化學(xué)實(shí)驗(yàn)在情境創(chuàng)設(shè)中的實(shí)踐與思考

戚士忠

摘 要：化學(xué)是一門比較抽象的課程，很多抽象知識和概念是學(xué)生無法理解的，所以實(shí)驗(yàn)就變得非常重要了，可以把抽象、難以理解的知識直觀地展現(xiàn)出來。主要通過以下幾方面進(jìn)行研究：通過學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)情境；通過異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)情境；通過教材實(shí)驗(yàn)中的生成資源來創(chuàng)設(shè)情境；通過具體實(shí)踐來創(chuàng)設(shè)情境；通過實(shí)驗(yàn)習(xí)題創(chuàng)設(shè)情境。

關(guān)鍵詞：情境創(chuàng)設(shè)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐與思考

化學(xué)其實(shí)是一門以實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情境可以模擬或者再現(xiàn)知識的全過程，促使學(xué)生對知識的掌握達(dá)到最佳的狀態(tài)，使學(xué)生能夠加深對知識的理解。其實(shí)學(xué)生一直對動手實(shí)驗(yàn)有著濃厚的興趣，教師在教學(xué)中要盡量多運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)教學(xué)的情境。實(shí)踐證明，通過學(xué)生親自動手進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)所創(chuàng)設(shè)出來的教學(xué)情境，教學(xué)效果一般比老師單純地講要好得多。

一、通過學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)情境

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有許多學(xué)生沒有見過的或者是學(xué)生生活中經(jīng)歷不到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生自己開展這一系列有“奇怪”現(xiàn)象的化學(xué)實(shí)驗(yàn)一定會引起學(xué)生好奇心和探究化學(xué)知識的興趣。例如，在“鹽類水解”教學(xué)中，老師可以讓學(xué)生自己用試劑做一下實(shí)驗(yàn)：向盛有醋酸鈉溶液、氯化銨溶液和氯化鈉溶液的試管中分別滴入石蕊溶液，觀察發(fā)生了什么化學(xué)變化。在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生可以觀察到溶液的顏色變成了藍(lán)色、紅色和紫色。面對這個(gè)現(xiàn)象，學(xué)生就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的思維沖突，“為什么溶液中有些呈中性，有些卻呈酸性或者堿性呢？”老師適當(dāng)?shù)匾鰡栴}——鹽類的水解，并開始引導(dǎo)學(xué)生從鹽電離出的離子是否可以打破水的電離平衡方向去分析原因。

化學(xué)教材中有很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，如，白紙顯字（在白紙上用淀粉寫字，用碘水就會顯字）、滴著水的火（用沾過氧化鈉粉末的棉花團(tuán)滴水）、滴水生煙（氯水和氨水可以生成氯化銨）、黑色面包（硫酸的脫水性原理）、水中花園（硅酸鹽）、西紅柿發(fā)電（電解質(zhì)導(dǎo)電）等，這些奇怪的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不僅能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還可以引發(fā)學(xué)生對化學(xué)的探究熱情，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了問題情境。

二、通過異常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)情境

化學(xué)實(shí)驗(yàn)受很多方面的影響可能會導(dǎo)致理論和實(shí)驗(yàn)之間的差異。不要忽視了實(shí)驗(yàn)中會出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，異常現(xiàn)象中會有許多我們要探究的問題，在異常實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了很多著名的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)規(guī)律。異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一定會引起學(xué)生在研究方面的興趣，在老師正確的指引下，學(xué)生可以進(jìn)行探究性的研究活動。

化學(xué)教材中有很多實(shí)驗(yàn)在學(xué)生完成時(shí)會遇到很多異常的化學(xué)現(xiàn)象，例如，做乙醛發(fā)生反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，有時(shí)沒有直接加熱也會產(chǎn)生反應(yīng)；苯酚與溴水在一起，按照教材介紹只能產(chǎn)生白色沉淀物，不會消失，而事實(shí)上會發(fā)生的現(xiàn)象是：先產(chǎn)生了白色沉淀物又馬上消失，再加溴水才可能使產(chǎn)生的白色沉淀物不消失，有時(shí)還會有黃色的沉淀；甲烷不能讓酸性高錳酸鉀溶液褪色，但用無水醋酸鈉和堿石灰制出的甲烷往往會讓高錳酸鉀溶液褪色，按教材來看這些都是失敗的，但我們可以換一種角度來看待問題，這些都可以成為老師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境問題的素材，可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

