巧借刑偵知識提升化學思維能力

汪立波

【摘 要】本文基于刑偵類電視節目中的刑偵知識能夠激起觀影者的好奇心，并使其投入地觀看這種現象，以《氨 硝酸 硫酸》為例，論述利用刑偵思維方法進行教學的策略，以提高高中化學教學效果。

【關鍵詞】高中化學 刑偵知識 思維能力

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）12B-0146-02

刑偵類的電視節目是許多人比較喜愛的節目，其主要原因之一是出現在電視節目中的刑偵知識能夠激起觀影者的好奇心，在好奇心的引導下，觀影者會覺得整部影視劇精彩好看。如果將這種刑偵知識應用于高中化學教學中效果會如何呢？筆者以刑偵電視節目中的知識為例，探究在教學中運用刑偵思維方法的策略，供大家參考。

一、展示現象，設置懸疑

在高中化學教學中要想通過刑偵思維方法成功地激起學生的好奇心，那么在教學開始時就要為學生展示與課堂內容有關的現象，這是非常重要的一步，這樣做的作用與刑偵影視劇中發現案情開始調查的作用是一樣的。通過展示現象，能夠讓學生在好奇心的驅動下進行探究。

如在教學《氨 硝酸 硫酸》時，為了能夠引導學生更好地掌握本節課的內容，教學一開始筆者特地將裝有濃硫酸、濃硝酸的試劑瓶的標簽用白紙蓋住，讓學生觀察并猜測這兩個試劑瓶中分別裝的是什么溶液。學生通過觀察發現，兩瓶試劑中有一個試劑瓶是棕色的，另外一個試劑瓶為無色的。然后分別聞一聞兩種試劑，發現只有棕色試劑瓶中的試劑有刺鼻氣味，另外一種試劑無味。在此基礎上，為能探究兩種溶液是否為酸性溶液，學生采用紫色石蕊試液來進行測試。學生將適量的紫色石蕊試液分別盛放在兩個燒杯中，然后用潔凈的玻璃棒分別蘸取兩種溶液并分別放到對應的燒杯中，觀察發現兩個燒杯中的紫色石蕊試液都變為紅色，由此可知，兩個試劑瓶中的溶液都是酸性溶液。進行完上面的這些探究之后，為了能夠將這兩種溶液明確地區分出來，學生又針對兩種溶液的脫水性進行探究。在進行脫水性探究時，所采用的實驗方法是，將兩種溶液分別滴加到蔗糖上觀察發生的現象。實驗發現，無色溶液使蔗糖變黑色，棕色溶液對蔗糖沒有引起任何作用。由此現象可以進行大膽假設，假設無色溶液為濃硫酸溶液（H2SO4），棕色溶液為濃硝酸溶液（HNO3），同時學生還可以對探究過程時發現的兩種溶液的性質進行簡單的歸納整理，以方便后面的驗證猜想的實驗。

通過上面的案例可以看出，在教學中采用刑偵思維方法能夠有效地激發學生的好奇心，進而驅使學生對化學現象進行探究實驗，通過實驗逐步驗證猜想，使學生更為牢固地掌握對應的知識。

二、提出猜想，自主實驗

展示現象之后，學生進行一系列的性質探究實驗，并對試劑瓶中的溶液進行猜想。提出猜想并對此進行驗證是在教學中使用刑偵思維方法的第二步，也是比較關鍵的一步。下面就結合教學實例來對此進行簡單的論述。

在上面的例子中，學生通過一系列的實驗探究兩種未知溶液。經過前面的實驗，學生大膽猜想這兩種溶液分別是濃硝酸（HNO3）和濃硫酸（H2SO4）。在提出猜想之后，學生針對猜想設計實驗進行驗證。回顧濃硝酸（HNO3）和濃硫酸（H2SO4）的化學性質發現，這兩種強酸都能與金屬銅（Cu）發生化學反應，但是兩種酸與銅反應的產物不同。濃硝酸（HNO3）與銅（Cu）的反應過程如下：

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

而濃硫酸（H2SO4）與銅（Cu）的反應過程如下：

Cu+2H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O

從反應過程來看，兩種酸與銅的反應都會產生氣體、對應的鹽及水。因此要想區別這兩種酸，對各自產物中的氣體進行鑒別就能順利地區別出對應的兩種酸。對比二氧化氮（NO2）氣體與二氧化硫（SO2）氣體的性質發現，二氧化硫氣體（SO2）具有漂白性，可以使品紅溶液褪色，而二氧化氮（NO2）氣體不具備這一特性。因此設計兩種氣體的鑒定實驗時，可以采用使反應產生的氣體通過裝有品紅溶液試劑瓶的方法對兩種氣體進行鑒定。經過這樣的實驗設計之后，筆者讓學生自己動手完成兩種氣體的鑒定實驗。學生仔細地完成實驗的所有步驟后，發現有一個實驗裝置的品紅溶液逐漸開始褪色，而另一個實驗裝置的品紅溶液沒有褪色，所以可以確定使品紅溶液褪色的實驗裝置中的酸為濃硫酸溶液，不能使品紅溶液褪色的為濃硝酸溶液。

