基于定量定性轉(zhuǎn)化的辯證思維創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

摘 要：以培養(yǎng)學(xué)生定性定量轉(zhuǎn)化的化學(xué)辯證思維為出發(fā)點(diǎn)，利用注射器等儀器組裝設(shè)計(jì)了氫氧化鋁制備的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，改變傳統(tǒng)教材上試管滴定實(shí)驗(yàn)的繁雜，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可操作性、便捷性和趣味性，提升了教學(xué)效果，鞏固了學(xué)生的定性定量的辯證思維。

關(guān)鍵詞：定量定性；辯證思維；氫氧化鋁；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；教學(xué)實(shí)驗(yàn)

一、 問題的提出

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)中最基礎(chǔ)的部分之一，也是化學(xué)教學(xué)中不可替代的教學(xué)工具。在以往的傳統(tǒng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大都是側(cè)重定性實(shí)驗(yàn)，較少有注重定量實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。新課程理念的化學(xué)教學(xué)應(yīng)該要注重培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維，定性與定量的化學(xué)思想，把化學(xué)的定量實(shí)驗(yàn)與定性實(shí)驗(yàn)巧妙地完美地結(jié)合在一起。

鋁及其化合物是高中化學(xué)必修一當(dāng)中的金屬知識(shí)的重要組成部分，但傳統(tǒng)上的氫氧化鋁的制備教學(xué)，都是老師進(jìn)行演示的，繁雜的試管滴定實(shí)驗(yàn)，再讓學(xué)生觀察現(xiàn)象分析，或者是小組試管滴定實(shí)驗(yàn)，很難體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。這就為其教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了很大的可能性。這就需要教師在充分理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)之上，再實(shí)際結(jié)合自己的條件以及學(xué)生的學(xué)習(xí)接受情況對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽的創(chuàng)新改進(jìn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改進(jìn)，來設(shè)計(jì)和教學(xué)氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)室制備的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

二、 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

（一） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?/p>

控制滴加氯化鋁與氨水的順序以及滴加的體積量，觀察現(xiàn)象，探究氫氧化鋁生成的比例。氯化鋁與氨水以1∶3的比例反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生沉淀，涉及的化學(xué)方程式是3AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3+3NH+4，還可以將氨水換成氫氧化鈉，探究氫氧化鋁的制備為什么不用氫氧化鈉，利用注射器進(jìn)行裝置的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置就很巧妙地把化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)與定性實(shí)驗(yàn)很好地結(jié)合在一起，而且裝置也比較簡(jiǎn)單，容易操作，非常適合學(xué)生獨(dú)立地完成，培養(yǎng)辯證思維。

（二） 實(shí)驗(yàn)儀器及用品

儀器：注射器三個(gè)，大試管一個(gè)，鐵架臺(tái)一個(gè)，橡膠塞一個(gè)。

試劑：AlCl3溶液、氨水（NH3·H2O）、NaOH溶液。

（三） 實(shí)驗(yàn)步驟

（1） 向兩支三支注射器分別裝入AlCl3溶液，氨水（NH3·H2O）和NaOH溶液；將注射器與大試管進(jìn)行組裝，左邊注射器裝AlCl3溶液，右邊注射器裝氨水（NH3·H2O）。

（2） 先打開左邊止水夾，緩慢推動(dòng)注射器，推加一點(diǎn)AlCl3溶液之后，再打開右邊止水夾，緩慢推動(dòng)氨水（NH3·H2O），觀察現(xiàn)象，如反復(fù)，直到出現(xiàn)沉淀時(shí)，記錄下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和注射器讀數(shù)。

（3） 打開橡膠塞，倒掉實(shí)驗(yàn)廢液。先打開右邊止水夾，緩慢推動(dòng)氨水（NH3·H2O），打開左邊止水夾，緩慢推動(dòng)注射器，再推加一點(diǎn)AlCl3溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并且記錄下來。

（4） 打開橡膠塞，倒掉實(shí)驗(yàn)廢液。將右邊注射器裝的氨水（NH3·H2O）換成NaOH溶液，先推加AlCl3溶液，再推加NaOH溶液，然后觀察記錄現(xiàn)象。

（5） 打開橡膠塞，倒掉實(shí)驗(yàn)廢液。先推加NaOH溶液，再推加AlCl3溶液，觀察記錄現(xiàn)象和注射器讀數(shù)變化量。

（6） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取下注射器，倒掉實(shí)驗(yàn)廢液，然后再打開橡膠塞，倒掉實(shí)驗(yàn)廢液，清洗實(shí)驗(yàn)儀器。

（四） 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

先推加一點(diǎn)點(diǎn)AlCl3溶液，再緩慢推動(dòng)氨水（NH3·H2O），一開始沒有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，慢慢滴加會(huì)出現(xiàn)沉淀，這時(shí)候右邊體積的變化量差不多是左邊體積變化量的3倍。而（3）步驟中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一開始就有沉淀的，是因?yàn)镺H-一開始就過量了，就會(huì)生成氫氧化鋁了。（4）步驟中的現(xiàn)象是一開始有沉淀但是非常快就消失不見了，幾乎快到看不見，因?yàn)镹aOH溶液OH-濃度太高極易發(fā)生Al（OH）3+OH-AlO-2+2H2O的反應(yīng)。（5）步驟幾乎沒有現(xiàn)象，與步驟（4）現(xiàn)象相差不大，因?yàn)橐婚_始的時(shí)候就會(huì)發(fā)生如方程式為Al（OH）3+OH-AlO-2+2H2O的實(shí)驗(yàn)變化，無法直觀地看出現(xiàn)象變化。因此，氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)室制備要選用AlCl3溶液和氨水，并且要控制它們的用量比例。

三、 本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的意義

（1） 課堂中對(duì)于氫氧化鋁制備的探究，原實(shí)驗(yàn)只能通過觀察沉淀與否現(xiàn)象說明問題，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)不但可以觀察現(xiàn)象變化，還可以方便讀取液體體積的變化，用具體數(shù)據(jù)說明試劑比例關(guān)系，這是采用了定性的實(shí)驗(yàn)與定量的實(shí)驗(yàn)互相結(jié)合的化學(xué)研究方法，以此來實(shí)現(xiàn)定性思維與定量思維的互相轉(zhuǎn)化。

（2） 傳統(tǒng)氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)制備是繁雜的試管滴定實(shí)驗(yàn)，本次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以注射器與試管的組裝為實(shí)驗(yàn)儀器，醫(yī)用注射器小巧靈活，操作簡(jiǎn)便，廉價(jià)易得，而且可作為滴管和量筒使用來進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)更加方便，簡(jiǎn)約，增添趣味，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉永生.對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)重要性的再認(rèn)識(shí)[J].福建教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，12（5）：109-110.

[2]張德貴.過氧化鈉化學(xué)性質(zhì)教學(xué)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2014（12）：71-72.

[3]方向東，但世輝，李斌.一個(gè)定性到定量的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新案例——“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教育，2015，36（9）：65-66.

[4]鄧育紅.基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2017（7）：52-55.

[5]歐陽俊堅(jiān).醫(yī)用注射器在新教材實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].課程教材教學(xué)研究（教育研究），2012（5）：42-43.

作者簡(jiǎn)介：

黃巧玲，福建省福州市，福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院。