由“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”所想到的

夏喜泉 符麗萍 郭大鵬

【課前慎思】

課堂是教育教學(xué)改革最終歸屬與落腳的地方，新課改打開(kāi)了一片新的天地，但要真正達(dá)到課堂教學(xué)的理想境界，需要大膽地去沖破固有觀念的束縛，敢于超越書(shū)本，敢于大膽發(fā)表自己的獨(dú)立見(jiàn)解。

要大膽創(chuàng)新，讓課堂真正成為一個(gè)師生互動(dòng)、充滿激情與創(chuàng)意的過(guò)程。學(xué)生能不能創(chuàng)新，關(guān)鍵看教師，如果教師能有一點(diǎn)創(chuàng)意，有一點(diǎn)創(chuàng)新，就會(huì)在更大范圍內(nèi)影響學(xué)生，一個(gè)有創(chuàng)新的教師可以帶出一批頭腦開(kāi)放的、富有創(chuàng)新的學(xué)生。要敢于解放學(xué)生，減少約束，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自由空間，鼓勵(lì)質(zhì)疑，鼓勵(lì)想象。作為一節(jié)校本課，筆者選取的這節(jié)課的問(wèn)題情境是來(lái)自于《高中化學(xué)教材必修一（人教版）》的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，問(wèn)題的展開(kāi)是通過(guò)噴泉原理的剖析和對(duì)裝置氣密性檢驗(yàn)方法的探究與歸納，最后問(wèn)題的落腳點(diǎn)是新舊教材從沒(méi)涉及，而恰恰最能夠激發(fā)學(xué)生探索欲望的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)。

首先，分析學(xué)情。有資料在對(duì)1000名重點(diǎn)中學(xué)和普通中學(xué)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)心理等方面情況調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生最喜歡研究的化學(xué)知識(shí)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)，53.8%學(xué)生希望教師以典型實(shí)驗(yàn)、事例進(jìn)行分析。74.5%的學(xué)生能夠在別人的幫助與合作下完成實(shí)驗(yàn)。在高中階段許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生留下了深刻的印象，像“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”、“黑面包實(shí)驗(yàn)”和“鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”。選取這些“學(xué)生的興奮點(diǎn)”作為課題的切入，能夠很快地創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。本節(jié)課，知識(shí)點(diǎn)綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的思維和推理能力都有一定的要求。選擇的授課班級(jí)是學(xué)?！昂曛景嗟膶W(xué)生，他們基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，思維活躍，具備了用實(shí)驗(yàn)探究方法來(lái)解決問(wèn)題的能力。但是，由于是高一學(xué)生，整體看，實(shí)驗(yàn)操作能力較弱。

其次，教師在課堂上做過(guò)“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很想獲得親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。所以，利用一組由學(xué)生研究小組課前設(shè)計(jì)的用可樂(lè)瓶改裝的簡(jiǎn)易“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”裝置讓學(xué)生完成分組實(shí)驗(yàn)。運(yùn)用比較、分析、歸納等方法揭示現(xiàn)象的本質(zhì)。通過(guò)對(duì)研究小組為學(xué)生演示同樣產(chǎn)生噴泉的“冷熱水噴泉實(shí)驗(yàn)”的對(duì)比剖析，讓學(xué)生養(yǎng)成務(wù)實(shí)求真、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，歸納出噴泉的本質(zhì)，即壓強(qiáng)問(wèn)題。由這個(gè)壓強(qiáng)問(wèn)題作為主線，引入對(duì)裝置氣密性檢驗(yàn)問(wèn)題的探究。通過(guò)歸納氣密性檢驗(yàn)的方法和原理，提升學(xué)生的觀察能力、分析能力和遷移能力。

再次，分析一套裝置的氣密性檢驗(yàn)和裝置的一部分發(fā)生噴泉實(shí)驗(yàn)引發(fā)裝置所產(chǎn)生的現(xiàn)象。由現(xiàn)象自然給出“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”，升華壓強(qiáng)和裝置氣密性在實(shí)驗(yàn)中的重要地位。

最后，通過(guò)給出兩組正向和反向“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造自己的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”的欲望。讓學(xué)生敢于質(zhì)疑，勤于思索，逐步形成獨(dú)立思考的能力。小組進(jìn)行可行性分析，培養(yǎng)學(xué)生善于與人合作，具有團(tuán)隊(duì)精神。希望這堂課帶給學(xué)生的不是簡(jiǎn)單的一些化學(xué)知識(shí)，而是對(duì)化學(xué)學(xué)科思維、學(xué)科習(xí)慣的進(jìn)一步提升，希望我的學(xué)生能夠熱愛(ài)我的課堂、熱愛(ài)化學(xué)、熱愛(ài)生活。

【教學(xué)實(shí)錄】

1.情境創(chuàng)設(shè)