產生猜想并進行驗證是刑偵思維方法在高中化學教學中應用非常關鍵的一步，在刑偵類影視劇中這一過程是尋找線索排除嫌疑的過程，在教學中則是設計實驗驗證猜想的過程。通過這一過程學生能更為直接地掌握知識，并運用知識。

三、反復驗證，深度探索

通過實驗驗證猜想后，教師要引導學生對驗證的結果進行反思，看一看實驗設計是否合理，實驗裝置是否得當，有沒有其他干擾實驗結果的因素。只有對這些發生在實驗過程中的不定性因素考慮清楚，才能得到正確的實驗結果。

上面的例子是通過借助二氧化硫氣體（SO2）的漂白性，將其與二氧化氮氣體（NO2）進行鑒別。表面上看這樣的實驗設計不存在什么問題，但是對二氧化氮氣體（NO2）的性質進行分析后發現，二氧化氮氣體（NO2）能夠溶于水，并且能與水發生反應，其反應過程如下：

3NO2+H2O=2HNO3+NO ↑

而硝酸（HNO3）會發生分解，因此二氧化氮氣體（NO2）與水（H2O）與氧氣（O2）的反應可以看作可逆反應，其反應過程如下：

4HNO3 4NO2+2H2O+O2↑

根據以上理論我們發現二氧化氮氣體（NO2）與水（H2O）的反應是持續不斷地在進行著。對一氧化氮（NO）氣體分析發現，一氧化氮（NO）氣體在工業上被用作人造絲的漂白劑，由此對上面例子進行反思，反思通過讓品紅溶液褪色來鑒定二氧化硫氣體（SO2）是否存在一定的誤區？基于這一反思進行驗證實驗，這次驗證的實驗為“一氧化氮氣體（NO）能否使品紅溶液褪色？”在進行實驗之前準備了適量的純凈的一氧化氮氣體（NO）與適量的品紅溶液，并準備好實驗用到的實驗儀器。在完成實驗后發現，一氧化氮氣體（NO）并不能使品紅溶液褪色，所以可以證明，一氧化氮（NO）被作為人造絲漂白劑并沒有影響對二氧化硫氣體（SO2）與二氧化氮氣體（NO2）的鑒別，即通過能否使品紅溶液褪色來鑒別二氧化氮（NO2）氣體和二氧化硫（SO2）氣體的方法是可行的。

通過對驗證實驗進行反思分析，可以使實驗結果更加完善，避免由于實驗設計的缺陷而導致實驗結果出現偏差。這樣的分析驗證能夠使學生養成嚴謹的思維習慣，使其在以后的化學學習中會用更加嚴謹的態度來進行學習。

四、找出內因，建構體系

在對驗證實驗反思驗證之后，教師要引導學生對實驗結果的內因進行分析，以方便學生快速掌握同類知識。這樣能夠更為有效地幫助學生構建完整的化學知識網絡，構建相對完善化學知識體系。

在上面的例子中，雖然通過實驗驗證了一氧化氮氣體（NO）不能使品紅溶液褪色，但是它既然能被用來作人造絲漂白劑，為什么不能使品紅溶液褪色呢？為什么二氧化硫氣體（SO2）能使品紅溶液褪色呢？基于這些問題，筆者再次引導學生對此進行探究。通過查閱相關資料發現，二氧化硫氣體（SO2）能使品紅溶液褪色是因為二氧化硫氣體（SO2）與品紅溶液反應生成不穩定的無色化合物，這一化合物破壞了品紅溶液中起發色作用的對醌式。將該溶液加熱后，無色不穩定化合物分解，恢復原來的顏色，這就是為什么二氧化硫氣體（SO2）能使品紅溶液褪色的原理。而一氧化氮氣體（NO）能被作為人造絲的漂白劑則是因為它的物理性質所引起的，它并不具有能使品紅溶液褪色的強氧化性，所以不會使品紅溶液褪色。

完成一系列的驗證實驗之后，教師引導學生對實驗現象的內因進行分析是非常關鍵的，這樣可以使學生了解知識的內在本質，進而更好地掌握知識。

綜上所述，刑偵知識在高中化學教學中應用能夠使學生在好奇心的驅使下高質量地完成探究任務，從而完成高質量的學習。但是教師教學時，一定要注意對學生的引導，只有恰當的引導才能讓學生在好奇心的驅使下出色地完成學習任務。

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（責編 盧建龍）endprint