又如，在“鐵及其化合物的氧化性和還原性”的實(shí)驗(yàn)中，向氯化亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液，有的學(xué)生看到溶液是紅色的，與原先預(yù)想的溶液不變色的現(xiàn)象不符，就會產(chǎn)生疑問：“為什么會有這種現(xiàn)象？”當(dāng)學(xué)生提出了這個(gè)問題的時(shí)候，老師不需要立即把答案告訴他們，而是在肯定學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的同時(shí)，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生從氯化亞鐵溶液具有還原性、空氣中的氧氣具有氧化性等方面去分析產(chǎn)生這種異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。

三、通過教材實(shí)驗(yàn)中的生成資源來創(chuàng)設(shè)情境

比較鎂條、鋁粉、鐵絲在氧氣中的燃燒現(xiàn)象，就會發(fā)現(xiàn)，只有鐵絲在氧氣中燃燒才會產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象，所以，有的學(xué)生就會問：“為什么只有鐵絲會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？”老師可以先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析：火星四射其實(shí)是一種輕微的爆炸現(xiàn)象，鐵絲在氧氣中進(jìn)行燃燒就可能產(chǎn)生氣體物質(zhì)。然后可以啟發(fā)學(xué)生來作出猜想：鐵絲其實(shí)是由鐵合金構(gòu)成的，鐵合金中會含有很少的碳，碳在氧氣中燃燒就會產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，產(chǎn)生這種火星四射的現(xiàn)象可能是因?yàn)殍F中也含有碳的原因。可以繼續(xù)讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取一根純鐵做的鐵絲在氧氣中進(jìn)行燃燒，就會發(fā)現(xiàn)沒有這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。最后得出的結(jié)論就是：火星四射是因?yàn)殍F絲中含有碳。

四、通過具體實(shí)踐來創(chuàng)設(shè)情境

老師在課堂做演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，遇到器材缺乏、操作復(fù)雜、污染物不能妥善處理或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不理想的時(shí)候，不要只依靠自己來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和選用實(shí)驗(yàn)試劑，教師可以與學(xué)生一同討論實(shí)驗(yàn)的不理想處，帶領(lǐng)學(xué)生一起進(jìn)行分析，鼓勵學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。這樣不僅可以巧妙地解決問題，更重要的是能夠給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，使他們有一個(gè)解決問題的好機(jī)會，而且問題的解決方案必須是開放的，這樣可以拓展學(xué)生的思維，使他們的思維無限地進(jìn)行延伸。學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的不斷改進(jìn)和完善，能充分地培養(yǎng)學(xué)生提出問題和解決問題的能力。

例如，在講解硝酸的性質(zhì)的時(shí)候，教師就會引導(dǎo)學(xué)生去分析銅和硝酸反應(yīng)的有很多不足之處：一氧化氮的生成效果非常不明顯；二氧化氮?dú)怏w如果直接排放到空氣中就會直接污染空氣，反應(yīng)就不容易停止。教師要求學(xué)生用所學(xué)的知識設(shè)計(jì)出更加合理的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)的問題進(jìn)行探究。在老師的引導(dǎo)下學(xué)生就有可能經(jīng)過討論，自己設(shè)計(jì)出由注射器、青霉素瓶構(gòu)成的一個(gè)微型小實(shí)驗(yàn)裝置，可以避免這些缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)就會變得更簡單了。如，銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置，為銅與稀硝酸反應(yīng)的裝置?？梢赃M(jìn)行如下操作：

1.銅與濃硝酸反應(yīng)

（1）在去掉了活塞的注射器的針筒中加一小塊銅片，然后把注射器里的活塞慢慢地推進(jìn)注射器內(nèi)，排凈里面的空氣，再吸入2 mL濃硝酸（8 mol/L），迅速把注射器的針頭插進(jìn)膠塞里，可以看到銅片的表面會產(chǎn)生大量的氣泡，速度還會加快，溶液就會變成藍(lán)色，很快就能看到注射器活塞被后推，并有大量紅棕色氣體產(chǎn)生。Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將作為反應(yīng)器的注射器里吸入適量的NaOH溶液，反復(fù)地進(jìn)行擠壓和拉伸注射器，一直到紅棕色氣體完全消失為止。