屏幕顯現(xiàn)（美國(guó)拉斯維加斯音樂(lè)噴泉、哈爾濱索菲亞教堂音樂(lè)噴泉）

師：請(qǐng)看大屏幕，美嗎？

生：美。

師：這是美國(guó)拉斯維加斯音樂(lè)噴泉和哈爾濱索菲亞教堂音樂(lè)噴泉。

屏幕顯現(xiàn)（圖1：氨的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置）

【噴泉情景一】

師：再看大屏幕，這個(gè)裝置是否熟悉？

生：熟悉，氨的噴泉實(shí)驗(yàn)。

師：對(duì)，這是課堂上老師演示過(guò)的“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”的裝置。

屏幕顯現(xiàn)（圖2：兩個(gè)單孔塞連接圓底燒瓶和可樂(lè)瓶，可樂(lè)瓶上打孔，用透明膠帶粘好），

【噴泉情景二】再看大屏幕，這個(gè)裝置熟悉嗎？

生：不熟悉（搖頭）。

師：我想利用這個(gè)裝置來(lái)完成氨的噴泉實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該怎么操作？

（小組討論歸納）

生1：撕開(kāi)透明膠帶，往里吹氣，把酚酞溶液吹人可樂(lè)瓶中。（學(xué)生笑了）

師：誰(shuí)來(lái)吹？怎么吹？（學(xué)生大笑）

生2：擠壓可樂(lè)瓶，讓少量酚酞試液進(jìn)入圓底燒瓶，撕開(kāi)透明膠帶。（學(xué)生掌聲）

【噴泉情景三】

師：在你們的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上擺放的是研究小組課前為大家準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)儀器，其中可樂(lè)瓶沒(méi)有打孔，他們想讓大家利用這個(gè)裝置同樣完成氨的噴泉實(shí)驗(yàn)，怎么操作？

（小組討論）

生：擠壓可樂(lè)瓶，讓少量酚酞試液進(jìn)入圓底燒瓶，打開(kāi)可樂(lè)瓶上的單孔塞。

2.問(wèn)題探究

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）

（注：研究小組在課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，有意設(shè)計(jì)了幾組收集不滿的裝置）

師：剛才有幾組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不太明顯，可能是什么原因呢？

（學(xué)生分析歸納產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象不明顯或?qū)嶒?yàn)失敗的原因）（誤差分析）

生：燒瓶裝置氣密性不好;收集氨時(shí)燒瓶潮濕;收集的氨不純或較少等等。

3.匯報(bào)交流

屏幕顯現(xiàn)（圖3：圓底燒瓶中噴泉為藍(lán)墨水）

【噴泉情景四】

師：看大屏幕，這是一個(gè)藍(lán)墨水的噴泉實(shí)驗(yàn)。

（學(xué)生面帶疑問(wèn)，能噴上來(lái)這么多嗎？）

師：我們的研究小組課前給大家完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)他們?yōu)榇蠹艺故疽幌聦?shí)驗(yàn)過(guò)程。

（學(xué)生小組演示實(shí)驗(yàn)：冷熱水噴泉實(shí)驗(yàn)，圓底燒瓶中倒熱水，搖動(dòng)片刻、倒出，連接好裝置，迅速澆冷水，藍(lán)墨水噴至約燒瓶溶劑的一半。）

【噴泉情景五】

師：玻璃導(dǎo)管將圓底燒瓶與一裝有酒精的錐形瓶連接，如果不借助熱源，你能制造出噴泉的效果來(lái)嗎？（可以借助化學(xué)藥品）

生：將錐形瓶放人裝有濃硫酸的燒杯中，向燒杯中加水，攪拌。（學(xué)生鼓掌）

4.分析歸納

師：分析了這么多的實(shí)驗(yàn)，那么能夠產(chǎn)生噴泉的本質(zhì)原因到底是什么呢？

生：兩個(gè)容器通過(guò)連接管組成氣密性良好的連通器，裝有液體的容器壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于另一個(gè)容器的壓強(qiáng)（即產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差），就會(huì)產(chǎn)生噴泉。

師：關(guān)鍵問(wèn)題是壓差的存在（即壓強(qiáng)問(wèn)題）和密閉容器。

師：那么如何檢驗(yàn)裝置是否密閉呢？

5.新知建構(gòu)

屏幕顯現(xiàn)：圖4

【小組討論交流】

師：圖4裝置氣密性的檢驗(yàn)方法？

（學(xué)生思考、交流）

生：把導(dǎo)管的下端浸入水中，用手焐熱燒瓶，導(dǎo)管口若有氣泡冒出，松開(kāi)手后，水又回升到導(dǎo)管中（形成一段水柱），則證明氣密性良好，否則漏氣。

