硫酸銅溶液和鐵釘反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法微調(diào)策略淺析

康萍

摘要：小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，不是通過(guò)教師的講授或?qū)W生簡(jiǎn)單的記憶就可以實(shí)現(xiàn)的，而是通過(guò)學(xué)生親歷某些科學(xué)探究活動(dòng)，在參與的過(guò)程中產(chǎn)生體驗(yàn)、感悟，最終內(nèi)化而成。教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候切勿照本宣科、教條主義，應(yīng)該針對(duì)學(xué)生的年齡階段和該階段的接受能力分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮到如何鍛煉學(xué)生思考的能力，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的操作方案，不是讓學(xué)生一味地重復(fù)老師的操作，反反復(fù)復(fù)做無(wú)用功。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)方法;實(shí)驗(yàn)策略

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展，是小學(xué)科學(xué)課程中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要方式。而實(shí)驗(yàn)方法的合理設(shè)計(jì)，是保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效開(kāi)展的基礎(chǔ)。小學(xué)科學(xué)教材中的教學(xué)內(nèi)容包括大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，但在實(shí)際教學(xué)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)可能不太適合自己的學(xué)生。這是由于教材的適應(yīng)性而普遍存在的問(wèn)題?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》強(qiáng)調(diào)“科學(xué)教師要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材”，應(yīng)根據(jù)“教學(xué)資源的不同和學(xué)生的差異性”，對(duì)“教材做適切性的處理加工”。因此，為了讓實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展更符合本校學(xué)生的接受水平，我們往往會(huì)根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況對(duì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方法做一些調(diào)整。筆者以硫酸銅溶液和鐵釘反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)為例，做了如下思考和調(diào)整。

一、教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)述

硫酸銅溶液和鐵釘?shù)姆磻?yīng)，是教科版小學(xué)科學(xué)教材2004年5月版本六年級(jí)下冊(cè)“物質(zhì)的變化”單元第6小節(jié)——“化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象”一課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

這節(jié)課是一節(jié)總結(jié)性質(zhì)的課，結(jié)合學(xué)生在此之前研究的加熱白糖、蠟燭燃燒、碘酒滴在淀粉上、小蘇打和白醋混合、鐵生銹等化學(xué)變化，整理化學(xué)變化過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的一些常見(jiàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生從現(xiàn)象初步判斷物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)變化，然后通過(guò)尋找證據(jù)，判斷是否產(chǎn)生了新物質(zhì)，從而確定物質(zhì)的變化是否為化學(xué)變化。

觀察硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)是這節(jié)課的第一個(gè)內(nèi)容，其伴隨的主要現(xiàn)象為：開(kāi)始時(shí)鐵釘上附著一層紅色物質(zhì)，反應(yīng)一段時(shí)間后，紅色物質(zhì)形成沉淀，同時(shí)溶液的顏色變淺。

二、教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

（一）實(shí)驗(yàn)步驟和設(shè)計(jì)意圖

教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①配置一杯硫酸銅溶液;②用鑷子夾住鐵釘并將其一部分浸入硫酸銅溶液中，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象;③過(guò)一會(huì)兒，取出鐵釘，再次觀察現(xiàn)象。

結(jié)合教師教學(xué)用書(shū)中關(guān)于教材的說(shuō)明部分，不難看出，教材呈現(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟簡(jiǎn)單，條理清晰。教師教學(xué)用書(shū)還明確說(shuō)明了，在實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，要求“學(xué)生不能直接用手接觸硫酸銅溶液，這是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本要求”，以培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣。

在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，第一次觀察（步驟②）傾向于觀察溶液的變化——顏色變淺，第二次觀察（步驟③）需要學(xué)生比較“浸入硫酸銅溶液中的鐵釘”和“沒(méi)有浸入硫酸銅溶液中的鐵釘”有什么不同。兩次觀察的目的非常明確，都是為了尋找實(shí)驗(yàn)中是否產(chǎn)生了不同于硫酸銅和鐵的新物質(zhì)的證據(jù)。