2.銅與稀硝酸反應(yīng)

（1）在去掉活塞的注射器針筒里加一小塊銅片，然后把注射器活塞慢慢推進(jìn)注射器內(nèi)，排凈注射器里的所有空氣，再吸入2 mL稀硝酸（2 mol/L），迅速把注射器的針頭插入青霉素小瓶的膠塞里，可以看到銅片的表面緩慢地產(chǎn)生了一些氣泡，一會注射器的活塞就會被慢慢地后推，注射器內(nèi)就會有無色氣體產(chǎn)生而且溶液會由無色變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)青霉素小瓶里會慢慢地出現(xiàn)紅棕色氣體（若現(xiàn)象不是很明顯，可以把注射器放在水中進(jìn)行加熱）。3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，把注射器的針頭從青霉素小瓶里拔出來，接著還是吸入適量的NaOH溶液，然后把吸有NaOH溶液的注射器的針頭再一次插進(jìn)有青霉素小瓶內(nèi)，反復(fù)的進(jìn)行擠壓和拉伸注射器，一直到青霉素小瓶里的紅棕色全部消失為止。方程式略。

五、通過實(shí)驗(yàn)習(xí)題創(chuàng)設(shè)情境

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是必須要進(jìn)行動手操作的，一些書面的實(shí)驗(yàn)習(xí)題，學(xué)生如果不能理解，這時(shí)老師可以采用先進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)、后開始做題的教學(xué)模式，先運(yùn)用習(xí)題的題干創(chuàng)設(shè)一些問題情境，然后讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動的探究，最后完成習(xí)題。

例如，在高三的模擬試卷上有這樣的一道試題：“將一塊鋅片放入1 mol/L藍(lán)色的Cu（NO3）2溶液中，觀察到如下現(xiàn)象：反應(yīng)初期鋅片上有大量氣泡出現(xiàn)，同時(shí)液面的上一層Cu（NO3）2溶液中開始出現(xiàn)綠色，且逐漸向液面下的深處擴(kuò)散，試分析液面的上一層Cu（NO3）2溶液中出現(xiàn)的綠色物質(zhì)是什么。”對這個(gè)問題，學(xué)生很難馬上找出原因，但老師可以及時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行分析和討論，并引導(dǎo)學(xué)生做以下的假設(shè)：①綠色物質(zhì)可能是Zn（NO3）2溶液；②綠色物質(zhì)可能是Cu（NO3）2溶液中溶入NO2氣體后的混合溶液。然后讓學(xué)生根據(jù)假設(shè)進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)探究：

1.將Zn（NO3）2固體溶于水后會得到無色的溶液，說明假設(shè)①是不正確。

2.將綠色的混合溶液加熱，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了紅棕色氣體，且溶液又變成了藍(lán)色，說明假設(shè)②是正確的。

3.將NO2氣體充入藍(lán)色Cu（NO3）2溶液中，溶液變成綠色，說明假設(shè)②是正確的。

這樣通過問題情境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生自主進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠解決問題，得出一個(gè)正確答案。

需要創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)的時(shí)候，一方面要求情境中包含的知識必須符合學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展水平，另一方面要求老師要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的“路徑”和“臺階”，讓學(xué)生將學(xué)過的知識和掌握的技能遷移到實(shí)驗(yàn)中來解決一些問題。因?yàn)?，在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)引領(lǐng)下，學(xué)生可以通過探究等一系列活動來完成知識的意義建構(gòu)和不斷尋求自我的發(fā)展，如果實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)的素材遠(yuǎn)離學(xué)生的實(shí)際，就會損傷學(xué)生在學(xué)習(xí)方面的積極性，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]曹磊.創(chuàng)設(shè)有效情境激活化學(xué)課堂：淺談新課程背景下高中化學(xué)情境[J].讀與寫，2012（04）.

（作者單位 浙江省余姚市第四中學(xué)）

編輯 王團(tuán)蘭