整合教材內(nèi)容探究化學實驗教學改進方法

向美蓉

摘 要：“離子反應(yīng)”在中學階段的基本概念理論知識中占有極其重要的地位，貫穿整個高中化學教學。在“離子反應(yīng)”教學設(shè)計中，教師應(yīng)依據(jù)離子反應(yīng)的相關(guān)概念，讓學生從微觀角度認識物質(zhì)在水溶液中存在的形式及其所發(fā)生的反應(yīng)，并整合教材內(nèi)容，探究實驗方法改進，培養(yǎng)學生建立微觀分析化學的思路和方法。

關(guān)鍵詞：化學教學;離子反應(yīng);教學設(shè)計;探究實驗;改進方法

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2019）18-0056-02

《普通高中化學課程標準（2017年版）》的基本理念要求重視開展“素養(yǎng)為本”的教學，倡導(dǎo)開展以實驗為主的多種探究活動，重視教材內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變。而“離子反應(yīng)”第二課時是由離子反應(yīng)的概念、書寫離子反應(yīng)方程式及離子反應(yīng)（復(fù)分解型）發(fā)生的條件三部分內(nèi)容構(gòu)成的。本節(jié)課旨在達成幫助學生認識離子反應(yīng)的本質(zhì)、初步學會從微觀的角度認識物質(zhì)在水溶液中存在的形式及其所發(fā)生的反應(yīng)的教學目的。在實際教學中，教師通常以離子反應(yīng)的概念及書寫來落實教學目標。課時為40分鐘，如果將三部分都作為授課內(nèi)容，面面俱到，必然不能突出重點。針對學生缺乏從微觀角度認識物質(zhì)在水溶液中反應(yīng)實質(zhì)的認識這一問題，筆者將教材內(nèi)容進行重新整合，把離子反應(yīng)（復(fù)分解型）發(fā)生的條件提前講。本節(jié)課的實驗無危險，且操作比較簡單，學生可以分組探究。

一、情境導(dǎo)入

通過“清水”變“牛奶”的魔術(shù)表演引入新課，吸引學生的眼球，讓學生感受到化學的奇妙。

二、實驗探究過程設(shè)計

教師可首先請兩位學生上臺書寫B(tài)a（OH）2和H2SO4的電離方程式。一方面復(fù)習舊知識，另一方面為“魔術(shù)”揭秘做鋪墊。

實驗探究一選取的試劑是BaCl2與CuSO4溶液，讓學生通過實驗現(xiàn)象推測生成的物質(zhì)是BaSO4，引導(dǎo)學生從微觀視角認識水溶液中物質(zhì)行為及反應(yīng)的思維方式和方法，從而引出離子反應(yīng)的概念。之所以選擇試劑BaCl2與CuSO4溶液，是為了給后續(xù)實驗中的離子驗證做鋪墊，選擇有顏色的Cu2+，是為了吸引學生的注意力。但如果把BaCl2溶液滴加到CuSO4溶液中，反應(yīng)剛開始時產(chǎn)生的白色沉淀較為明顯，當?shù)渭拥揭欢繒r，Cu2+顏色干擾了白色沉淀的觀察。對于操作實驗來說，學生很難做到從頭到尾細致地觀察一個實驗，容易錯過開始的最佳觀察時機。為此，筆者設(shè)計了將CuSO4溶液滴加到BaCl2溶液中，這樣更便于學生觀察實驗現(xiàn)象，并且回答問題時也不會因離子的干擾出現(xiàn)差錯。教師通過對比反應(yīng)前后離子的數(shù)目，讓學生認識離子反應(yīng)的實質(zhì)。通過對實驗現(xiàn)象的觀察，學生可以知道實際參加反應(yīng)的離子是Ba2+和SO42-，生成的物質(zhì)是BaSO4。教師再引導(dǎo)學生用離子符號寫出表達式，從而引出離子方程式的概念。

實驗探究二是設(shè)計實驗方案，讓學生用現(xiàn)有的試劑及根據(jù)已學的知識，驗證反應(yīng)后的溶液中Cu2+、Cl-是否存在（如果選用試劑是Na2SO4溶液，則需要驗證的陽離子是Na+，而高一學生根據(jù)已有的知識無法檢驗）。這樣，既能幫助學生從微觀的角度認識離子反應(yīng)，又能培養(yǎng)學生實驗探究能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。在探究Cl-環(huán)節(jié)，沉淀溶解平衡會導(dǎo)致溶液中除了Cl-外還存在SO42-，因此需要排除SO42-的干擾，那么，如何除去Cl-中的SO42-呢？學生剛開始考慮到用硝酸鋇，轉(zhuǎn)念一想，又覺得不妥。若有SO42-存在，則需要靜置后再取上層清液進行試驗，靜置是需要一定時間的，會導(dǎo)致本節(jié)課無法得到實驗結(jié)果。最后學生決定用HNO3酸化的AgNO3來檢驗待測液中的Cl-，并通過實驗驗證Ag2SO4是溶于HNO3的白色沉淀。

