把握課堂教學(xué)契機(jī) 開展課外實(shí)驗(yàn)探究

武威第六中學(xué)

一、以演示實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象引發(fā)實(shí)驗(yàn)探究

在化學(xué)課堂教學(xué)中做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能會(huì)觀察到一些異常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)這些異?，F(xiàn)象總是充滿好奇。這時(shí)，如果抓住機(jī)會(huì)，利用學(xué)生的好奇心布置課外實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，學(xué)生肯定樂于參與。例如，在做Al與酸、堿溶液反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)中，常常會(huì)觀察到Al片與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，溶液中都有灰黑色固體出現(xiàn)，直到反應(yīng)停止灰黑色固體也不會(huì)消失。針對(duì)這一異?，F(xiàn)象，我布置了一項(xiàng)探究灰黑色固體成分的課外實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。我讓課代表組織有興趣的學(xué)生組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)小組，利用課外活動(dòng)時(shí)間查閱資料，通過交流討論設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。兩天后，在實(shí)驗(yàn)室組織了一次由活動(dòng)小組學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。首先，討論實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生提出了兩種假設(shè)。假設(shè)一：成分是Al片中含有的不與酸、堿反應(yīng)的雜質(zhì)碳；假設(shè)二：可能是從Al片上脫落下來的Al的細(xì)小顆粒。然后，根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)如下方案：將Al片與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)后的渾濁液分離掉剩余的Al片后靜置，傾倒去上層清液后，將剩余灰黑色殘?jiān)殖蓛煞?，一份加入鹽酸，另一份中加入NaOH溶液，觀察現(xiàn)象。按照上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)殘?jiān)屑尤胱懔康柠}酸或NaOH溶液時(shí)液體中都有細(xì)小的氣泡冒出，最終兩個(gè)試管中都得到無色透明的溶液。經(jīng)過分析后得出結(jié)論：假設(shè)二正確，灰黑色顆粒的成分是Al。類似的素材還有：銅和濃硝酸反應(yīng)過程中溶液顏色呈綠色的原因探究；過氧化鈉與水反應(yīng)后的溶液中滴入酚酞，溶液變紅又褪色的原因探究；金屬鈉燃燒實(shí)驗(yàn)中，熔化的鈉球表面有黑色物質(zhì)的原因探究等。通過這些活動(dòng)，讓實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生有了探索的成就感，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣倍增，在實(shí)驗(yàn)過程中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也格外仔細(xì)。

二、以反常探究方案引發(fā)實(shí)驗(yàn)探究

在探究實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生可能會(huì)提出一些不合常規(guī)的探究方案，這時(shí)如果能順勢布置一個(gè)探究任務(wù)，也會(huì)取得令人滿意的效果。例如，在探究原電池形成條件及原理的實(shí)驗(yàn)中，將鋅片和銅片用中間串聯(lián)電流計(jì)的導(dǎo)線連接后，同時(shí)插入盛有CuSO4溶液的燒杯中，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明構(gòu)成了原電池，負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+，正極：Cu2++2e-=Cu,但實(shí)驗(yàn)過程中觀察到鋅片上有銅析出的現(xiàn)象與原電池原理相矛盾。學(xué)生討論后認(rèn)為是由鋅片與CuSO4溶液直接接觸所致，隨即提出改進(jìn)方案，將鋅片和銅片用中間串聯(lián)電流計(jì)的導(dǎo)線連接后，分別插入盛有ZnSO4溶液和CuSO4溶液的燒杯中，結(jié)果看到電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。討論后得出結(jié)論：是因?yàn)闆]有構(gòu)成閉合回路。對(duì)此，多數(shù)學(xué)生提出解決方案是用鹽橋連接兩種溶液，但有個(gè)別學(xué)生提出用銅絲將兩種溶液連接。對(duì)于后一種方案，我讓學(xué)生課后去探究，課后通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針的確偏轉(zhuǎn)了，說明也構(gòu)成了原電池，但學(xué)生不明白原理。我讓學(xué)生等待幾天學(xué)習(xí)電解原理后再討論。學(xué)生等到學(xué)完電解原理后，終于明白這個(gè)裝置一部分是原電池，另一部分是電解池。整個(gè)探究過程中學(xué)生充滿期待，參與度極高。

三、以習(xí)題課教學(xué)中學(xué)生的質(zhì)疑引發(fā)實(shí)驗(yàn)探究

在習(xí)題課教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)可能會(huì)對(duì)某些實(shí)驗(yàn)題目給出的實(shí)驗(yàn)方法提出質(zhì)疑。在教學(xué)中若能因勢利導(dǎo)，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，也能取得意想不到的效果。例如，練習(xí)中遇到如何鑒別蘇打溶液和小蘇打溶液的問題，學(xué)生普遍的結(jié)論是分別取上述兩種溶液少許于試管中，分別加入CaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生的是蘇打溶液，無白色沉淀產(chǎn)生的是小蘇打溶液。但也有個(gè)別學(xué)生提出異議，認(rèn)為小蘇打溶液中，由于HCO3-離子的電離中也有CO32-離子存在，因此，加入CaCl2溶液時(shí)也會(huì)有少量白色沉淀產(chǎn)生。針對(duì)這一觀點(diǎn)，我利用課外活動(dòng)時(shí)間組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn)探究，根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中變量控制原則，先配制了2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，在兩種溶液中分別逐滴加入相同濃度的CaCl2溶液，看到Na2CO3溶液中立即有大量白色沉淀產(chǎn)生，NaHCO3溶液中先有輕微渾濁,隨CaCl2溶液的不斷滴入，渾濁現(xiàn)象愈加明顯，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)渾濁液中還有細(xì)小的氣泡不斷冒出。隨后將2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液同時(shí)稀釋2倍、4倍和20倍后分別進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象與第一組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象基本一致，只是NaHCO3溶液的濃度越小，滴入CaCl2溶液時(shí)產(chǎn)生渾濁需要的時(shí)間越長，產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象越不明顯。最終得出結(jié)論：用CaCl2溶液區(qū)分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液時(shí)不能只憑是否有白色沉淀產(chǎn)生而加以區(qū)分，而是要通過對(duì)比產(chǎn)生白色沉淀的快慢和是否有氣泡產(chǎn)生來區(qū)分。同時(shí)，通過對(duì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象原因的討論分析，也加深了學(xué)生對(duì)外界條件變化對(duì)化學(xué)平衡的影響及HCO3-電離平衡與水解平衡之間相互影響的理解。

在教學(xué)中抓住契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)探究中，更容易讓大家獲得科學(xué)探究的體驗(yàn)，掌握科學(xué)探究的方法，從而提高科學(xué)研究的素養(yǎng)。