讓實(shí)驗(yàn)成為展現(xiàn)化學(xué)魅力的“助推器”

盧振 汪輝

摘 要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)知識(shí)最真實(shí)的載體，是化學(xué)教學(xué)的靈魂。教學(xué)中巧用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀發(fā)展，培養(yǎng)外延遷移能力，豐富教材潛在價(jià)值，讓學(xué)生真正感受到化學(xué)育人的魅力。

關(guān)鍵詞：微型 整合 隱含 助推器

【中圖分類號(hào)】G 642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-8877（2019）11-0024-02

波義耳說(shuō)過(guò)：“不應(yīng)該把理性放在高于一切的位置，知識(shí)就從實(shí)驗(yàn)中獲得，實(shí)驗(yàn)是最好的老師?！睂?shí)驗(yàn)教學(xué)既是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，也是化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的一種重要渠道和有效手段。離開了實(shí)驗(yàn)的化學(xué)教學(xué)只能是“空中閣樓”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)僅僅只是簡(jiǎn)單地演示實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證某一物質(zhì)的性質(zhì)，還應(yīng)該成為學(xué)生在學(xué)習(xí)中進(jìn)行知識(shí)、情感、思維交流的一個(gè)載體，更是展現(xiàn)化學(xué)魅力的“助推器”。本文擬從四個(gè)方面淺談自己的實(shí)踐與想法，以期引起同行的重視與思考。

1.重視微型探究實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀發(fā)展

在高三復(fù)習(xí)階段，化學(xué)教學(xué)經(jīng)常是以課堂講解和課后練習(xí)為主，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)幾乎不在進(jìn)行了，這種紙上談兵的復(fù)習(xí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯然不是最佳的，但如果把課本上的實(shí)驗(yàn)重復(fù)，學(xué)生又不感興趣，而且不會(huì)提高認(rèn)知水平。

但由于高三復(fù)習(xí)時(shí)間緊，大部分教師認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)做過(guò)一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)際教學(xué)中只是讓學(xué)生回顧相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或由相關(guān)的現(xiàn)象推斷物質(zhì)。我通過(guò)對(duì)不同班級(jí)的學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在高一、高二年級(jí)經(jīng)常進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的學(xué)生對(duì)化學(xué)現(xiàn)象或由相關(guān)的現(xiàn)象推斷物質(zhì)的能力較強(qiáng)，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的記憶也較好。而那些不經(jīng)常做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生則這方面比較差。在高三復(fù)習(xí)時(shí)教師要善于設(shè)計(jì)合理的微型化學(xué)分組實(shí)驗(yàn)是提高復(fù)習(xí)效率和加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維能力的關(guān)鍵。

微型化學(xué)分組實(shí)驗(yàn)便于操作、污染少、安全簡(jiǎn)單、節(jié)約時(shí)間、節(jié)省經(jīng)費(fèi)、面向全體學(xué)生，從而可以提高高三的課堂教學(xué)效率。在高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課中的恰當(dāng)引入微型實(shí)驗(yàn)“提升了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和從現(xiàn)象中提取結(jié)論和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，這是傳統(tǒng)復(fù)習(xí)模式不易達(dá)成的；此外，緊張的高三復(fù)習(xí)適時(shí)穿插化學(xué)實(shí)驗(yàn)，不失為對(duì)緊張復(fù)習(xí)狀態(tài)的一種調(diào)節(jié)。

2.優(yōu)化整合典型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)外延遷移能力

縱觀近幾年高考實(shí)驗(yàn)試題，不難看到高考與高三復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的密切聯(lián)系。一道好的高考實(shí)驗(yàn)試題折射出來(lái)的不僅僅是考查化學(xué)教學(xué)中的“雙基”，更為值得思考的是它對(duì)現(xiàn)實(shí)高三復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)，尤其傳遞了高三復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)掌控的抓手。下面以2013年福建省高考理綜化學(xué)卷中的一道實(shí)驗(yàn)試題加以探討。

固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜。某學(xué)習(xí)小組以Mg

（NO3）2為研究對(duì)象，擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其熱分解產(chǎn)物，提出如下4種猜想：甲：Mg（NO2）2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2（1）（略）針對(duì)甲、乙、丙猜想，設(shè)計(jì)如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置（加熱、夾持儀器等均省略）：

圖1

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程①（略）②根據(jù)D中小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O2存在，未檢測(cè)到的原因是_______③（略）。

從這道高考實(shí)驗(yàn)題來(lái)看，試題在規(guī)定的范圍內(nèi)源于教材，立意高于教材，具體體現(xiàn)在：實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置并不復(fù)雜，可以說(shuō)這樣的實(shí)驗(yàn)裝置都是平時(shí)教材或階段測(cè)試出現(xiàn)過(guò)的，考生似曾相識(shí)，認(rèn)真分析一下，會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)這些實(shí)驗(yàn)裝置是由典型實(shí)驗(yàn)外延而來(lái)。如圖2中的B、C，就其在實(shí)驗(yàn)中的作用來(lái)看，是為了除去混在O2中的NO2，這點(diǎn)和教材上實(shí)驗(yàn)室制備純凈氯氣相似。再進(jìn)一步觀察分析B、C，還會(huì)看到B、C中裝的都是NaOH溶液，究竟意欲何為呢？從化學(xué)試劑酚酞的性質(zhì)深層次分析來(lái)看，B裝置用來(lái)除去NO2，C裝置的意義就在于驗(yàn)證已被除完。從這個(gè)意義上說(shuō)，B、C的聯(lián)合類似教材上的“驗(yàn)證二氧化硫中混有二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)（如圖2）所示，其中高錳酸鉀溶液用來(lái)除去二氧化硫，品紅用來(lái)驗(yàn)證

