一堂實驗主導課的設計及思考

李虎山

（南京市第九中學 江蘇 南京 210018）

如何在化學教學中體現“化學是以實驗為基礎的自然科學”的宗旨，始終是我們化學教師思考和探索的問題。由于應試教育和片面追求升學率的影響，化學的課時都被削減（主要是江蘇地區），有些學校“學生實驗”也形同虛設。然而，化學學科的特點表明了這樣一個事實：如果教師真的用心于化學實驗的研究，用好化學實驗這一學習化學的有效工具，會令化學的教與學都變得輕松、趣味和高效，更會大大提高教學的有效性和學生熱愛化學的程度！

筆者曾在所教的班級，以《生活中兩種常見的有機物》為課題，上過一節由實驗唱主角的公開課，以此為例，談談實驗主導化學課堂的有效做法與體會，以與同行分享。

一、乙醇的物理性質的實驗設計

藥品與儀器：無水酒精、600紅星二鍋頭、燒杯、蒸餾水、小的高腳酒杯、試管、石英坩堝等。

【師】今天這堂課，老師請客了，帶了酒，沒帶菜（活躍一下氣氛）。酒的主要成分是酒精學名叫乙醇，很多同學也嘗過白酒的味道，現在就再請同學或聞或品或嘗一下北京名酒600紅星二鍋頭吧。

［用高腳酒杯倒3-5mL白酒，分四組傳遞，請同學一看、二聞或嘗。］（課堂氣氛一下活躍起來。實驗主導的課堂教學本就是激發學生學習熱情與探索欲望的！）

【問】你看到聞到或嘗到什么了？

（學生們交流看法，課堂上一片討論之聲，“亂”得無比興奮。）

【生甲】我聞到有一股刺激性氣味！（立即有同學反駁：是醇香美酒的味道！還有同學說那可是“葡萄美酒夜光杯”啊！）

【生乙】我看到整杯酒無色透明，沒有分層（立即有同學說：分層了那可就是假酒啦!）

【生丙】老師，我嘗了一小口，有點辣辣的味道。

【師】很好，誰能把你和同學們的意見集中起來，說說你對乙醇的印象？

【生乙】乙醇是無色透明的液體，易揮發，能溶于水中，有酒香味，有麻辣的味道。

（對學生乙的總結加以表揚，并修正其不妥之處。學生很快得到了乙醇的主要物理性質。）

【師】演示如下實驗，請同學注意觀察：

【操作】取0.5mL左右的乙醇，于試管中，分多次加入共約8-10mL左右的水，另取一支試管，加入約5mL左右的無水乙醇，再向其中分多次加入約8-10滴的水。以上兩項操作，皆是每次加入都稍稍振蕩，并展示給學生。

