文章編號:1005-6629(2010)08-0006-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
《禮記·學記》講到“故學然后知不足,教然后知困。知不足, 然后能自反也; 知困, 然后能自強也。故曰: 教學相長也。” 意思是說教學過程中教師、學生相互學習,不但學生得到進步,教師自己也得到提高。在日常教學中教師常常會被學生提出的疑難問題難住。最近, 我就遇見了這樣一件有趣的事情。
1教學片段
在高三的一節復習氮元素及其化合物的課上,當講到氨的催化氧化的性質時,針對以往學生常寫錯化學方程式的毛病,我特意叫一個學生到黑板上書寫該方程式。果然不出我所料,該學生把產物寫成了NO2和H2O。這時我抓住機會提醒大家氨催化氧化的產物應該是NO而不是NO2。這時,這位學生不服氣地站起來與我辯論:“老師,就像你說的那樣氨催化氧化的初始產物是NO,但是NO不是還會與空氣中的O2反應最終生成NO2嗎?在學習Cl2是否與NaOH反應時,我們不是通過方程式的疊加最終得出產物是NaCl和NaClO的嗎?”
Cl2+H2O HCl+HClO
HCl+NaOH=NaCl+H2O
HClO+NaOH=NaClO+H2O
總反應:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
這位同學的回答得到了不少同學的支持。正在我一時難以反駁時,另一位同學也站起來說:“我在做2007年上海高考題26(4)、(5)小題時發現:用來做氨催化氧化實驗的錐形瓶中發現的現象明明是有紅棕色氣體生產,但讓人很疑惑的是參考答案中關于氨催化氧化的化學方程式中產物還是NO,現象與方程式不符。這的確讓我很費解,希望老師能解答我心中的疑惑。”
當時,我真的沒有想到小小一個方程式居然會引發這么多難以回答的問題。只好老實地對學生說:“同學們提出的問題很好,證據也很充分。但是老師要說聲對不起,關于這個問題老師真還沒有認真的思考過。等下次上課一定給大家合理的解釋。”
2課后花絮
一下課,我就一頭鉆進課本、教參等資料里查找答案,最后在化學手冊和文獻[1]中找到了這樣一個反應:2NO22NO+O2。同時在高教版武漢大學等合編的《無機化學》下冊第三版第653頁又找到了氨催化氧化的熱化學方程式:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g);
△H=-903.74 kJ·mol-1
這樣,困擾我的問題便迎刃而解了:氨催化氧化反應是一個強放熱反應,反應放出的熱量使體系溫度升高。在高溫環境下不可能生成NO2而是NO。假設生成了NO2,氨催化氧化放出的熱量也足以使NO2分解為NO和O2。但是,我國著名化學家傅鷹教授在講到KClO3分解制O2時,曾經這樣教導我們:“提出一種機制來解釋一種現象并不困難,困難的是如何以實驗證明這是正確的,而且是唯一正確的機理”。
于是,我又思考另一個問題:能否用實驗證明氨催化氧化的產物確實是NO而不是NO2。在氨催化氧化的演示實驗中,由于敞開體系與環境發生了熱交換而無法形成高溫,同時也不可能做到無氧。使實驗一開始就看到紅棕色氣體,考慮到氨催化氧化是工業制硝酸的基礎反應,能否借助工業制硝酸的設備、原理來說明這一問題呢?通過查找資料:硝酸的制備主要有以下三個步驟:
①氨氧化:設備為氨氧化反應器(亦稱氧化爐)。反應溫度760~840 ℃, 壓力0.1~1.0 MPa。
②NO的氧化:從氨氧化反應器出來的氣體經廢熱鍋爐和氣體冷卻器,分離出冷凝稀酸后, 在低溫下(低于200 ℃)利用反應氣中殘余的氧繼續氧化生成NO2。
③吸收:吸收在加壓下進行。(氮氧化合物中除NO外, 其他的氮氧化合物在吸收塔內與水發生反應。)?
到此,我終于可以給學生一個滿意的答案:無論從理論還是工業生產上都可以說明氨催化氧化的產物是NO而不是NO2。這次經歷引發了我對化學教學的一些思考。
3教學反思
3.1疑難問題引領學生發現美麗風景
我們化學教師要歡迎、鼓勵學生提出各種各樣的疑難問題。中學化學教學中一些看似簡單的結論,仍有它不精確、不完整的地方。例如限于教材篇幅和編寫目的等原因,課本中并沒有涉及有關NO2高溫分解為NO和O2的性質。一個疑難問題往往能刺激學生對知識的好奇,主動交流并興奮起來,產生表達的欲望,在探索中發現原先未曾看到的美麗風景。抓住學生偶然的靈感一現,讓我們的教學去開啟學生的智慧之門,這才是教育的成功。
3.2 疑難問題促進教師專業發展
教師在處理學生提出的疑難問題時,常有這樣兩種做法:一是在沒有任何依據的情況下隨意回答學生問題,隨意編造不夠科學的結論。這種做法既給自己的教學造成混亂,又是對學生的誤導。二是對疑難問題不予理睬,不善于在教學中學習和研究[2]。從教學相長的角度來說,學生提出的疑難問題正是教師專業發展的推動力。如果教師對學生提出的疑難問題隨便找個理由進行唬弄, 結果是唬弄了學生,也唬弄了自己。不僅自己的業務毫無長進,而且使自己在學生中的形象日益下降。
正確的做法是:放下架子,正視不足,認真分析研究學生所提出的疑難問題,力爭逐個解決。解決問題的方法有三種:一是向同行請教,二是查閱資料,三是進行科學研究。若是遇到實在無法解決的問題,就直接向學生說明,給學生留下科學的懸念。該懸念說不定還會造就未來的科學家,那豈不是更好的事。
3.3課堂的精彩緣于對細節的關注
課堂的精彩,緣于對細節的處理。雖然是我不經意設下的美麗陷阱,卻引發了學生對氨催化氧化產物的思考。可以說學生的發言是這堂課沒有預設的精彩。通過這次事件我真正理解了有些學生為什么把氨催化氧化、N2與O2高溫下反應的產物都寫成NO2的真正原因。我想在下節課我對這一問題的講解必將化解學生心頭的疑慮。
教師要讓課堂變得靈動、精彩,這是極難的藝術。藝術需要技巧,但更需要智慧。在大力提倡新課程理念統領課堂教學的今天,教師要認真分析教材,明確教材的意圖,創造性地使用教材,充分利用課堂內外的各種生成性資源。
參考文獻:
[1]劉懷樂.值得琢磨的幾個化學問題[J].化學教學,2008,(4):74~76.
[2]吳孫富.不要隨意回答學生提出的疑難問題[J].化學教學,2009,(9):5~6.