(chǎn)物讓學(xué)生先討論并分析究竟誰做氧化劑,誰做還原劑,教師再通過一系列演示實驗來驗證學(xué)生推導(dǎo)的正確性。并按凈水劑的選擇為主線來復(fù)習氧化還原反應(yīng),首先是NaClO做凈水劑,存在安全隱患,與水體中的有機物結(jié)合反應(yīng)會生成有“三致”效應(yīng)的氯代物;其次是ClO2做凈水劑,也存在ClO2-殘留的問題,超標的ClO2-對人體不利,經(jīng)討論選出Fe2+做還原劑最安全可靠,將ClO2-還原為無毒害的 Cl-,F(xiàn)e2+對應(yīng)的氧化產(chǎn)物究竟是Fe3+、Fe(OH)3↓、Fe(OH)3(膠體)?用三組實驗來探究,一組在酸性條件下反應(yīng),滴加KSCN溶液檢驗Fe3+、一組直接污水中加ClO2后,滴加硫酸亞鐵溶液,用丁達爾實驗來驗證Fe(OH)3膠體,還有一組在堿性條件下反應(yīng),有Fe(OH)3沉淀。得出氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物是受環(huán)境的酸堿性因素影響的;最后選用多功能綠色凈水劑高鐵酸鉀,著重討論高鐵酸鉀制備工藝,體會反應(yīng)溫度、酸堿環(huán)境對氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物的影響。
總體感覺兩位老師上課的切入點都很新穎,雖說是高三復(fù)習課,還是緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,以“凈水”為背景,以氧化還原反應(yīng)為知識線索,用氧化還原的知識分析解決問題,并得出影響氧化還原反應(yīng)的各種因素,并同時提高根據(jù)真實情境書寫陌生環(huán)境下氧化還原方程式的能力,使學(xué)生在學(xué)習相關(guān)的化學(xué)知識、實驗技能和探究方法的同時,形成“平衡觀念”“實驗探究”“證據(jù)推理”“科學(xué)精神”“社會責任”等核心素養(yǎng)。其中更難能可貴的是打破了我們的一貫思維,認為高三復(fù)習課無須做實驗,殊不知一味的推理讓學(xué)生失去了學(xué)習化學(xué)的興趣,也違背了化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。這兩節(jié)課老師都采用氧化還原反應(yīng)的原理來推理,用實驗探究的事實為證據(jù),來分析解決問題,幫助學(xué)生理解物質(zhì)本性決定了氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物。
化學(xué)課堂不是一味傳授化學(xué)知識,需要我們老師關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)(即:宏觀辨識與微觀辨析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責任)、依據(jù)考綱要求,依靠真實場景,依照改編試題,利用事實證據(jù)展開課堂教學(xué)。運用多種教學(xué)策略結(jié)合多種教學(xué)方法,以期突破傳統(tǒng)課堂的模式,凸顯真實的實驗探究的功效,在此過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的意識、質(zhì)疑的勇氣、嚴謹?shù)膽B(tài)度、合作的精神,并讓學(xué)生能形成觀念,鞏固概念。同時還可將“微型實驗盒”帶入課堂,引導(dǎo)學(xué)生在做科學(xué)決策前必須要樹立風險意識,用實際行動真實詮釋了綠色化學(xué)的思想。