黃海琴
摘 要:教師在化學(xué)教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中常會(huì)出現(xiàn)一些與理論上不太相符的“意外”現(xiàn)象時(shí),應(yīng)與學(xué)生共同尋求原因,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以探索,最終更有學(xué)習(xí)上的“意外”收獲。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn);“意外”現(xiàn)象;分析查找;收獲
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,而演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中最直觀且常用的教學(xué)手段,它能使學(xué)生加深學(xué)習(xí)記憶,便于學(xué)生理解和掌握,并能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的有力措施,也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力的有效途徑。而在實(shí)際課堂教學(xué)中,除了做教材中的演示實(shí)驗(yàn)外,也會(huì)臨時(shí)額外增加一些佐證猜想的小實(shí)驗(yàn),在這些實(shí)驗(yàn)中偶爾會(huì)出現(xiàn)一些”意外“現(xiàn)象,沒出現(xiàn)你預(yù)期的效果或現(xiàn)象,而此時(shí)連教師自己也解釋不清楚為什么?怎么辦?模糊帶過?不行的,平時(shí)一直跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求知欲望,此時(shí)此刻就應(yīng)該拿出來,給學(xué)生立個(gè)榜樣。下面,談?wù)勥@種情況下我與孩子們做了什么?
一、新課教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)”意外“現(xiàn)象
在一次的課上,我們學(xué)習(xí)到碳酸鈉的俗名純堿的來由時(shí)做了演示實(shí)驗(yàn)在碳酸鈉溶液中滴加酚酞試劑,酚酞變紅了,證明其水溶液顯堿性,故稱純堿。高中時(shí)我們知道強(qiáng)堿弱酸鹽水解顯堿性,“想當(dāng)然地認(rèn)為碳酸氫鈉溶液也能使酚酞試液變紅。告訴學(xué)生碳酸氫鈉的水溶液也顯堿性,只是堿性弱一些,于是也順便做了演示,往其水溶液滴加酚酞,結(jié)果出乎意外地沒有變紅!再做一遍,還是一樣沒變色!怪了?
我和孩子們都不想放過這一“意外”,開始各種猜測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。有學(xué)生提議用更加精確的pH試紙?jiān)囈幌拢谑悄脕碓嚰埛謩e測(cè)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的碳酸鈉和碳酸氫鈉水溶液的pH值,結(jié)果出來了,碳酸鈉溶液pH約等于10,碳酸氫鈉溶液的pH約7~8之間,是堿性沒錯(cuò),可為什么沒能使酚酞變紅?于是大膽猜想,應(yīng)該是堿性太弱了不足以使酚酞變色。接著同學(xué)們建議探究使酚酞變色的堿性溶液的pH值范圍,將氫氧化鈉配制成不同濃度并按pH由小到大排序而后分別滴加酚酞試劑,結(jié)果pH值為8以上的溶液才能使酚酞試液變紅,實(shí)驗(yàn)印證了這一猜想,此時(shí)看到的是學(xué)生滿滿的成就感。
物質(zhì)溶于水發(fā)生水解程度各不相同,因此酸堿度也就不一樣了,而且配置所得溶液的濃度的濃稀也會(huì)影響溶液的pH,酚酞試液變色是有范圍的,pH為8~10的溶液能使酚酞試液變紅,而碳酸氫鈉溶液水解程度較弱,pH小于8,因此,在前面的實(shí)驗(yàn)中碳酸氫鈉溶液中滴加酚酞試液沒看到變色或變紅程度很微弱。所以我們不難得出這樣的結(jié)論:使酚酞變紅的溶液呈堿性,但堿性溶液并不一定都能使酚酞變紅!
