因勢利導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力

胡石勇

【案例課題】

二氧化碳的性質(zhì)。

【案例背景】

我校是一所民辦公助性質(zhì)的學(xué)校，享有自主招生的權(quán)力，所以生源素質(zhì)比較好，學(xué)生的思維比較活躍，課堂上學(xué)生提出的問題也層出不窮，有時候甚至讓老師覺得有點招架不住。但是作為老師，我喜歡這種氛圍，思維碰撞產(chǎn)生的火花能讓我感受到教與學(xué)交融的樂趣。然而，在越來越注重考查學(xué)生思維的形勢下，如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，讓學(xué)生學(xué)會舉一反三、做到學(xué)以致用卻是一個很大的難題。

我在上“二氧化碳的性質(zhì)”一課時做了如下一些處理，在這里跟大家探討一下。

【情境描述】

每年上“二氧化碳的性質(zhì)”的時候我都會覺得有點別扭，這種別扭源于教材的銜接不是很緊密，尤其是二氧化碳的溶解性和與水反應(yīng)這兩個實驗之間的聯(lián)系不是很緊密，思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因此導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生很多疑惑。比如在學(xué)習(xí)二氧化碳的物理性質(zhì)時，書本上有這樣一個實驗：

【傾倒二氧化碳的實驗】

這個實驗的現(xiàn)象有哪些？ 答：蠟燭由下而上依次熄滅。

得出什么結(jié)論？ 答：二氧化碳密度比空氣大，不支持燃燒，也不可燃燒。

可能學(xué)生對這個現(xiàn)象記得很清楚，結(jié)論也可以背得很熟，但是有的學(xué)生對這個實驗的原理還不是很理解，因此，我就把二氧化碳換成水再做一次上述實驗。很多原來不理解的學(xué)生就有了一種恍然大悟的感覺。

另外，在做“二氧化碳的溶解性實驗”時，我做了些擴(kuò)展。

【二氧化碳的溶解性實驗】

實驗現(xiàn)象：礦泉水瓶變癟了。

實驗結(jié)論：二氧化碳可溶于水。

擴(kuò)展思考：為什么選用礦泉水瓶？可以用平時喝水用的硬塑料瓶來做這個實驗嗎？

試試看：假如老師給你下列物品：一瓶空氣，一瓶二氧化碳，一個盛有水的水槽，你能設(shè)計一個方案來證明二氧化碳確實溶于水嗎？（溫馨提示：仔細(xì)思考一下，這里為什么提供一瓶空氣給你呢？有什么用途呢？）

學(xué)生經(jīng)過討論，得出五花八門的方案，但就是很難切中要點，盡管前面有思考題的暗示，而且題目里已經(jīng)給出了溫馨提示，但很多同學(xué)視而不見，或者說根本就漠不關(guān)心，仍然照搬上面的實驗，說“將水倒入裝有二氧化碳的集氣瓶中”的占了絕大部分。于是我不得不再次解釋這個實驗的原理：因為礦泉水瓶比較軟，二氧化碳溶于水之后，瓶里的壓強(qiáng)變小，于是礦泉水瓶被壓扁了。而集氣瓶是玻璃材質(zhì)的，大氣壓是不能把它壓變形的，所以不能仿照書本的實驗去設(shè)計實驗了。再細(xì)心點看看提示，為什么給出一瓶空氣呢？目的何在呢？

通過步步深入的引導(dǎo)，最后得出合理方案：將兩個集氣瓶分別倒扣于水中，一段時間后，觀察對比兩個集氣瓶中液面上升的高度。在這里讓學(xué)生第一次接觸到在設(shè)計實驗的時候要通過設(shè)置對比實驗來增強(qiáng)實驗的說服力的思維方法。

然后繼續(xù)發(fā)散學(xué)生的思維：你還有其他的實驗方案證明二氧化碳可溶于水嗎？然后讓學(xué)生討論其他可行的方案，并進(jìn)行實驗驗證。這樣一來，學(xué)生在理解實驗原理的基礎(chǔ)上，不知不覺中就學(xué)會舉一反三了。

接下來通過設(shè)疑的方式引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。

提問：有沒有同學(xué)對剛才的溶解性實驗有疑問的呢？你們覺得這個實驗是否嚴(yán)謹(jǐn)？

馬上就有幾個學(xué)生不約而同地提出疑問了：老師，你怎么知道二氧化碳只是溶解在水里，而不是跟水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而減少了呢？

我高興地說：這個問題提得非常好！說明你們在動腦筋思考。下面我們一起來解答這個問題。

【提供資料】

1.在溶于水的過程中，有大約1%的二氧化碳會與水反應(yīng)生成碳酸。即：H2O+CO2=H2CO3

2.碳是一種酸，能使紫色石蕊變紅色。

【設(shè)問】：在實驗后的礦泉水瓶里面的液體中，含有哪些物質(zhì)？

【學(xué)生回答】：水、二氧化碳、碳酸。

接著往瓶中滴加紫色石蕊試液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅，引發(fā)猜想：

猜想一：是水使紫色石蕊試液變紅

猜想二：是CO2使紫色石蕊試液變紅

猜想三：是H2CO3使紫色石蕊試液變紅

請你設(shè)計實驗證明哪種猜想是對的。

讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，設(shè)計實驗驗證二氧化碳與水反應(yīng)。并請代表發(fā)言，說出自己小組的設(shè)計步驟，選出最佳方案。在設(shè)計實驗的過程中，培養(yǎng)了學(xué)生在設(shè)計對比實驗的時候注意控制變量的思維。經(jīng)過一番激烈的討論評價，最后得出最佳方案就是書本118頁上的紫花實驗。

在分析實驗現(xiàn)象的時候，注重學(xué)生對每一步實驗的理解，為什么要這么做？這樣做的目的是什么？不這樣做行不行？通過設(shè)置一系列的問題，讓學(xué)生牢記在設(shè)計實驗的時候必須要設(shè)置對比實驗，這樣才能有效地增強(qiáng)實驗的說服力，讓學(xué)生牢牢地掌握這種思維方式。

【反思與總結(jié)】

我個人覺得，上課的側(cè)重點不同，得到的效果就會不一樣。由此可見，認(rèn)真?zhèn)湔n是上好一節(jié)課的前提，備課不只是要吃透教材，還要充分了解學(xué)生的認(rèn)知水平、思維能力水平，尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，步步深入地引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的化學(xué)思維方式，只有這樣才能切實地提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

編輯 郭小琴