【問題】請你說說乙醇與水的溶解關系？

（起初學生表述欠妥當，但經過修正最終學生得到了“乙醇可以與水互溶”的結論。）

【師】在石英坩堝中倒入2mL左右的無水乙醇，點燃。你們看到什么了？

【生丁】乙醇容易燃燒，發出淡藍色火焰。

【師】觀察仔細，說得也好！這說明了什么？

【生丁】語塞。

【師】產生火焰的條件是什么？

【生丁】（突然醒悟）老師，是乙醇蒸氣在燃燒，說明乙醇容易氣化。

【師】很好，事實上前面大家聞到酒的香味，也是乙醇從酒中揮發的結果。

至此，完全通過實驗手段，學生完成了對乙醇物理性質的認識。這可不是簡單的照本宣科，而是學生過目不忘的親歷實驗啊！

二、乙醇化學性質的教學設計

主要藥品與實驗儀器：金屬鈉、螺旋狀銅絲、重鉻酸鉀、酸性高錳酸鉀溶液、燒杯、自制檢測酒精蒸氣的裝置。

【師】用小試管取2-3mL無水酒精，請同學戊聞聞氣味。將螺旋狀銅絲在酒精燈外焰上灼燒到黑色，趁熱插入無水酒精中，反復多次。請大家分析你所觀察到的現象及其原因。

【生戊】銅絲在灼燒時由亮紅色變為黑色，插入酒精中，溶液沸騰，銅絲重新變為亮紅色。

【老師】再請戊同學聞一聞試管中液體的氣味。

【生戊】氣味有了些變化，但說不清什么氣味，肯定與剛才聞到的酒精的氣味有區別！

【師】你能解釋你所描述的現象嗎？

【生戊】銅在加熱時被空氣氧化成黑色的氧化銅，熱的銅絲使酒精沸騰了，銅絲與酒精反應后重新變紅，說明氧化銅溶解在酒精中，里面的銅重新暴露出來了。

【師】很好，說明戊同學會觀察肯思考！那么請大家一起想想氧化銅“溶解”在酒精中除了銅絲重新變成亮紅色外還可能會有什么現象？你如何驗證呢？

（先是全體語塞，然后出現左右、前后間的討論。）

【生已】老師，氧化銅與酒精反應嗎？如果反應怎么沒有見到藍色溶液生成呢？會不會不反應呢？

【生庚】怎么會不反應，不反應黑色的銅絲怎么會變紅？另外，前面戊還說酒精的氣味變了，肯定有新物質生成！

【師】兩位同學的思考都有道理，都特別肯動腦子！讓我們全體幫助兩位同學分析好嗎？

首先，沒有發生反應可信嗎？（齊聲說“不可信！”）對，同學庚已經說明了這一點。那么反應了，用什么來證明呢？是否可以從溶液中去尋找銅的化合物的影子？還有，如果反應了銅絲的質量肯定要變輕了。（對！對！老師我也是這么想的，很多同學忙不迭地連聲說。）

【生辛】（邊舉手邊站了起來）老師，銅有無色的化合物嗎？你能否幫我們找架天平來，我們可以稱取銅絲的質量有無變化。

【師】我真的很贊嘆同學們思維的靈活與縝密，了不起，非常好的實驗設想啊！

（至此，我們可以順當地引入乙醇催化氧化的斷鍵機理，并同時得到了催化劑可以參與反應的事實！）

【師】在催化劑銅或銀的存在下，乙醇可以被氧氣氧化成乙醛，乙醛是一有刺激性氣味能溶于水和乙醇的無色液體。

【操作】1.取酸性高錳酸鉀2-3mL，向其中加1mL左右的乙醇用力振蕩，紫紅色褪去。

2.取事先做好的可以鼓氣使乙醇氣化的裝置并與一裝有用重鉻酸鉀浸濕的橙紅色棉球的直通管相連的自制裝置，讓學生擠壓吸球鼓氣，觀察現象。

【師】這兩則實驗的現象都說明乙醇與它們發生了反應，酸性高錳酸鉀、重鉻酸鉀的氧化性都非常強，兩者都能使乙醇氧化，唯有重鉻酸鉀顏色變化反差非常明顯，從橙紅變為綠色，便于觀察。試想如果你滿嘴酒氣，對準直通管（舉起直通管）使勁吹氣會有什么現象？由此你們想想它有實際應用嗎？

【生】（興奮得齊聲大喊）查酒駕！

【師】對！

【師】把小塊鈉吸油去氧化層后，放到裝有2-3mL酒精的試管中，請同學觀察并描述現象。

【生壬】鈉沉到下面，冒少量氣泡并逐漸上浮到液面上，又逐漸下沉；仍然冒氣泡，再上升，再逐漸下沉，如此反復多次后慢慢消失。

【師】敏銳的觀察！那么哪位對此現象做個合理的解釋呢？

【生壬】金屬鈉沉到下面，說明乙醇比金屬鈉的密度小，當然更比水的密度小，因為金屬鈉浮在水面上反應。鈉與乙醇反應放出氣體，應該是氫氣吧，附著在金屬鈉的表面，使得整個鈉塊的密度變小了，所以就逐漸上浮，至乙醇表面后，氣泡破滅消失，鈉的密度又比乙醇大了，所以又沉到乙醇下面了。上述過程反復進行直至金屬鈉完全消失掉。

