一箭雙雕

江雙青

摘要：本文介紹兩例學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，分別為“鋁與酸、堿、鹽反應(yīng)”以及“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”。通過(guò)四個(gè)小組的分工協(xié)作在其不知情情況下同時(shí)完成兩組實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)案例都可通過(guò)不同現(xiàn)象讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，在實(shí)驗(yàn)探究之后形成再探究實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃學(xué)生探究熱情。根據(jù)不同現(xiàn)象進(jìn)一步提出問(wèn)題并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過(guò)程，養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，初步形成科學(xué)探究的能力。

關(guān)鍵詞：分組實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新設(shè)計(jì);化學(xué)教學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2018）12-0096-02中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.032

一、“鋁與酸、堿、鹽反應(yīng)”分組實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.分組實(shí)驗(yàn)方案

如圖1所示，用砂紙將鋁片正反兩面打磨一下，剪成三小塊依次放入一個(gè)白色點(diǎn)滴板的三個(gè)孔穴中。分別用滴管滴加4～6滴硫酸、氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注意：全班分成四個(gè)小組，兩個(gè)小組發(fā)的是稀硫酸，兩個(gè)小組發(fā)的是濃硫酸，事先不告訴學(xué)生。

2.方案實(shí)施效果

行動(dòng)教育家說(shuō)過(guò)：“你告訴我，我可能會(huì)忘記，你讓我看，我可能會(huì)記住，你讓我參與，我就會(huì)理解”。據(jù)此，我將原本平淡無(wú)奇的三個(gè)在試管中進(jìn)行的教師演示實(shí)驗(yàn)改成在點(diǎn)滴板上進(jìn)行的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供親身體驗(yàn)“做科學(xué)”的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，感受知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程。特別是其中的“鋁片與硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”一枝獨(dú)秀，一石二鳥(niǎo)，讓人拍案叫絕，成為課堂一道亮麗的風(fēng)景。

（1）該實(shí)驗(yàn)變“在試管中進(jìn)行”為“在點(diǎn)滴板上進(jìn)行”，硫酸用量只要4～6滴。這個(gè)微型實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，現(xiàn)象明顯，體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念。

（2）該實(shí)驗(yàn)“一個(gè)操作完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)”。點(diǎn)滴板上看似完成了一個(gè)操作“在鋁片上滴加4～6滴硫酸”，實(shí)際上四個(gè)小組在不知情的情況下分工協(xié)作，同時(shí)完成了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)“Al與稀H2SO4反應(yīng)”、“Al與濃H2SO4反應(yīng)”。這個(gè)“連體兒”實(shí)驗(yàn)的驚艷亮相，讓聽(tīng)課師生精神為之一振，同時(shí)也節(jié)省了分組實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

（3）該實(shí)驗(yàn)“一個(gè)實(shí)驗(yàn)潛伏兩種現(xiàn)象”。同樣是鋁片與硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，有的小組看到氣泡，有的小組沒(méi)有看到氣泡，兩種不同的現(xiàn)象讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，點(diǎn)燃了學(xué)生的探究激情。這樣設(shè)下的謎局“硫酸濃度不同，兩個(gè)小組發(fā)的是稀硫酸，兩個(gè)小組發(fā)的是濃硫酸”，可以不露痕跡地培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)也能充分展示教師的教學(xué)機(jī)智。

（4）該實(shí)驗(yàn)為進(jìn)一步探究創(chuàng)設(shè)了情境。首先在謎底“硫酸濃度不同”揭曉后馬上提出問(wèn)題：“請(qǐng)你幫沒(méi)有看到氣泡的小組出個(gè)點(diǎn)子，讓他們?cè)邳c(diǎn)滴板上能看到氣泡。”、“如何用實(shí)驗(yàn)證明鋁片在濃H2SO4中形成了致密的氧化膜？”

然后讓學(xué)生猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)可行性實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案有：“將濃硫酸稀釋一下，就能看到鋁片表面產(chǎn)生氣泡”、“做對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明鋁表面氧化膜的存在：將除去氧化膜的兩根鋁棒，放入盛有適量濃H2SO4的試管中，片刻后取出一根鋁棒用蒸餾水洗凈，放入CuSO4溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象;取出另一根鋁棒用蒸餾水洗凈，用濾紙吸干，用砂紙打磨，放入CuSO4溶液中，溶液逐漸由藍(lán)色變成無(wú)色，鋁棒周圍長(zhǎng)出一棵紅色‘銅樹(shù)”等等。

最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)探究之后引發(fā)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究，是真正意義上的科學(xué)探究，學(xué)生的奇思妙想在教師啟迪下，如火山爆發(fā)，互動(dòng)場(chǎng)面令人驚訝。通過(guò)再探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，激發(fā)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，增進(jìn)對(duì)科學(xué)的情感，理解科學(xué)的本質(zhì)，在知識(shí)的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，獲得科學(xué)的方法，初步形成科學(xué)探究的能力。

二、“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”分組實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1.分組實(shí)驗(yàn)方案

（1）濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響：如圖2所示，用小刀切開(kāi)一個(gè)土豆，在兩個(gè)土豆切面上分別用滴管滴加1～2滴碘水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。注意：全班分成四個(gè)小組，兩個(gè)小組發(fā)的是稀碘水，兩個(gè)小組發(fā)的是濃碘水，事先不告訴學(xué)生。

