一箭雙雕

江雙青

摘要：本文介紹兩例學生分組實驗創新設計，分別為“鋁與酸、堿、鹽反應”以及“影響化學反應速率的因素”。通過四個小組的分工協作在其不知情情況下同時完成兩組實驗。兩個案例都可通過不同現象讓學生產生認知沖突，在實驗探究之后形成再探究實驗，點燃學生探究熱情。根據不同現象進一步提出問題并實驗驗證，讓學生親歷科學探究的過程，養成科學的態度，初步形成科學探究的能力。

關鍵詞：分組實驗;創新設計;化學教學

文章編號：1008-0546（2018）12-0096-02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.12.032

一、“鋁與酸、堿、鹽反應”分組實驗的創新設計

1.分組實驗方案

如圖1所示，用砂紙將鋁片正反兩面打磨一下，剪成三小塊依次放入一個白色點滴板的三個孔穴中。分別用滴管滴加4～6滴硫酸、氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液，觀察實驗現象。注意：全班分成四個小組，兩個小組發的是稀硫酸，兩個小組發的是濃硫酸，事先不告訴學生。

2.方案實施效果

行動教育家說過：“你告訴我，我可能會忘記，你讓我看，我可能會記住，你讓我參與，我就會理解”。據此，我將原本平淡無奇的三個在試管中進行的教師演示實驗改成在點滴板上進行的學生分組實驗，為學生提供親身體驗“做科學”的機會，讓學生真正成為學習的主人，學會科學探究的方法，感受知識產生的過程。特別是其中的“鋁片與硫酸反應實驗”一枝獨秀，一石二鳥，讓人拍案叫絕，成為課堂一道亮麗的風景。

（1）該實驗變“在試管中進行”為“在點滴板上進行”，硫酸用量只要4～6滴。這個微型實驗操作簡單，耗時短，現象明顯，體現了綠色化學理念。

（2）該實驗“一個操作完成兩個實驗”。點滴板上看似完成了一個操作“在鋁片上滴加4～6滴硫酸”，實際上四個小組在不知情的情況下分工協作，同時完成了兩個實驗“Al與稀H2SO4反應”、“Al與濃H2SO4反應”。這個“連體兒”實驗的驚艷亮相，讓聽課師生精神為之一振，同時也節省了分組實驗時間。

（3）該實驗“一個實驗潛伏兩種現象”。同樣是鋁片與硫酸反應實驗，有的小組看到氣泡，有的小組沒有看到氣泡，兩種不同的現象讓學生產生認知沖突，點燃了學生的探究激情。這樣設下的謎局“硫酸濃度不同，兩個小組發的是稀硫酸，兩個小組發的是濃硫酸”，可以不露痕跡地培養學生實事求是的科學態度，同時也能充分展示教師的教學機智。

（4）該實驗為進一步探究創設了情境。首先在謎底“硫酸濃度不同”揭曉后馬上提出問題：“請你幫沒有看到氣泡的小組出個點子，讓他們在點滴板上能看到氣泡。”、“如何用實驗證明鋁片在濃H2SO4中形成了致密的氧化膜？”

然后讓學生猜想假設、設計可行性實驗方案。學生提出的實驗方案有：“將濃硫酸稀釋一下，就能看到鋁片表面產生氣泡”、“做對比實驗證明鋁表面氧化膜的存在：將除去氧化膜的兩根鋁棒，放入盛有適量濃H2SO4的試管中，片刻后取出一根鋁棒用蒸餾水洗凈，放入CuSO4溶液中，無明顯現象;取出另一根鋁棒用蒸餾水洗凈，用濾紙吸干，用砂紙打磨，放入CuSO4溶液中，溶液逐漸由藍色變成無色，鋁棒周圍長出一棵紅色‘銅樹”等等。

最后進行實驗探究，解決問題。在實驗探究之后引發的進一步實驗探究，是真正意義上的科學探究，學生的奇思妙想在教師啟迪下，如火山爆發，互動場面令人驚訝。通過再探究實驗，讓學生有更多的機會親身經歷和體驗科學探究的過程，激發對化學學習的興趣，增進對科學的情感，理解科學的本質，在知識的形成、聯系、應用過程當中養成科學的態度，獲得科學的方法，初步形成科學探究的能力。

二、“影響化學反應速率的因素”分組實驗的創新設計

1.分組實驗方案

（1）濃度對反應速率的影響：如圖2所示，用小刀切開一個土豆，在兩個土豆切面上分別用滴管滴加1～2滴碘水，觀察實驗現象。注意：全班分成四個小組，兩個小組發的是稀碘水，兩個小組發的是濃碘水，事先不告訴學生。

