吾 穎
(蘇州中學園區校 江蘇 蘇州 215021)
傳統的中學化學實驗教學側重定性實驗, 較少有定量實驗。 這給學生從量的角度認識化學變化的本質造成了一定的困難。 如何能在日常教學中逐漸滲透定量實驗,讓學生能直觀地感受實驗的變化,值得每個老師思考探索。 蘇州中學徐惠老師在講授碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學性質時,就很巧妙地將化學定量實驗與定性實驗完美地融合到了一起,多角度地訓練和培養了學生對實驗觀察分析的能力。
在蘇教版化學必修1 專題2 第二單元《碳酸鈉的性質與應用》中,其內容編排的主線為:定性實驗展示碳酸鈉的性質→方程式分析原因→引出碳酸氫鈉→表格信息展示兩種鈉鹽的性質→設計實驗區別兩種鈉鹽→碳酸鈉的應用。 教材側重于展現碳酸鈉的性質,而對于另一個考查重點碳酸氫鈉, 沒有給學生充分的反思余地,而是直接將其性質以及與碳酸鈉的區別以表格形式給出。
示范課打破了教材模式,將碳酸鈉與碳酸氫鈉這兩個考查重點放到了一起,用應用和兩者的類別引導學生預測性質,用定性實驗佐證預測并發現區別,用定量實驗直觀展示區別,最后學以致用。 其教學步驟為:展示碳酸鈉,碳酸氫鈉的應用→分析兩者的類別,預測兩者的化學性質→以定性與定量實驗探究兩者化學性質→分析比較,得出結論→運用知識解釋應用。 縱觀整節課程,教學目標明確,內容安排精當,充分體現了新教材所提倡的“加強化學與生活、社會的聯系;創設促使學生主動學習的教學情景;引導學生積極參與探究活動,激發學生學習化學的興趣”的教學理念,給人耳目一新之感。
化學學習離不開實驗,課堂中對于碳酸鈉與碳酸氫鈉主要化學性質的探究,始終采用了定性實驗與定量實驗交替結合的研究方法:以定性實驗驗證猜測并發現問題, 以定量實驗直觀顯示兩種鈉鹽化學性質的差異,積極引導學生去觀察、去體驗、去感悟、去發現,既體現了學生的主體地位,又充分發揮了教師的主導作用,取得了很好的課堂教學效果。
[教師]:碳酸鈉的俗名叫純堿或蘇打,碳酸氫鈉的俗名叫小蘇打。 為何碳酸鈉叫純堿? 如何檢驗? 碳酸氫鈉與碳酸鈉有相同之處嗎?
[學生]:可能碳酸鈉溶液有堿性。可以用pH 試紙檢驗兩種鈉鹽水溶液的酸堿性。
(學生實驗,匯報實驗現象)
[教師]:如何定量比較兩者水溶液的堿性?
[學生]:可以配制相同濃度的兩種溶液,用pH 試紙檢測。
[教師]:pH 試紙是粗略測量溶液pH 值的工具,若要精確測量并進行比較, 我們可以使用一種新的工具:pH 計。
(教師演示實驗,展示實驗數據)
[總結]:碳酸鈉溶液的堿性大于碳酸氫鈉(這里對學生原因解釋的要求降低,為鹽類水解的學習埋下伏筆)
(學生實驗: 兩支試管中分別取5mL 0.1mol/L 的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液,向其中逐滴滴加相同濃度的稀鹽酸。 匯報實驗現象)
[學生]:碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸劇烈反應,放出大量CO2氣體。
[提問]:如何設計實驗,比較兩者放出CO2的快慢?
[學生1]: 取等物質的量或等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉,向其中滴加過量相同濃度的鹽酸,進行比較。
[學生2]: 用排水集氣法, 測單位時間內收集到的CO2氣體。
[學生3]:用氣球集氣法,看氣球膨脹速度的快慢。
[教師]:介紹一種精確又快捷的方法:采用壓強傳感器精確測量兩個密閉容器中壓強的變化情況。
(教師演示實驗, 計算機同步處理實驗數據并生成p-t 圖象)
[總結]:碳酸氫鈉與鹽酸的反應比碳酸鈉更劇烈。
[原因解釋]:……
示范課充分領會了新教材的精神,發揮了教學實驗的作用,在教學設計上挖掘演示實驗的探究功能,將部分的實驗內容從“學科中心”改為以“問題中心”的教學模式,讓學生大膽猜測,參與實驗,進行科學探究,學會運用實驗手段解決問題,授之于魚,更授之于漁,把學習的主動權交給了學生。
示范課最大的亮點就是將數字化實驗引入中學化學教學中,這無疑是一個大膽嘗試。 所謂數字化實驗,是由傳感器,數據采集器,計算機及數字化實驗系統軟件共同組成。 示范課中,授課者采用壓強傳感器檢測密閉容器里不同實驗階段中壓強的變化值,通過計算機精確直觀的圖形處理, 代替傳統對比實驗中粗略的觀察,更具有信服力。 在傳統的實驗教學中,學生主要依據直接感知的現象來研究物質的性質,如顏色、沉淀、氣泡等,而數字化實驗對實驗進行量化,以客觀真實的數據說明問題,無疑教給學生一種新的科學探究方法,對學生實驗能力和探究素養的提高都具有促進作用,更有利于學生養成嚴謹的科學態度與科學價值觀。
課程專家葉瀾說過:“把課堂還給學生,讓課堂充滿生命的活力;把創造還給教師,讓教育成為充滿智慧的事業。 ”在教學過程中,教師適應新課程的要求,發掘自身的創造力,精心設計教學環節,激發和調動學生學習的積極性,讓化學課堂成為了真正充滿活力的地方。