以“乙烯與溴加成反應(yīng)的驗(yàn)證”為例談探究性學(xué)習(xí)

摘要：以“乙烯與溴加成反應(yīng)的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“教學(xué)意外”為契機(jī)，將探究性學(xué)習(xí)融入課堂，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，回歸教育的本質(zhì)。

關(guān)鍵詞：乙烯；探究性學(xué)習(xí)；教學(xué)意外

文章編號(hào)： 1005–6629(2012)5–0035–03 中圖分類號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

探究性學(xué)習(xí)是指在教學(xué)過程中，教師創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境或途徑，引導(dǎo)學(xué)生通過自己收集、分析、處理信息，感受和體驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生過程，進(jìn)而培養(yǎng)他們分析問題，解決問題的能力和創(chuàng)造能力。在探究學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生獲得深刻而真實(shí)的探究經(jīng)歷和體驗(yàn)，逐步養(yǎng)成喜愛質(zhì)疑、樂于探究、努力求知的傾向和創(chuàng)新的積極欲望。所以，探究性學(xué)習(xí)是新課程積極倡導(dǎo)的一種學(xué)習(xí)方式。在教學(xué)中教師應(yīng)將化學(xué)課堂轉(zhuǎn)化為學(xué)生探究化學(xué)問題的學(xué)堂，充分利用實(shí)驗(yàn)手段引導(dǎo)學(xué)生積極探究，讓學(xué)生在課堂中體驗(yàn)到生命的狂歡，成長(zhǎng)的幸福，感受化學(xué)的精彩。

1 教學(xué)案例

在高三復(fù)習(xí)中有出現(xiàn)這樣一道習(xí)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明乙烯與溴的反應(yīng)為加成反應(yīng)而不是取代反應(yīng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并不難，且操作也較簡(jiǎn)單，我決定讓學(xué)生親自去做一做。

學(xué)生根據(jù)加成和取代反應(yīng)的產(chǎn)物不同（加成反應(yīng)只生成1，2-二溴乙烷一種物質(zhì)，而取代反應(yīng)一定會(huì)生成溴化氫），設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：將少量溴水倒入盛有乙烯的試管中，溴水褪色后，加入硝酸酸化的硝酸銀，若產(chǎn)生淡黃色沉淀，則為取代反應(yīng)；若不產(chǎn)生淡黃色沉淀，則為加成反應(yīng)。

學(xué)生立即完成了實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)期的完全相反，竟然產(chǎn)生了大量沉淀，有淡黃色的，還有白色的，這下大家都傻了眼。教室里立即炸開了鍋，同學(xué)們七嘴八舌在討論這反常的現(xiàn)象。

這可怎么辦呢？是為完成教學(xué)任務(wù)，避免節(jié)外生枝，不去理會(huì)學(xué)生的“聲音”呢；還是尊重學(xué)生的質(zhì)疑，讓他們說說想法，并探究原因。若選擇前一種辦法，那么下面的教學(xué)將會(huì)是十分順利的，但這樣的做法對(duì)學(xué)生是不公平的——這樣會(huì)挫傷他們的學(xué)習(xí)積極性，會(huì)壓制他們的創(chuàng)新精神，與新課程所倡導(dǎo)的教學(xué)民主格格不入。而如果選擇了后一種處理辦法，則自己就會(huì)因此完不成預(yù)設(shè)的課堂教學(xué)任務(wù)，并將有損自己多年來樹立的良好教學(xué)形象……最后，我毅然選擇了后者。“按照加成反應(yīng)的原理是不可能出現(xiàn)沉淀的，這說明其中有干擾。我們一起來探究實(shí)驗(yàn)中的干擾因素，大家來說一說你的想法。”學(xué)生的學(xué)習(xí)激情一下子調(diào)動(dòng)起來。

學(xué)生A：收集乙烯的試管中有水，說明是通過排水法收集的，（這個(gè)學(xué)生的觀察可真仔細(xì)!）水中可能有Cl-及其它的雜質(zhì)離子，與Ag+反應(yīng)生成沉淀影響實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生B：我反對(duì)，水中沒有Br-，不會(huì)有淡黃色沉淀。

教師：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，大家可通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)：學(xué)生取少量水（約2 mL），滴入幾滴AgNO3溶液；現(xiàn)象：沒有明顯的沉淀，只是略變渾。