（2）溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響：已知高錳酸鉀酸性溶液與草酸溶液發(fā)生反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。取A、B、C三支試管，分別加入2mL 0.01mol·L-1 KMnO4酸性溶液，再分別加入2mL 0.1mol·L-1 H2C2O4溶液。將A試管放入冰水中，B試管放入80℃的熱水中，C試管置于室溫下，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（3）催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響：取A、B、C、D四支試管，分別加入2mL 5% H2O2溶液，再分別加入2～3滴洗滌劑（氣體在洗滌劑中容易產(chǎn)生泡沫）。向A試管中加入2～3滴FeCl3溶液，向B試管中加入少量MnO2粉末，向C試管中加入一小塊新鮮的豬肝，D試管留作比較用，觀察并比較四支試管中發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.方案實(shí)施效果

我將三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)全部變成分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)的有效性。

其中“濃度對(duì)反應(yīng)速率影響實(shí)驗(yàn)”新教材給出的方案原本是：“在兩個(gè)大小相同的氣球中各放入2.0g NaHCO3粉末。取兩只同樣大小的錐形瓶，向其中一只錐形瓶中加入50mL 1.0mol·L-1鹽酸，向另一只錐形瓶中加入50mL 0.1mol·L-1鹽酸。然后在錐形瓶瓶口套上上述兩個(gè)氣球，同時(shí)將氣球中的NaHCO3粉末加入到錐形瓶中，觀察并比較氣球膨脹的速率大小。”該實(shí)驗(yàn)方案的缺點(diǎn)是在錐形瓶中實(shí)施，固體和溶液用量都比較多。

如果該實(shí)驗(yàn)改成在試管中進(jìn)行：“在兩支試管中分別加入3mL 1.0mol·L-1鹽酸、3mL 0.1mol·L-1鹽酸，將兩個(gè)均裝有0.3g NaHCO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口，同時(shí)將氣球中的NaHCO3粉末加入試管中，觀察并比較氣球膨脹的大小，”則可能由于固體和溶液用量比較少，產(chǎn)生的氣體也比較少，導(dǎo)致氣球撐不開(kāi)，現(xiàn)象不明顯，結(jié)論不可靠。

于是，我獨(dú)辟蹊徑，利用“淀粉與碘水反應(yīng)”來(lái)驗(yàn)證濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，并暗設(shè)機(jī)關(guān)，使“濃度對(duì)反應(yīng)速率影響實(shí)驗(yàn)”鶴立雞群，一舉兩得，讓聽(tīng)課師生驚喜不已，課堂氣氛立即被推向高潮。

（1）該實(shí)驗(yàn)碘水用量只要1～2滴，土豆取材于生活，課前可讓學(xué)生自備，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)極少，現(xiàn)象特別明顯，體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想。

（2）該實(shí)驗(yàn)看似完成了一個(gè)操作“碘水與土豆切面作用”，實(shí)際上四個(gè)小組在不知情的情況下分工協(xié)作，同時(shí)完成了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)“淀粉與稀碘水反應(yīng)”、“淀粉與濃碘水反應(yīng)”。這個(gè)“雙面人”實(shí)驗(yàn)的閃亮登場(chǎng)，節(jié)省了分組實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)也讓聽(tīng)課師生眼睛為之一亮，倦意頓消，發(fā)出“這家伙怎么想到這一招”的驚嘆！

（3）該實(shí)驗(yàn)同樣是碘水與土豆切面作用，有的小組看到藍(lán)色，有的小組沒(méi)有看到藍(lán)色，兩種不同的現(xiàn)象讓學(xué)生產(chǎn)生了一探究竟的迫切愿望?！鞍l(fā)現(xiàn)或提出一個(gè)問(wèn)題，往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要”，這樣暗下謎局“碘水濃度不同，兩個(gè)小組發(fā)的是稀碘水，兩個(gè)小組發(fā)的是濃碘水”，可以潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的批判精神和善于發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新意識(shí)。

（4）該實(shí)驗(yàn)同樣為進(jìn)一步探究創(chuàng)設(shè)了情境。首先在謎底“碘水濃度不同”揭曉后馬上提出問(wèn)題“請(qǐng)你幫沒(méi)有看到藍(lán)色的小組出個(gè)主意，讓他們?cè)谕炼骨忻嫔夏芸吹剿{(lán)色?！?/p>

然后讓學(xué)生猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)可行性實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生提出的實(shí)驗(yàn)方案有：“增大碘水的濃度，采用較濃碘水與土豆切面作用，就能看到藍(lán)色”、“增大土豆的接觸面積，用小刀切下一小塊土豆，放在研缽中用杵磨碎，取少量磨碎的土豆滴加稀碘水，就能看到藍(lán)色”等等。

最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)探究之后生成的再探究實(shí)驗(yàn)，對(duì)于讓學(xué)生更主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體作用意義十分重要。通過(guò)再探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生像小科學(xué)家一樣地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并在探究的過(guò)程中獲取知識(shí)、發(fā)展?jié)撃?、培養(yǎng)能力，特別是創(chuàng)造能力，同時(shí)受到科學(xué)價(jià)值觀、科學(xué)方法的教育，發(fā)展自己的個(gè)性。

參考文獻(xiàn)

[1]? 王祖浩主編.化學(xué)1（必修）[M].南京：江蘇教育出版社，2009，6

[2]? 王祖浩主編.化學(xué)反應(yīng)原理（選修）[M].南京：江蘇教育出版社，2009，7