在探究復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生條件時，教師安排了兩個探究實驗。學生在前兩個實驗后，可以直接得出離子反應(yīng)發(fā)生條件之一為產(chǎn)生沉淀，而通過觀察后面兩個探究實驗的現(xiàn)象，可知離子反應(yīng)發(fā)生條件之二是放出氣體，條件之三是生成水。

三、探究過程問題設(shè)計

教師應(yīng)通過實驗探究的方法幫助學生深入理解反應(yīng)的內(nèi)涵，培養(yǎng)學生解決化學問題的思維能力，讓學生經(jīng)歷“提出猜想→設(shè)計方案→實驗驗證”的過程，并得出結(jié)論，從而構(gòu)建科學探究思維模型。在“離子反應(yīng)”的實驗教學中，除教師演示外，可讓學生從以下問題入手開展探究實驗，見表1。

例如，在探究實驗一中，提出猜想：等體積等物質(zhì)的量濃度的BaCl2與CuSO4溶液混合，是否能發(fā)生化學反應(yīng)？設(shè)計方案：向盛有0.1mol/L BaCl2 溶液2mL的玻璃瓶中滴加0.1mol/L CuSO4 溶液2mL。得出結(jié)論：產(chǎn)生白色沉淀，證明有新物質(zhì)生成。這樣就能從宏觀上引導(dǎo)學生分析并歸納出驗證物質(zhì)反應(yīng)的一般方案：驗證新物質(zhì)的生成，如產(chǎn)生沉淀或反應(yīng)物的消失（如含酚酞的氫氧化鈉溶液加入鹽酸紅色褪去），這一過程是為了培養(yǎng)學生宏觀辨識能力。又如，在探究實驗一中，提出猜想：BaCl2與CuSO4溶液混合前后離子濃度有何變化？是不是混合后溶液中所有離子都發(fā)生了反應(yīng)？設(shè)計方案：取實驗一反應(yīng)后的上層清液于兩只試管中，向其中一只滴加Cu（OH）2溶液，另一只試管中滴加HNO3酸化的AgNO3溶液。得出結(jié)論：滴加Cu（OH）2溶液的試管中產(chǎn)生了藍色絮狀沉淀，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液試管中產(chǎn)生了白色沉淀，證明實驗一中Cu2+、Cl-的確沒有結(jié)合。通過產(chǎn)生白色沉淀這一現(xiàn)象，推測Ba2+、SO42-參與了反應(yīng)，而Cu2+、Cl-并沒有結(jié)合。

上述過程中，教師從微觀上引導(dǎo)學生探究溶液中微粒的變化，關(guān)注溶液中微粒間的相互作用?；谖⒘Ｗ饔糜^的教學方法，可以促進學生的認知從宏觀向微觀轉(zhuǎn)變。教師還要引導(dǎo)學生將實際參與或者生成的物質(zhì)用符號寫出來，也就是用離子方程式表示。

四、教學效果

通過本節(jié)課的學習，學生掌握了探究實驗的步驟，提高了實驗設(shè)計能力、操作能力、思考能力、觀察能力和實驗探究能力。同時通過整合教材內(nèi)容，深層次挖掘探究實驗，學生從“電離”的視角認識“離子反應(yīng)”的實質(zhì)，構(gòu)建“離子反應(yīng)”的概念。學生從微觀角度“再認識復(fù)分解反應(yīng)”，從“離子”的視角判斷是否有新的微粒生成，體會到從微觀粒子的角度認識水溶液間離子的反應(yīng)更能反映其實質(zhì)性，從而發(fā)現(xiàn)原有的認識方式具有一定的局限性，促進了從微觀向宏觀認知的轉(zhuǎn)變。教師依托于實驗，并通過任務(wù)驅(qū)動，培養(yǎng)了學生“宏觀辨識與微觀探析”的能力。

總之，教師通過對教材的優(yōu)化處理，層層深入，構(gòu)建出完整的框架，在課堂教學中培養(yǎng)了學生的化學素養(yǎng)，提高了學生的化學水平。但教師還應(yīng)不斷探索并嘗試行之有效的教學策略，以實現(xiàn)化學教學質(zhì)量的提高。

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