學(xué)生：說明水中有少量的Cl-，但這并不是產(chǎn)生大量沉淀的主要原因，但為減少干擾收集乙烯時(shí)盡可能將水排盡。

學(xué)生C：可能是溴未全部反應(yīng)。

學(xué)生D：溴水的顏色已經(jīng)褪去了，應(yīng)該沒有溴了。

教師：如何證明溴是否完全反應(yīng)？

學(xué)生C：用淀粉碘化鉀試紙，若變藍(lán)，說明溴未完全反應(yīng)。

學(xué)生再次實(shí)驗(yàn)，用淀粉碘化鉀試紙檢測(cè)溴水褪色后的溶液，試紙沒有變藍(lán)，說明溴已完全反應(yīng)。

學(xué)生E：那可能與氣體有關(guān)，乙烯中可能有雜質(zhì)，雜質(zhì)與溴水反應(yīng)。

學(xué)生F：乙烯中混有SO2氣體。

學(xué)生F：乙醇與濃硫酸加熱到170 ℃時(shí)，由于濃硫酸具有脫水性，可將乙醇脫水炭化，生成的炭再與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，SO2與溴水反應(yīng)。反應(yīng)為：C+2H2SO4（濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O，Br2+SO2+H2O=H2SO4+ 2HBr。溶液中生成的Br-和SO42-與Ag+發(fā)生反應(yīng)，必產(chǎn)生淡黃色的AgBr沉淀和白色的Ag2SO4沉淀（Ag2SO4微溶）。

學(xué)生G：我可以證明乙烯中混有SO2。在氣體中加入品紅溶液，振蕩后若品紅褪色，說明有SO2。

學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)，品紅褪色，乙烯中果真有SO2。（真害羞，給學(xué)生抓到把柄了）

教師：真不好意思，老師在上課前才想到用實(shí)驗(yàn)證明乙烯與溴的反應(yīng)類型，讓實(shí)驗(yàn)員趕緊制取乙烯氣體，竟然沒有提醒實(shí)驗(yàn)員把SO2除去，也沒有預(yù)做實(shí)驗(yàn)。這是老師的失誤，現(xiàn)在我們一起來彌補(bǔ)老師的過錯(cuò)，請(qǐng)大家設(shè)計(jì)制取乙烯并除去SO2的裝置。

學(xué)生H：設(shè)置出裝置圖，燒瓶?jī)?nèi)為酒精和濃硫酸的混合液，洗氣瓶?jī)?nèi)為NaOH溶液。

學(xué)生I：此裝置并不完善，因?yàn)椴荒苷f明SO2已完全除去。應(yīng)在NaOH溶液后面增加品紅溶液，若品紅不再褪色，才可證明SO2已完全除去。

（為學(xué)生這種一絲不茍的科學(xué)態(tài)度而驕傲！）

學(xué)生I：完善后的裝置為：

學(xué)生：我們相信，除去了雜質(zhì)SO2后，就不會(huì)出現(xiàn)沉淀了，就能觀察到預(yù)期的現(xiàn)象了。

學(xué)生按完善后的裝置制取并收集了多瓶氣體，取一瓶再次加入少量溴水，溴水褪色后，加入硝酸銀溶液，還有大量淡黃色沉淀。

（剛才學(xué)生還非常興奮，認(rèn)為已經(jīng)找到了答案，可是結(jié)果依然出乎意料。教室里恢復(fù)了“平靜”，學(xué)生有點(diǎn)“懵”。）

學(xué)生J：會(huì)不會(huì)是溴水的問題？

教師：氣體問題解決了，現(xiàn)在找溴水的“碴”，思路清晰，說說理由。

學(xué)生J：溴水中存在平衡Br2+H2O HBr+HBrO，溴水中有多種成份，除溴分子外，還的氫溴酸、次溴酸，這些成份可能會(huì)與乙烯發(fā)生副反應(yīng)。

學(xué)生K：乙烯可能與次溴酸加成生成了2-溴乙醇。在某次綜合練習(xí)中，有一道題給出的流程就是乙烯與次氯酸反應(yīng)得到2-氯乙醇，再由二氯乙醇制得環(huán)氧乙烷的反應(yīng)。

（學(xué)生的聯(lián)想真豐富，居然利用習(xí)題中的信息佐證。）

學(xué)生L：次溴酸濃度降低，從而使溴與水反應(yīng)的平衡正向移動(dòng)，氫溴酸濃度增大。

教師：怎么證明氫溴酸？

學(xué)生I：通過測(cè)定溶液的pH， 生成氫溴酸后，pH會(huì)減小。

學(xué)生用pH計(jì)分別測(cè)定溴水和通入乙烯后溴水的pH，pH減小（從1.7變?yōu)?.5）。

教師：以上實(shí)驗(yàn)說明什么因素對(duì)乙烯與溴的加成反應(yīng)造成了干擾？

學(xué)生：溴水中的水對(duì)反應(yīng)的影響，即溶劑影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

教師：怎樣進(jìn)一步證明是水的影響呢？

學(xué)生：將溴水換成溴的四氯化碳溶液。

學(xué)生再次實(shí)驗(yàn)，并沒有淡黃色沉淀出現(xiàn)，與預(yù)期的現(xiàn)象相同。

學(xué)生：該實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)干擾因素，一是乙烯中的SO2氣體，二是溴水中的水。如果用純凈的乙烯與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，就能觀察到預(yù)期的現(xiàn)象，得到正確的結(jié)論。