【師】非常完美的解釋！事實上，除了金屬鈉外，K、Ca、Mg、Al也能與乙醇反應放出氫氣。如果我要求同學們證明鈉與乙醇反應生成的是氫氣，并設法探究乙醇與金屬反應到底是哪個化學鍵斷裂，你有何良策？

【生】（同桌及同組的立即熱烈地討論起來。）老師，我們可以收集產生的氣體點燃，看火焰是否為淡藍色，用干燥的小燒杯罩住火焰看瓶壁上有否液態的水珠，來確定是不是氫氣。至于斷鍵嘛，可以測量1 mol乙醇到底能產生多少氫氣……

【師】太好了！鼓掌（同學們跟著鼓掌歡呼！）……

【師】展示乙醇結構與物理化學性質的PPT，總結并結束本課。

【思考與感悟】

從課堂實踐來看，生動有趣指向明確的化學實驗是激發學生學習興趣，牢固掌握物質重要理化性質的無可替代的重要載體。本節課的實驗自始至終地貫穿于學生對乙醇性質的認識過程中，每個實驗的設計都是目的明確而且現象清楚。因而，學生的學習熱情與探索興趣被充分調動起來了，所有同學一直緊隨著課堂教學的不斷深入，熱情參與，積極思考，對學生的引導啟發恰當而有效。

以實驗為主導的課堂教學的優勢不言自明，但也要“因課制宜”。在教學中如果要以實驗為主線來設計教學，要注意如下幾點：

1.結合授課內容精心設計實驗

實驗主導的課堂教學，要求物質的性質必須能通過你所設計的反應準確而明晰地表現出來，而且必須恰當無誤，不應有繁雜的干擾，這就要求教師認真掌握教材的內涵，充分發揮聰明才智，利用簡單而有效的實驗手段（包括自行設計實驗裝置）去達成你的“實驗目的”。

2.準確操控實驗靈活駕馭課堂

觀察是認識的窗口，是思維的前提，如果沒有敏銳而細致的觀察，就不能深入認識事物的本質。無論是教師演示還是學生協助完成實驗，都要做到準確操控并展示實驗現象，由于學生的熱情與興奮的參與，課堂氣氛的掌握要適度，不可過分熱烈影響授課效果，熱與冷、放與收的掌握要能自如切換。這樣才能使你的實驗主導課堂，成為一堂好課！

3.畫龍點睛引導適時提示點撥

從實驗現象的描述到對其合理解釋，這是以實驗為主導的課堂的精髓所在，也是最能使學生的認知水平提高的有效方法。教師在設問、啟發、引導和給出結論時，要注意由淺入深、由表及里，在教學中循循善誘，適時點撥，逐步培養具體、全面、深入地認識物質及其變化的本質和內在規律，使學生的思維從表象到本質，從感性到理性，最終達到質的飛躍。此外，不要吝嗇你恰如其分、發自內心的對學生的欣賞與褒獎，它會“開化”學生的思維并激發其學習的巨大潛力。

興趣是人的一種特殊認知傾向，是學生主觀能動性的重要體現。實驗主導型課堂中有學生從事探究活動的成分，它會讓學生：發現學習更令人興奮，更有趣；期盼更多的學習機會；更加感到所學的東西在他們的日常生活中非常有用；有更多的成功體驗……因此，也就成為激發學生上好化學課，強化素質培養的一種最直接、最活躍的學習內驅力。以實驗為主導的課堂教學，不僅可以提高學生的學習興趣，在學生素質與多種能力的培養上也是大有可為的。

［1］ 任長松.探究式學習——學生知識的自主建構［M］.北京：教學科學出版社，2005.2：59～60

［2］ 李虎山.立足化學課堂，培養學生素能［J］.化學教與學，2010，（11）