酸性高錳酸鉀溶液 品紅溶液 足量澄清石灰水

圖2

二氧化硫已經(jīng)被除完。這其實(shí)也是教材上典型化學(xué)實(shí)驗(yàn)“檢驗(yàn)碳與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物”的外延遷移。不僅如此，這道實(shí)驗(yàn)試題的問(wèn)題解決，還涉及元素化合物層面上的外延遷移，如裝置D中的Na2SO3溶液在這里的作用定位是檢驗(yàn)硝酸鎂分解產(chǎn)物中含有的氧氣，原理是亞硫酸鈉溶液因水解而呈堿性，酚酞在此時(shí)顯紅色，當(dāng)酚酞顯無(wú)色時(shí)說(shuō)明Na2SO3溶液被氧氣氧化為Na2SO4溶液（干擾檢驗(yàn)O2的NO2已被驗(yàn)證除完）。與此相似，懂得“外延遷移”學(xué)生就有了解決下面試題中的問(wèn)題的思路，如試題中（3）②：“小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中O2有存在，未檢測(cè)到的原因是 ?！苯鉀Q這個(gè)問(wèn)題讓那些思維嚴(yán)密的學(xué)生，會(huì)想到B中形成的NaNO2可能類似Na2SO3，可以被O2氧化，正是這樣的外延遷移的可能，從而解決了“D中無(wú)明顯現(xiàn)象”，突破了高考中的難點(diǎn)。可見(jiàn)高考命題游刃于課程標(biāo)準(zhǔn)與高考考試說(shuō)明之間，源于教材卻高于之，很大程度上是以課本典型實(shí)驗(yàn)為平臺(tái)，從多個(gè)層面在這些熟悉的“典型實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)上進(jìn)行外延遷移，挑戰(zhàn)學(xué)生綜合解題能力的上限，展現(xiàn)化學(xué)魅力。

3.挖掘隱含課程實(shí)驗(yàn)，豐富教材潛在價(jià)值

新課程教材中設(shè)置了豐富的隱含課程資源。這些隱含的課程資源是教材編寫者對(duì)教材的一種獨(dú)特的處理手法，給教師的教學(xué)提供了寬廣的想象空間。教師在教學(xué)過(guò)程中要領(lǐng)會(huì)教材編者的意圖，深刻挖掘教材的豐富性，把顯露的和暗含的都一一挖掘出來(lái)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使其心領(lǐng)神會(huì)，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力發(fā)展。如在高一教《硫酸的制備和性質(zhì)》時(shí)，大綱要求做2個(gè)實(shí)驗(yàn)：濃硫酸的吸水性和脫水性。在濃硫酸的脫水性實(shí)驗(yàn)中隱含的課程資源表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象中：（1）試管中的蔗糖變黑，迅速膨脹，試管發(fā)燙。（2）品紅溶液褪色。

表面處理：僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就事論事，蔗糖變黑是因?yàn)檎崽欠肿邮紺12H22O11，在濃硫酸作用下分子中的原子按水的組成比例從蔗糖分子中脫出，從而使蔗糖變成了炭，顏色變黑。品紅溶液褪色說(shuō)明濃硫酸在脫水過(guò)程中產(chǎn)生了二氧化硫氣體。

適度挖掘：引導(dǎo)學(xué)生思考，蔗糖變黑后體積為什么會(huì)膨脹變大，二氧化硫氣體是如何產(chǎn)生的？蔗糖脫水變黑的過(guò)程中產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體使炭黑變得疏松多孔，從而體積膨脹變大。這些氣體是CO2和SO2它們是炭和濃硫酸反應(yīng)得到的，由于濃硫酸在脫水過(guò)程中會(huì)放出熱量使混合物的溫度急劇升高導(dǎo)致炭和濃硫酸反應(yīng)。該實(shí)驗(yàn)同時(shí)也體現(xiàn)了濃硫酸的另一個(gè)重要性質(zhì)：強(qiáng)氧化性。反應(yīng)方程式為：C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O↑

拓展引申：教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考并自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的二氧化硫是炭和濃硫酸反應(yīng)得到的。能夠說(shuō)明有二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是洗氣瓶Ⅰ中品紅溶液褪色。能夠說(shuō)明有二氧化碳?xì)怏w存在的現(xiàn)象是洗氣瓶Ⅲ中的品紅溶液不褪色，洗氣瓶Ⅵ中的澄清石灰水變渾濁。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)知識(shí)最真實(shí)的載體，是化學(xué)教學(xué)的靈魂。借助實(shí)驗(yàn)梳理出化學(xué)核心知識(shí)讓化學(xué)課的學(xué)科味道更加濃厚，提高課堂教學(xué)效果、促進(jìn)學(xué)生探究能力的不斷升華，讓學(xué)生真正感受到化學(xué)育人的魅力。

參考文獻(xiàn)

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[2]胡建勛.關(guān)于提高化學(xué)高考實(shí)驗(yàn)題解題策略的探究[J].考試周刊，2019（30）：174-174