關(guān)注實驗細(xì)節(jié)增強探究“三度”

王寶斌

（江蘇省張家港市第六中學(xué)江蘇張家港215638）

關(guān)注實驗細(xì)節(jié)增強探究“三度”

王寶斌

（江蘇省張家港市第六中學(xué)江蘇張家港215638）

在實驗探究中，教師應(yīng)該關(guān)注實驗細(xì)節(jié)，增強實驗“三度”：改變實驗步驟，增進探究的深度；設(shè)計實驗漏洞，增加探究的廣度；開展對比實驗，增強探究的精度。

探究；深度；廣度；精度

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),新課程以實驗探究為載體,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實踐操作能力和合作交流的能力。然而,教材提供的探究實驗僅僅是師生開展科學(xué)探究的素材,在探究教學(xué)中,教師應(yīng)該關(guān)注實驗細(xì)節(jié),增強實驗“三度”。具體說就是：改變實驗步驟,增進探究的深度；設(shè)計實驗漏洞,增加探究的廣度；開展對比實驗,增強探究的精度。

一、改變實驗步驟，增進探究的深度

實驗是化學(xué)研究的重要方法,有的實驗操作順序不同,可能會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象大相徑庭,有的實驗盡管步驟不同,但實驗現(xiàn)象卻是相同的,對于異途同歸的探究實驗,如果改變操作順序,就能增加實驗探究的深度。

1.二氧化碳與水反應(yīng)

課本關(guān)于二氧化碳與水反應(yīng)的探究實驗步驟一般是這樣的：

（1)取兩支試管A和B,在A、B兩支試管中分別加入2mL蒸餾水,滴入2滴紫色石蕊試液。向A試管中通入二氧化碳?xì)怏w,B試管用于對比,觀察記錄實驗現(xiàn)象。

（2)取下試管A,加熱液體至沸騰,觀察顏色是否變化。

按照這樣的實驗步驟操作,探究的深度略顯不足。不妨將實驗步驟（1)做如下改進：①取兩支試管A和B,在A、B兩支試管中內(nèi)分別加入2mL蒸餾水,向A試管中通入二氧化碳?xì)怏w,B試管用于對比,觀察到A、B試管內(nèi)還是無色液體,沒有任何變化,不能確定二氧化碳是否與水是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。要檢驗二氧化碳與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)還需要借助紫色石蕊試液（它遇到酸性物質(zhì)會變?yōu)榧t色)。②向A、B兩支試管內(nèi)分別滴入2滴紫色石蕊試液、振蕩,觀察到A試管內(nèi)石蕊試液呈現(xiàn)紅色, B試管內(nèi)石蕊試液呈現(xiàn)紫色。證明A試管內(nèi)水已經(jīng)和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)（碳酸)。③將紅色的石蕊試液加熱至沸騰,發(fā)現(xiàn)紅色石蕊試液又變?yōu)樽仙?從而得出二氧化碳的兩個化學(xué)性質(zhì)：

CO2+H2O=H2CO3H2CO3=CO2↑+H2O

2.將二氧化碳倒入階梯狀蠟燭的燒杯中

圖1

圖2

一般實驗步驟如圖1所示,觀察到下層蠟燭先熄滅,上層蠟燭后熄滅,得出二氧化碳密度比空氣大,不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)。如果在此實驗的基礎(chǔ)上再增加一個探究實驗,如圖2所示,改變二氧化碳的傾倒方向,觀察到上層蠟燭先熄滅,下層蠟燭后熄滅。兩個截然相反的實驗現(xiàn)象給學(xué)生強烈的視覺沖擊和思維震撼,看似相異的現(xiàn)象卻反映了二氧化碳相同的性質(zhì)。

二、設(shè)計實驗漏洞，增加探究的廣度

為了強調(diào)實驗細(xì)節(jié),教師不妨設(shè)計一些教學(xué)漏洞,讓學(xué)生在辨錯、析錯、糾正的過程中關(guān)注實驗細(xì)節(jié)。例如,二氧化碳的制備實驗可以設(shè)計三個操作漏洞,增加實驗探究的廣度。

