因勢(shì)利導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力

胡石勇

【案例課題】

二氧化碳的性質(zhì)。

【案例背景】

我校是一所民辦公助性質(zhì)的學(xué)校，享有自主招生的權(quán)力，所以生源素質(zhì)比較好，學(xué)生的思維比較活躍，課堂上學(xué)生提出的問(wèn)題也層出不窮，有時(shí)候甚至讓老師覺(jué)得有點(diǎn)招架不住。但是作為老師，我喜歡這種氛圍，思維碰撞產(chǎn)生的火花能讓我感受到教與學(xué)交融的樂(lè)趣。然而，在越來(lái)越注重考查學(xué)生思維的形勢(shì)下，如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三、做到學(xué)以致用卻是一個(gè)很大的難題。

我在上“二氧化碳的性質(zhì)”一課時(shí)做了如下一些處理，在這里跟大家探討一下。

【情境描述】

每年上“二氧化碳的性質(zhì)”的時(shí)候我都會(huì)覺(jué)得有點(diǎn)別扭，這種別扭源于教材的銜接不是很緊密，尤其是二氧化碳的溶解性和與水反應(yīng)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系不是很緊密，思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因此導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生很多疑惑。比如在學(xué)習(xí)二氧化碳的物理性質(zhì)時(shí)，書(shū)本上有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：

【傾倒二氧化碳的實(shí)驗(yàn)】

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象有哪些？ 答：蠟燭由下而上依次熄滅。

得出什么結(jié)論？ 答：二氧化碳密度比空氣大，不支持燃燒，也不可燃燒。

可能學(xué)生對(duì)這個(gè)現(xiàn)象記得很清楚，結(jié)論也可以背得很熟，但是有的學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理還不是很理解，因此，我就把二氧化碳換成水再做一次上述實(shí)驗(yàn)。很多原來(lái)不理解的學(xué)生就有了一種恍然大悟的感覺(jué)。

另外，在做“二氧化碳的溶解性實(shí)驗(yàn)”時(shí)，我做了些擴(kuò)展。

【二氧化碳的溶解性實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：礦泉水瓶變癟了。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：二氧化碳可溶于水。

擴(kuò)展思考：為什么選用礦泉水瓶？可以用平時(shí)喝水用的硬塑料瓶來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)嗎？

試試看：假如老師給你下列物品：一瓶空氣，一瓶二氧化碳，一個(gè)盛有水的水槽，你能設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)證明二氧化碳確實(shí)溶于水嗎？（溫馨提示：仔細(xì)思考一下，這里為什么提供一瓶空氣給你呢？有什么用途呢？）

學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，得出五花八門(mén)的方案，但就是很難切中要點(diǎn)，盡管前面有思考題的暗示，而且題目里已經(jīng)給出了溫馨提示，但很多同學(xué)視而不見(jiàn)，或者說(shuō)根本就漠不關(guān)心，仍然照搬上面的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)“將水倒入裝有二氧化碳的集氣瓶中”的占了絕大部分。于是我不得不再次解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理：因?yàn)榈V泉水瓶比較軟，二氧化碳溶于水之后，瓶里的壓強(qiáng)變小，于是礦泉水瓶被壓扁了。而集氣瓶是玻璃材質(zhì)的，大氣壓是不能把它壓變形的，所以不能仿照書(shū)本的實(shí)驗(yàn)去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)了。再細(xì)心點(diǎn)看看提示，為什么給出一瓶空氣呢？目的何在呢？

通過(guò)步步深入的引導(dǎo)，最后得出合理方案：將兩個(gè)集氣瓶分別倒扣于水中，一段時(shí)間后，觀察對(duì)比兩個(gè)集氣瓶中液面上升的高度。在這里讓學(xué)生第一次接觸到在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要通過(guò)設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力的思維方法。

然后繼續(xù)發(fā)散學(xué)生的思維：你還有其他的實(shí)驗(yàn)方案證明二氧化碳可溶于水嗎？然后讓學(xué)生討論其他可行的方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這樣一來(lái)，學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，不知不覺(jué)中就學(xué)會(huì)舉一反三了。

接下來(lái)通過(guò)設(shè)疑的方式引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。

提問(wèn)：有沒(méi)有同學(xué)對(duì)剛才的溶解性實(shí)驗(yàn)有疑問(wèn)的呢？你們覺(jué)得這個(gè)實(shí)驗(yàn)是否嚴(yán)謹(jǐn)？

馬上就有幾個(gè)學(xué)生不約而同地提出疑問(wèn)了：老師，你怎么知道二氧化碳只是溶解在水里，而不是跟水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而減少了呢？

我高興地說(shuō)：這個(gè)問(wèn)題提得非常好！說(shuō)明你們?cè)趧?dòng)腦筋思考。下面我們一起來(lái)解答這個(gè)問(wèn)題。

【提供資料】

1.在溶于水的過(guò)程中，有大約1%的二氧化碳會(huì)與水反應(yīng)生成碳酸。即：H2O+CO2=H2CO3

2.碳是一種酸，能使紫色石蕊變紅色。

【設(shè)問(wèn)】：在實(shí)驗(yàn)后的礦泉水瓶里面的液體中，含有哪些物質(zhì)？

【學(xué)生回答】：水、二氧化碳、碳酸。

接著往瓶中滴加紫色石蕊試液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅，引發(fā)猜想：

猜想一：是水使紫色石蕊試液變紅

猜想二：是CO2使紫色石蕊試液變紅

猜想三：是H2CO3使紫色石蕊試液變紅

請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明哪種猜想是對(duì)的。

讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二氧化碳與水反應(yīng)。并請(qǐng)代表發(fā)言，說(shuō)出自己小組的設(shè)計(jì)步驟，選出最佳方案。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，培養(yǎng)了學(xué)生在設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的時(shí)候注意控制變量的思維。經(jīng)過(guò)一番激烈的討論評(píng)價(jià)，最后得出最佳方案就是書(shū)本118頁(yè)上的紫花實(shí)驗(yàn)。

在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的時(shí)候，注重學(xué)生對(duì)每一步實(shí)驗(yàn)的理解，為什么要這么做？這樣做的目的是什么？不這樣做行不行？通過(guò)設(shè)置一系列的問(wèn)題，讓學(xué)生牢記在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候必須要設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)，這樣才能有效地增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力，讓學(xué)生牢牢地掌握這種思維方式。

【反思與總結(jié)】

我個(gè)人覺(jué)得，上課的側(cè)重點(diǎn)不同，得到的效果就會(huì)不一樣。由此可見(jiàn)，認(rèn)真?zhèn)湔n是上好一節(jié)課的前提，備課不只是要吃透教材，還要充分了解學(xué)生的認(rèn)知水平、思維能力水平，尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，步步深入地引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的化學(xué)思維方式，只有這樣才能切實(shí)地提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

編輯 郭小琴