（二）設(shè)計(jì)中的不足

實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用鑷子的時(shí)候失手情況比較嚴(yán)重，很多學(xué)生用鑷子夾不穩(wěn)鐵釘，把鐵釘?shù)暨M(jìn)了裝硫酸銅溶液的杯子里。由于杯子口徑比較大，掉入的鐵釘大部分整個(gè)“躺進(jìn)”了溶液中，少數(shù)沒(méi)有全部“躺進(jìn)去”的也沾到了濺起的溶液，導(dǎo)致鐵釘表面呈現(xiàn)整體都是紅色或者斑駁的紅色，使后期比較“浸入硫酸銅溶液中的鐵釘”和“沒(méi)有浸入硫酸銅溶液中的鐵釘”的環(huán)節(jié)無(wú)法順利進(jìn)行。濺起的溶液還不可避免地落到了實(shí)驗(yàn)臺(tái)和學(xué)生的手上、衣服上，引起了課堂的混亂。

此外，由于需要把鐵釘取出來(lái)觀察，鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)的時(shí)間往往不足，學(xué)生只來(lái)得及看到鐵釘表面附著了一層紅色物質(zhì)，而看不到溶液中有沉淀物產(chǎn)生。在本節(jié)課的下一個(gè)教學(xué)內(nèi)容——整理化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生比較難得出“產(chǎn)生沉淀”這一常見(jiàn)的伴隨現(xiàn)象。

三、實(shí)驗(yàn)方法微調(diào)策略

為了解決以上問(wèn)題，筆者做了如下調(diào)整：

（一）調(diào)制硫酸銅溶液

硫酸銅溶液和鐵釘?shù)姆磻?yīng)伴隨的主要現(xiàn)象中，有一個(gè)是溶液的顏色變淺。溶液的顏色跟溶液濃度直接相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中，筆者用硫酸銅顆粒來(lái)配制硫酸銅溶液。筆者嘗試配制了3%、6%和15%三種濃度的溶液，分別用2毫升、2毫升和1毫升的液體與鐵釘進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)前兩種濃度的液體在短時(shí)間內(nèi)顏色變化并不明顯，15%濃度的溶液在反應(yīng)前后顏色變化比較明顯，沉淀現(xiàn)象也能較快產(chǎn)生，因此成為實(shí)際教學(xué)中的合適選擇（如圖1所示）。

（二）將杯子更換為口徑比較小的帶塞塑料試管

由于小試管的口徑遠(yuǎn)小于鐵釘?shù)拈L(zhǎng)度，即使不用鑷子夾住，鐵釘也不會(huì)整體“躺到”硫酸銅溶液中。學(xué)生操作時(shí)只需要在一開(kāi)始將鐵釘釘帽朝下輕輕放入試管中，塞上塞子，保持試管直立，就可以觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。

這樣設(shè)計(jì)，還能避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中液體不慎濺出來(lái)，污染實(shí)驗(yàn)臺(tái)或?yàn)R到學(xué)生身上。

（三）將鑷子更換為磁鐵

因?yàn)樵嚬芸趶捷^小，鑷子較難伸入試管中進(jìn)行夾取鐵釘?shù)牟僮?，而且試管帶有塞子，反?fù)打開(kāi)和塞上，會(huì)導(dǎo)致液體振蕩，碰觸到整個(gè)鐵釘。為方便操作，筆者嘗試將鑷子換成磁鐵，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生在觀察完液體的變化后，直接用磁鐵隔著試管壁吸取鐵釘，并把鐵釘吸引到試管上部，使鐵釘整個(gè)脫離溶液。由于試管的透明度很高，學(xué)生可以清晰地觀察到鐵釘上附著的紅色物質(zhì)。

（四）讓實(shí)驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行

觀察完鐵釘和硫酸銅溶液的變化后，學(xué)生直接把試管和磁鐵收回材料筐中，此時(shí)，鐵釘仍然浸沒(méi)在硫酸銅溶液中，所以實(shí)驗(yàn)還在持續(xù)進(jìn)行。當(dāng)我們總結(jié)完前幾節(jié)課中學(xué)生研究過(guò)的加熱白糖、蠟燭燃燒、碘酒滴在淀粉上、小蘇打和白醋混合、鐵生銹等化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象后，再來(lái)觀察這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，試管中已經(jīng)有明顯的沉淀物產(chǎn)生，從而讓學(xué)生能夠輕松得出產(chǎn)生沉淀也是化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象。

經(jīng)過(guò)這樣的調(diào)整，硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻?yīng)實(shí)驗(yàn)操作步驟更加簡(jiǎn)便可行，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，更能指向“硫酸銅溶液與鐵釘反應(yīng)，產(chǎn)生了新物質(zhì)”這一科學(xué)本質(zhì)，讓學(xué)生“知其然”并“知其所以然”，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與度，激發(fā)學(xué)生在“做科學(xué)”中“學(xué)科學(xué)”的興趣。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：奚春皓）