（2）溫度對反應速率的影響：已知高錳酸鉀酸性溶液與草酸溶液發生反應：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。取A、B、C三支試管，分別加入2mL 0.01mol·L-1 KMnO4酸性溶液，再分別加入2mL 0.1mol·L-1 H2C2O4溶液。將A試管放入冰水中，B試管放入80℃的熱水中，C試管置于室溫下，觀察實驗現象。

（3）催化劑對反應速率的影響：取A、B、C、D四支試管，分別加入2mL 5% H2O2溶液，再分別加入2～3滴洗滌劑（氣體在洗滌劑中容易產生泡沫）。向A試管中加入2～3滴FeCl3溶液，向B試管中加入少量MnO2粉末，向C試管中加入一小塊新鮮的豬肝，D試管留作比較用，觀察并比較四支試管中發生的實驗現象。

2.方案實施效果

我將三個演示實驗全部變成分組實驗，讓學生在“做中學”，激發他們的學習興趣，提高教學的有效性。

其中“濃度對反應速率影響實驗”新教材給出的方案原本是：“在兩個大小相同的氣球中各放入2.0g NaHCO3粉末。取兩只同樣大小的錐形瓶，向其中一只錐形瓶中加入50mL 1.0mol·L-1鹽酸，向另一只錐形瓶中加入50mL 0.1mol·L-1鹽酸。然后在錐形瓶瓶口套上上述兩個氣球，同時將氣球中的NaHCO3粉末加入到錐形瓶中，觀察并比較氣球膨脹的速率大小。”該實驗方案的缺點是在錐形瓶中實施，固體和溶液用量都比較多。

如果該實驗改成在試管中進行：“在兩支試管中分別加入3mL 1.0mol·L-1鹽酸、3mL 0.1mol·L-1鹽酸，將兩個均裝有0.3g NaHCO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口，同時將氣球中的NaHCO3粉末加入試管中，觀察并比較氣球膨脹的大小，”則可能由于固體和溶液用量比較少，產生的氣體也比較少，導致氣球撐不開，現象不明顯，結論不可靠。

于是，我獨辟蹊徑，利用“淀粉與碘水反應”來驗證濃度對反應速率的影響，并暗設機關，使“濃度對反應速率影響實驗”鶴立雞群，一舉兩得，讓聽課師生驚喜不已，課堂氣氛立即被推向高潮。

（1）該實驗碘水用量只要1～2滴，土豆取材于生活，課前可讓學生自備，實驗操作簡單，耗時極少，現象特別明顯，體現了綠色化學思想。

（2）該實驗看似完成了一個操作“碘水與土豆切面作用”，實際上四個小組在不知情的情況下分工協作，同時完成了兩個實驗“淀粉與稀碘水反應”、“淀粉與濃碘水反應”。這個“雙面人”實驗的閃亮登場，節省了分組實驗時間，同時也讓聽課師生眼睛為之一亮，倦意頓消，發出“這家伙怎么想到這一招”的驚嘆！

（3）該實驗同樣是碘水與土豆切面作用，有的小組看到藍色，有的小組沒有看到藍色，兩種不同的現象讓學生產生了一探究竟的迫切愿望。“發現或提出一個問題，往往比解決一個問題更重要”，這樣暗下謎局“碘水濃度不同，兩個小組發的是稀碘水，兩個小組發的是濃碘水”，可以潤物細無聲地培養學生敢于質疑的批判精神和善于發現的創新意識。

（4）該實驗同樣為進一步探究創設了情境。首先在謎底“碘水濃度不同”揭曉后馬上提出問題“請你幫沒有看到藍色的小組出個主意，讓他們在土豆切面上能看到藍色。”

然后讓學生猜想假設、設計可行性實驗方案。學生提出的實驗方案有：“增大碘水的濃度，采用較濃碘水與土豆切面作用，就能看到藍色”、“增大土豆的接觸面積，用小刀切下一小塊土豆，放在研缽中用杵磨碎，取少量磨碎的土豆滴加稀碘水，就能看到藍色”等等。

最后進行實驗探究，解決問題。在實驗探究之后生成的再探究實驗，對于讓學生更主動地參與到實驗中來，體現學生作為學習主體作用意義十分重要。通過再探究實驗，引導學生像小科學家一樣地去發現問題、解決問題，并在探究的過程中獲取知識、發展潛能、培養能力，特別是創造能力，同時受到科學價值觀、科學方法的教育，發展自己的個性。

參考文獻

[1]? 王祖浩主編.化學1（必修）[M].南京：江蘇教育出版社，2009，6

[2]? 王祖浩主編.化學反應原理（選修）[M].南京：江蘇教育出版社，2009，7