李周維
化學是一門以實驗為基礎的科學,許多化學的重大發現和研究成果都是通過實驗得到的。新課程改革以來,化學實驗在化學教學中的地位日益突出,也越來越受到化學教師的重視。然而在實驗探究過程中,不可避免會碰到一次又一次的意外,這時教師該如何處置呢?
九年級化學第二單元課題1《空氣》教學中,測定空氣中氧氣的含量是一個重要的實驗。課堂上,筆者首先通過課件展示拉瓦錫實驗,讓學生認真觀察,為接下來的實驗做準備。看完課件,學生興趣盎然,躍躍欲試,都想像拉瓦錫一樣驗證實驗結果。
實驗開始,學生看到燃燒后冒出濃濃的白煙,嚇了一跳,有的臉上露出膽怯的神情,有的依然很有興趣。燃燒結束后,打開彈簧夾,水從燒杯沿導管進入集氣瓶。學生看到這一幕吃驚了,不停地小聲說:“水被吸進管里了!水進入集氣瓶里了!水是咋進去的呀?”課堂氣氛瞬間活躍起來,學生表現出了強烈的興趣。
“接近1/5了……到1/5了!”“呀,超過1/5了!”“怎么回事,和拉瓦錫的實驗結果不一樣。”……學生議論紛紛。筆者一看,心也瞬間涼了半截,糟糕,好像實驗失敗了。已超過1/5標刻線的液面還在不斷上升,等它停下來時,液面都快接近2/5了,這是怎么了?拉瓦錫實驗得出的結論是,氧氣占空氣總體積的五分之一。而現在……我的頭“轟”的一下大了起來,怎么辦?有的學生開始起哄,有的學生噘嘴懷疑實驗結果,有的學生灰心喪氣,關上了課本。而我預先準備好的教案,都是用來解釋如果實驗中進入集氣瓶中的水的體積少于1/5的話可能是什么原因,比如,裝置漏氣,有部分空氣進入;紅磷不足;裝置未冷卻到室溫就打開彈簧夾……看來是用不著了。那么現在,是把課本實驗結論強加給學生呢,還是繼續做實驗?
我猶豫不決,看著學生疑惑的眼神,我冷靜了一下,面對意外,如果不讓學生心服口服,以后的化學課恐怕要失去“威信”,還不如組織學生共同探討實驗失敗的原因。我清了清嗓子,大聲說:“這個結果完全出乎老師的意料,大家不如當自己是拉瓦錫,找找原因,再繼續做實驗,給老師上一課,怎樣?”
學生們笑了,他們熱情高漲,紛紛提出自己的想法:實驗前彈簧夾要夾緊,否則在燃燒時瓶內空氣受熱膨脹后容易逸出;紅磷點燃時,溫度很高,當燃燒匙伸入集氣瓶時,如果速度太慢,就可能導致一部分空氣膨脹,逸出集氣瓶,這些都會導致最后進入水的量不但不減少,反而增加……
根據孩子們提出的注意事項,我們重新開始實驗。實驗前,我將瓶內多余的水倒掉。實驗開始了,學生們睜大眼睛,希望得到滿意的結果。但事與愿違,集氣瓶里的水還是接近2/5,這一下學生炸鍋了,我也是懵了,正當大家都不知如何是好的時候,有一個平時不愛發言的學生突然站起來說:“老師,不如換一套裝置試一下。”
面對這個大膽的想法,其他學生也很支持。我新取了一套儀器進行實驗,結果水位上升約為1/5,然后把這1/5的水倒掉重新實驗,結果又大于1/5,接近2/5了。我又做了第三、第四次做實驗,結果和第二次相同。幾次實驗下來,學生的臉上開始有了喜悅的樣子。我覺得有一種“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的感覺,我順勢啟發學生,通過幾次實驗的對比,問題應該出在哪里呢?
學生們分成小組,熱烈開始討論起來。經過小組討論,大家一致認為,“倒掉上升的1/5的水連續實驗”這一操作有問題,原因可能是迅速倒掉集氣瓶中的水,空氣沒有完全進入集氣瓶,水面之所以會超過1/5,是因為倒掉1/5的水后,空氣來不及填充這部分的空間就開始實驗了,瓶內壓強本來就小于外界大氣壓,紅磷燃燒又消耗了瓶內的氧氣,所以水面上升超過1/5。本節課實驗失敗的原因,就是因為前一節課剛做了該實驗,到這個班實驗時,倒掉1/5的水,就開始實驗,空氣沒有迅速地充滿集氣瓶,導致進水接近2/5……
下課鈴突然響起,這節實驗課就這樣匆匆結束了,雖然學習的內容并不多,大家都忙著解決出現的一個又一個的問題,但在解決問題的過程中,學生和教師共同得到了成長。
(作者單位:武漢市黃陂區灄口中學)
責任編輯 嚴 芳