還有,在學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,鎂帶在空氣中燃燒,把鎂帶稱量,質(zhì)量為M1,燃燒后生成的白色固體收集起來稱量,質(zhì)量為M2,M1
學(xué)生開始七嘴八舌紛紛議論起來,“沒燃燒完全的鎂帶沒收集一起稱量”“燃燒時(shí)有白煙,也是生成物,逸走了”……還有學(xué)生提出,能否再燃燒一遍,更仔細(xì)看看哪些現(xiàn)象會(huì)引起這個(gè)問題。于是我們分析了猜測(cè)的原因,并設(shè)計(jì)了燃燒實(shí)驗(yàn)在密閉裝置中進(jìn)行,把會(huì)造成生成物損失的情況給杜絕了,最后收集了所有的生成物稱量得出的M2確實(shí)大于鎂帶的質(zhì)量M1,驗(yàn)證了原先的猜測(cè):生成物氧化鎂的質(zhì)量M2為什么會(huì)小于反應(yīng)前鎂帶的質(zhì)量M1的可能原因有:(1)燃燒時(shí)產(chǎn)生的白煙也是生成物逸到空氣中造成損失;(2)夾持鎂帶的坩堝鉗上也沾有一小部分的白色生成物被忽略了……
二、由化學(xué)習(xí)題引出的實(shí)驗(yàn)探究中出現(xiàn)的“意外”現(xiàn)象
有這樣一個(gè)問題:把用濃鹽酸與石灰石制取的CO2通入澄清石灰水,沒有看到石灰水變渾濁,為什么?(原因:濃鹽酸具有很強(qiáng)揮發(fā)性,揮發(fā)出來的HCl氣體會(huì)較多地混在生成的CO2氣體中,在石灰水中先發(fā)生2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O反應(yīng),所以看不到渾濁。)
我準(zhǔn)備用濃鹽酸與石灰石制取的CO2通入澄清石灰水,造成石灰水沒有出現(xiàn)渾濁為情景來引出氣體需要除雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容。然而在實(shí)驗(yàn)過程中,又一個(gè)“意外”發(fā)生了,澄清石灰水不但變渾濁了而且速度更快!這是什么情況?大家很是納悶!
通過平時(shí)學(xué)習(xí)中,在幾次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“意外”是進(jìn)一步深究后的意外收獲,同學(xué)們也不會(huì)輕易放棄這次的“意外”,大家又開始了討論和各種猜想,最后得出結(jié)論:當(dāng)鹽酸濃度越高時(shí),反應(yīng)速率也隨之越快,盡管此時(shí)產(chǎn)生的CO2氣體中含有較多量氯化氫,但由于CO2的大量存在,仍舊使石灰水很快變渾濁。面對(duì)這個(gè)新發(fā)現(xiàn)大家都很興奮。
還有一道實(shí)驗(yàn)題:把鋁片浸入硫酸銅溶液中會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng)?有什么現(xiàn)象?(答案:2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu現(xiàn)象:鋁片表面附著一層紅色物質(zhì),溶液由藍(lán)色變成無色)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究:仔細(xì)觀察現(xiàn)象,意外發(fā)現(xiàn)不但除了以上現(xiàn)象外,還看到大量氣泡產(chǎn)生。同學(xué)們非常驚奇,疑惑:為什么?
此時(shí)由于同學(xué)們已經(jīng)具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)以及操作技能,加上平時(shí)對(duì)“意外”現(xiàn)象絕不放過的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度,這一“意外”發(fā)現(xiàn)激起同學(xué)們的探索欲望,于是各種猜想,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,最后又是一個(gè)收獲滿滿:原來是硫酸銅溶液是強(qiáng)酸弱堿鹽,水溶液呈酸性,因此還發(fā)生氫離子與鋁反應(yīng)生成氫氣,所以看到氣泡產(chǎn)生。又長知識(shí)了,同時(shí)也為高中的化學(xué)學(xué)習(xí)打下學(xué)習(xí)基礎(chǔ),與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。
在這樣的教學(xué)中,在解決問題的過程中,同學(xué)們體驗(yàn)探究的快樂,感受成功的喜悅,意外收獲的驚喜,我想,這不也正是為師最大的收獲嗎?因?yàn)槲覀兊慕虒W(xué),能讓學(xué)生不屈服權(quán)威、追求真理,成為正直的人,這不就是我們要培養(yǎng)的人才嗎?
參考文獻(xiàn):
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