盧爍建 吳秀萍

實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ仞B(yǎng)是化學(xué)核心素養(yǎng)中的重要組成.在高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生參與化學(xué)教學(xué)的重要平臺(tái)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考、合作探究和實(shí)踐能力起著舉足輕重的作用.本文以人教版高中化學(xué)必修一“鐵粉與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)為載體，針對(duì)所學(xué)內(nèi)容將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，以課堂小組合作的方式讓學(xué)生積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，親歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，將合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)有效地結(jié)合起來(lái)，保證了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位.

一、提出問(wèn)題

人教版高中化學(xué)必修一中“鐵粉與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際的課堂教學(xué)演示中成功率較低，因此對(duì)這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.本探究活動(dòng)中考慮到學(xué)生能力的差異性和均衡性，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組.將學(xué)生分為甲乙丙丁四組，明確了各個(gè)成員的具體任務(wù)，包括組裝實(shí)驗(yàn)裝置，觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告等.在進(jìn)行充分的討論之后，各組學(xué)生都能總結(jié)出本實(shí)驗(yàn)成功的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：1. 反應(yīng)溫度的控制.水蒸氣的來(lái)源及反應(yīng)條件均需不斷加熱.2.水蒸氣量的控制.棉花吸水量不足或過(guò)多都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成功率不高.3.驗(yàn)證效果.驗(yàn)證氫氣時(shí)聽(tīng)到爆鳴聲效果不佳.

二、探究問(wèn)題

針對(duì)分組交流總結(jié)出來(lái)的三個(gè)問(wèn)題，各分組成員再次積極討論，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理地改進(jìn)，并付諸實(shí)踐，驗(yàn)證想法.

三、展開(kāi)合作

各組學(xué)生積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn).筆者以學(xué)生合作者的身份加入到各小組中，發(fā)表自己的看法，給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，和學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng).小組組長(zhǎng)監(jiān)督每個(gè)小組成員都能參與進(jìn)來(lái)，有效促進(jìn)師生和生生之間的多向交流，讓探究合作的意識(shí)在小組成員中逐漸樹(shù)立.

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后各個(gè)小組展開(kāi)分析討論.筆者在各小組討論后，有針對(duì)性地指出各個(gè)小組存在的某些不足.最后由組長(zhǎng)歸納，四個(gè)小組實(shí)驗(yàn)總結(jié)如下表所示.

表1

分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及優(yōu)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

甲組改用試管+水+碎瓷片的反應(yīng)裝置來(lái)制取水蒸氣，避免了常壓下獲取的水蒸氣量少，溫度較低現(xiàn)象不明顯氫氣量少裝置較復(fù)雜，獲取水蒸氣的量難控制，時(shí)間花費(fèi)久

乙組利用氫氧化鈣加熱分解獲得高溫水蒸氣。水蒸氣來(lái)源穩(wěn)定可持續(xù)試管內(nèi)黑色固體逐漸變黑，點(diǎn)燃肥皂泡有明顯瀑鳴聲產(chǎn)物驗(yàn)證為氫氣裝置簡(jiǎn)化，節(jié)約時(shí)間，現(xiàn)象明顯

丙組因制取的氣體所吹出的肥皂泡有較多水蒸氣，可以先用具支試管冷卻氣體中的水蒸氣再通點(diǎn)燃肥皂泡有明顯爆鳴聲，燃燒時(shí)有淡藍(lán)色火焰產(chǎn)生氣體為氫氣成功率較高，可操作性強(qiáng)

丁組在鐵粉中加入沙子，提高反應(yīng)溫度，并在導(dǎo)管口放置干粉筆用以吸收多余水蒸氣點(diǎn)燃肥肥皂泡產(chǎn)生的氣泡有爆鳴聲反應(yīng)生成氣體為氫氣反應(yīng)時(shí)間短，考慮到實(shí)驗(yàn)安全性

整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行下來(lái)，學(xué)生加深了對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和把握.綜合四個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)，筆者最后總結(jié)出本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的最佳方案：1.鐵粉和氫氧化鈣固體混合均勻，加入少量沙子用以提高反應(yīng)溫度；2.吹出肥皂氣泡前先用具支試管除去氫氣中混有的水蒸氣，提高驗(yàn)證效果；3.反應(yīng)裝置中放置干粉筆，用以吸收多余水蒸氣，防止冷凝回流炸裂試管.

在這個(gè)分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)并且明確，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的基本方式，合作探究是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體表現(xiàn)在：1.學(xué)生動(dòng)手改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，親身經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)探究的整個(gè)過(guò)程；2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)不足的思考和對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的描述，讓學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)；3.學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，積極解決問(wèn)題，培養(yǎng)了科學(xué)態(tài)度、訓(xùn)練了科學(xué)方法、提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為培育化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；4.通過(guò)分組探究最終得出了實(shí)驗(yàn)最優(yōu)方案，讓學(xué)生充分地感知情境，深刻認(rèn)識(shí)合作探究的重要性.