屏幕顯現(xiàn)：圖5

師：圖五裝置氣密性的檢驗(yàn)方法？

（學(xué)生思考、交流）

生1：方法一：焐熱法（同上）。

生2：方法二：在長(zhǎng)頸漏斗中注入一定量的水，一段時(shí)間后，停止加水后，水面能停留在某一位置不再下降，說(shuō)明不漏氣。

屏幕顯現(xiàn)：圖6

師：圖6裝置氣密性的檢驗(yàn)方法？

（學(xué)生思考、交流）

生：（同上生2）

師：那么圖1噴泉實(shí)驗(yàn)裝置氣密性的檢驗(yàn)方法？（將圖1同圖4做對(duì)比）

（學(xué)生思考片刻，頓悟）

生：（同圖4檢驗(yàn)方法一致）

師：裝置氣密性檢驗(yàn)的方法和原理是什么呢。

生：氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成，水柱的形成，液面的升降等）來(lái)判斷裝置氣密性的好壞。

6.再設(shè)情境

屏幕顯現(xiàn)（圖7）

師：如何檢驗(yàn)這套裝置的氣密性情況？

（學(xué)生提供方法很多，教師一一評(píng)價(jià)）

生：在G裝置左導(dǎo)管的末端接一個(gè)注射器，再慢慢推動(dòng)注射器活塞，如果各裝置內(nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管里均形成了一段穩(wěn)定的液柱，就說(shuō)明各裝置不漏氣。

師：如果我輕捏膠頭滴管A，片刻后打開(kāi)止水夾，會(huì)有什么現(xiàn)象出現(xiàn)？

生：A中產(chǎn)生紅色噴泉，B中液體噴入A中，c中液體進(jìn)入B中，B中溶液紅色變淺，E中液體進(jìn)入D中，D中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，G中液體進(jìn)入F中，F(xiàn)中產(chǎn)生紅褐色沉淀。

（面對(duì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生睜大了眼睛笑了，覺(jué)得很驚喜）

7.問(wèn)題生成

師：這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常類似與見(jiàn)過(guò)的一種游戲“多米諾骨牌”，所以，把這樣的實(shí)驗(yàn)稱之為“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”。它是利用化學(xué)反應(yīng)中氣體產(chǎn)生的壓力，使多個(gè)化學(xué)反應(yīng)依次發(fā)生。整個(gè)反應(yīng)只需要第一個(gè)反應(yīng)發(fā)生，就會(huì)出現(xiàn)像多米諾骨牌游戲一樣情景。

師：“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”的產(chǎn)生條件是什么呢？

生：氣密性良好、存在壓差（即壓強(qiáng)問(wèn)題）。（和噴泉實(shí)驗(yàn)的原理相同）

8.拓展遷移

師：剛才分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是“多米諾骨牌”由后向前推，那么，請(qǐng)看下面的實(shí)驗(yàn)。（給出一組正向“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生分析）。

9.思維發(fā)散

師：請(qǐng)同學(xué)們發(fā)揮你們的創(chuàng)造力，根據(jù)已有知識(shí)，獨(dú)自創(chuàng)造自己的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”。

（學(xué)生認(rèn)真思考，邊思考、邊畫(huà)圖）

（教師展示幾組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）

10.合作探究

師：大家能否對(duì)他們?cè)O(shè)計(jì)的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行可行性分析？

（學(xué)生評(píng)價(jià)）

（其中，一名學(xué)生設(shè)計(jì)了教師沒(méi)有想到的情況，在一套裝置的中間產(chǎn)生壓差，“骨牌”同時(shí)向兩側(cè)推動(dòng)。）

師：那么，什么樣的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”現(xiàn)象是最壯美的呢？

生1：裝置越多、“骨牌“越長(zhǎng)越好。

生2：現(xiàn)象越明顯，顏色越多越好。

生3：最好是多種氣體推動(dòng)“骨牌“前進(jìn)，而且，氣體都是逐一生成的。

師：那么，你們已有的知識(shí)能設(shè)計(jì)這樣的實(shí)驗(yàn)嗎？

（學(xué)生遺憾的搖頭）

師：所以，大家要不斷的積累知識(shí)，相信，你們不光能夠設(shè)計(jì)出最美的“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”，還能創(chuàng)造出很多的奇跡。（學(xué)生笑）

師：我想這堂課給大家?guī)?lái)的不光是有趣的化學(xué)知識(shí)，我更期望的是，大家能收獲一種思想。其實(shí)，只要我們用心去體會(huì)，去挖掘，很多知識(shí)之間是存在著相互聯(lián)系的。生活也是一樣，只要我們能夠用耳朵去認(rèn)真聆聽(tīng)，用眼睛去仔細(xì)捕捉，用心靈去敏銳的感受生活所給予我們的一切，相信，我們都會(huì)收獲到壯美的人生。