圖3

圖4

圖5

漏洞1.長頸漏斗未形成液封

如圖3所示,實驗前檢查裝置的氣密性良好,向錐形瓶內(nèi)加入石灰石或大理石,從長頸漏斗加入稀鹽酸（量比較少,未浸沒長頸漏斗的導(dǎo)管形成液封),錐形瓶內(nèi)有大量的氣泡,但是一段時間后用燃著的木條檢驗,木條并不熄滅。組織學(xué)生查找原因：氣體從長頸漏斗內(nèi)逸出,因而收集不到二氧化碳?xì)怏w。改進措施：繼續(xù)添加稀鹽酸,浸沒長頸漏斗的導(dǎo)管形成液封,如圖4所示,很快就能收集滿二氧化碳?xì)怏w。這樣從反面強調(diào)了使用長頸漏斗制備氣體時,長頸漏斗一定要形成液封,否則氣體將從長頸漏斗內(nèi)逸出,無法收集到氣體。

漏洞2.膠塞未旋緊,裝置漏氣

用圖5所示的裝置制備二氧化碳?xì)怏w并探究二氧化碳的性質(zhì)。若制備二氧化碳前,經(jīng)檢驗得知該裝置的氣密性良好,但向燒瓶內(nèi)加過大理石或石灰石,蓋上膠塞后,滴下稀鹽酸,試管內(nèi)卻無氣泡出現(xiàn)。學(xué)生分析試管內(nèi)無氣泡出現(xiàn)的原因是：膠塞未旋緊,裝置漏氣。在維持原裝置和試劑都不變的基礎(chǔ)上,改進措施：旋緊膠塞。該實驗漏洞從反面強化了學(xué)生實驗經(jīng)常容易忽略實驗細(xì)節(jié)：未旋緊膠塞,裝置漏氣。

漏洞3.未打開分液漏斗蓋子；難以滴加液體

如圖5所示,制備所需二氧化碳前,經(jīng)檢驗得知該裝置的氣密性良好。但加過大理石或石灰石,旋緊膠塞后,打開分液漏斗的活塞,沒有稀鹽酸滴下。學(xué)生分析異常的原因是：分液漏斗蓋子未打開,難以滴加液體藥品。改進措施：打開分液漏斗的蓋子。

三、開展對比實驗，增強探究的精度

不少課本和教輔用書上關(guān)于二氧化碳的收集方法的表述是：只能用向上排空氣法收集,因為二氧化碳的密度比空氣大,不與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。不能用排水法收集,因為二氧化碳能溶于水。在探究二氧化碳的實驗室制法時,教師可以組織學(xué)生開展對比實驗,探究用排水法和向上排空氣法收集二氧化碳?xì)怏w的速度以及收集到的二氧化碳的純度,增強實驗探究的精度。

1.比較用兩種方法收集二氧化碳的耗時長短

在大試管中加入5粒石灰石、傾倒約試管1/3的稀鹽酸,取一支試管A,用排空氣法收集二氧化碳,驗滿后,再用膠塞塞緊,備用。取另一支容積相同的試管B,用排水法收集一試管二氧化碳,收集滿后,用膠塞旋緊,備用。分別記錄兩種方法收集滿二氧化碳所用的時間。實驗發(fā)現(xiàn)：收集等體積的二氧化碳時,用排水法收集比用排空氣法收集所需的時間短。因而,用排水法收集二氧化碳的速度更快。

2.比較用兩種方法收集二氧化碳的純度

向試管A、B中分別滴加三滴管澄清的石灰水,旋緊膠塞,同時用力振蕩,直到澄清的石灰水變渾濁又變澄清,記錄所用時間,發(fā)現(xiàn)B試管比A試管所用的時間要短。所以,用排水法收集到的二氧化碳更加純凈。

科學(xué)探究貫穿了新課程,實驗是科學(xué)探究的靈魂,在教學(xué)過程中改變探究步驟,設(shè)計實驗漏洞,開展對比實驗,就能增進探究的深度,增加探究的廣度,增強探究的精度,能很好“催化”學(xué)生的思維能力和動手實踐的能力。

1008-0546（2011）04-0067-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.04.032