學(xué)生終于找到現(xiàn)象“反常”的原因，學(xué)生臉上露出成功的喜悅，幾位提出“質(zhì)疑”的同學(xué)高興地歡叫著“YE”。這歡呼聲是學(xué)生激動(dòng)心情的表白，更是學(xué)生對(duì)自我價(jià)值的肯定。

2 教學(xué)反思

這節(jié)課，原本是一堂習(xí)題講評(píng)課。但我的失誤導(dǎo)致意外現(xiàn)象的發(fā)生，教學(xué)程序脫離了原有的軌道，我不失時(shí)機(jī)地將學(xué)生引入尋找實(shí)驗(yàn)干擾因素和正確驗(yàn)證方法的探究軌道。學(xué)生經(jīng)過多次的假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、反思和完善，終于找到了實(shí)驗(yàn)反常的根本原因。教學(xué)中，我感受到了學(xué)生強(qiáng)烈求知欲望和大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，更可喜的是感受到了學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的提升，感受到了學(xué)生對(duì)老師的信賴，感受到探究性學(xué)習(xí)給化學(xué)教學(xué)帶來的精彩。

2.1 將探究融入化學(xué)課堂，回歸教育的本質(zhì)

教育的終級(jí)目標(biāo)并不是讓學(xué)生掌握多少知識(shí)，而是提高終身學(xué)習(xí)的能力，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)性發(fā)展。因此，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，更新教學(xué)理念，創(chuàng)新教學(xué)方法，把“知識(shí)灌輸”變?yōu)閷W(xué)生的主動(dòng)探究、把學(xué)生的模仿復(fù)制變?yōu)樘骄堪l(fā)現(xiàn)、把傳授知識(shí)的過程變?yōu)閱栴}解決的過程，讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程，讓學(xué)生收獲探究的樂趣、收獲可以受用終生的獨(dú)特的思維視角以及分析研究問題的習(xí)慣和能力，從而提高他們終身學(xué)習(xí)的能力，回歸教育的本質(zhì)，為學(xué)生精彩未來奠基。

2.2 將探究融入化學(xué)課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于試劑的純度、藥品的用量、試劑的滴加順序、未知反應(yīng)的掩蓋會(huì)導(dǎo)致意外現(xiàn)象和結(jié)果的產(chǎn)生，而學(xué)生對(duì)“教學(xué)意外”格外的較真和來勁。教師不可回避應(yīng)積極面對(duì)，并且和學(xué)生一起探究，就能將“教學(xué)意外” 將轉(zhuǎn)化為“動(dòng)態(tài)生成教學(xué)資源”，成為教學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn)；而且“教學(xué)意外”的解決能提升教師的專業(yè)素養(yǎng)和人格魅力，贏得學(xué)生的尊重。“教學(xué)意外”也能為學(xué)生提供挑戰(zhàn)和探究的空間，為學(xué)生提供質(zhì)疑、求證的機(jī)會(huì)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)評(píng)價(jià)、反思的平臺(tái)。探究“教學(xué)意外”的過程是激發(fā)學(xué)生求知欲的過程，也是讓學(xué)生智慧閃光的過程，更是激活生命潛能的過程，所以我們要善于合理地將“教學(xué)意外”轉(zhuǎn)化為探究資源，從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感、自我價(jià)值感和成功的自豪感，進(jìn)而激起學(xué)生內(nèi)心更為強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情和探究欲。

2.3 將探究融入化學(xué)課堂，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

新課程要求將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作為化學(xué)課程的主旨和根本目標(biāo)，而科學(xué)探究是學(xué)生獲得科學(xué)素養(yǎng)的最佳途徑。本案例中學(xué)生在探究“乙烯加成反應(yīng)的驗(yàn)證”時(shí)出現(xiàn)的反常原因的過程中，經(jīng)歷了問題的提出、猜想與假設(shè)、方案的制定、證據(jù)的收集分析、形成結(jié)論、評(píng)價(jià)反思、補(bǔ)充和修改完善結(jié)論的探究全過程。探究的各個(gè)環(huán)節(jié)中蘊(yùn)含著假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、推理、歸納等具體的科學(xué)研究的方法，在不斷的探究體驗(yàn)中學(xué)生將科學(xué)的方法將逐步內(nèi)化為自己的思維方式和行為方式，從而提升學(xué)生科學(xué)探究的能力；同時(shí)在探究的過程中學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探索不是一帆風(fēng)順的，而是充滿挫折、失敗、謬誤、猜想、頓悟的艱難歷程，從而培養(yǎng)學(xué)生善于質(zhì)疑、勇于探索、一絲不茍、百折不撓的科學(xué)精神。

總之，將探究性學(xué)習(xí)融入化學(xué)課堂，讓學(xué)生以主人翁的身份親歷化學(xué)探究的全過程，使學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法和技能、思維方式，獲得豐富的化學(xué)體驗(yàn)，感受化學(xué)的精彩，從而為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅秀玲.試論化學(xué)探究式教學(xué)中探究點(diǎn)的選擇[J].化學(xué)教育，2011，（6）：31~33.