高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)實(shí)踐研究

李敬東　劉玉秀　常江　董靜　李寧　賈慧彩

摘? 要：焰色反應(yīng)是高中化學(xué)必修一模塊中一個(gè)趣味性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)，很容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。但課本上的實(shí)驗(yàn)操作起來比較麻煩，現(xiàn)象不夠明顯。基于此我們對(duì)課本上的焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，做了一些改進(jìn)，使得實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)單，現(xiàn)象更加明顯。并且，我們重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，使整個(gè)教學(xué)過程，始終貫穿著“理論+常識(shí)推導(dǎo)結(jié)論”這樣一種認(rèn)知模式。這樣以來，無論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還是教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，都更加貼近生活，并且可以更好培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知模式和科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：焰色反應(yīng);實(shí)驗(yàn)生活化;生活化教學(xué)

焰色反應(yīng)是高中化學(xué)必修一模塊中一個(gè)趣味性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)，很容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。但是，課本實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際的課堂操作中，有一些我們無法忽視的弊端〔1〕。如酒精燈火焰本身帶黃色，干擾觀察火焰焰色;鉑絲價(jià)格昂貴，并且每次實(shí)驗(yàn)后都需要洗滌，過程復(fù)雜。這些存在的問題不僅影響課堂實(shí)驗(yàn)效果，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯且實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與生活聯(lián)系不密切，學(xué)生很容易會(huì)失去學(xué)習(xí)的興趣。

針對(duì)這些問題，我們對(duì)課本實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn)〔2〕，使得實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)單，現(xiàn)象更加明顯。并且，我們重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，使整個(gè)教學(xué)過程，始終貫穿著“理論+常識(shí)推導(dǎo)結(jié)論”，這樣一種認(rèn)知模式〔3〕。讓焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與生活聯(lián)系更加密切，更加貼近生活。

希望通過這些工作，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲，而且，在學(xué)生潛意識(shí)里，確立了“常識(shí)+理論知識(shí)?解決問題”這種科學(xué)而適用的思維方式。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，就是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題?分析問題?解決問題的過程，確立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。

通過我們的工作，無論是焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，還是焰色反應(yīng)的教學(xué)過程的設(shè)計(jì)，都更加貼近生活。培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知模式和科學(xué)思維。

并且，我們最后通過教學(xué)調(diào)研數(shù)據(jù)，考察這種模式下，學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)程度、課后自主探知和思考知識(shí)的情況。以及碰到新的問題，是否能夠應(yīng)用“常識(shí)+理論知識(shí)?解決問題”的認(rèn)知模式？是否形成了發(fā)現(xiàn)問題?分析問題?解決問題的科學(xué)思維？下邊，我把我的整個(gè)教學(xué)過程記錄如下：

一、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

無水乙醇一瓶、鐵坩堝若干、火柴一盒、。鐵絲若干，酒精燈若干、鹽酸溶液、KCl固體、NaCl固體、CaCl2固體、BaCl2固體、CuSO4固體、CuCl2固體。

二、實(shí)驗(yàn)操作和步驟

取五只鐵坩堝，里面分別放入少量的KCl固體、NaCl固體、CaCl2固體、BaCl2固體、CuSO4固體，然后分別向五只鐵坩堝中倒入適量的無水乙醇，先后點(diǎn)燃，請(qǐng)同學(xué)們觀察五顏六色的“煙花”。

三、課堂實(shí)錄

整個(gè)教學(xué)過程，采用問題式探究教學(xué)模式。通過校本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排，結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)置問題，逐漸引出核心問題。然后，結(jié)合生活常識(shí)尋找問題答案。

環(huán)節(jié)1：設(shè)立情景，激發(fā)興趣，引入新課。

【教師活動(dòng)】：今天我們一起在教室觀看“煙花”。

【演示實(shí)驗(yàn)】：

取五只鐵坩堝，里面分別放入少量的KCl固體、NaCl固體、CaCl2固體、BaCl2固體、CuSO4固體，然后分別向五只鐵坩堝中倒入適量的無水乙醇，先后點(diǎn)燃，請(qǐng)同學(xué)們觀察五顏六色的“煙花”。

【教師提問】：五顏六色的火焰，像不像五顏六色的煙花？那么，火焰為什么是五顏六色的？

【學(xué)生猜測(cè)】：酒精燃燒。

【教師演示】：另取一只坩堝，里面倒入無水乙醇，點(diǎn)燃。

【學(xué)生觀察】：只有黃色一種焰色。沒有出現(xiàn)五顏六色。

【學(xué)生猜測(cè)】：KCl固體、NaCl固體、CaCl2固體、BaCl2固體、CuSO4固體。

環(huán)節(jié)1：教師指導(dǎo)下，學(xué)生自主探索。

【教師指導(dǎo)】焰色反應(yīng)基本操作。

儀器：鉑絲（或鐵絲）（鉑、鐵無焰色）

操作：洗（鹽酸洗，易揮發(fā)）、燒、蘸（固體藥品）、燒、洗。

【教師指導(dǎo)】：那么到底是哪種物質(zhì)使火焰呈現(xiàn)了五顏六色呢？請(qǐng)同學(xué)根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)操作，分小組實(shí)驗(yàn)。

【學(xué)生得出的結(jié)論】：是因?yàn)榧尤氲腒Cl固體、NaCl固體、CaCl2固體、BaCl2固體、CuSO4固體?；鹧娉尸F(xiàn)五顏六色。加入KCl的火焰呈紫色，NaCl的火焰呈黃色，加入CaCl2的火焰呈磚紅色、BaCl2的火焰呈黃綠色，加入CuSO4的火焰呈綠色。

【教師提問】：CuSO4和CuCl2焰色是否一樣？

【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】

【學(xué)生得出結(jié)論】：焰色反應(yīng)是金屬元素的性質(zhì)。

環(huán)節(jié)2，焰色反應(yīng)生活化，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的素材，制造“煙花”。

【教師提問】：我們學(xué)習(xí)了金屬的焰色，也知道不是所有金屬都有焰色的，比如課本實(shí)驗(yàn)上的鐵、鉑，還有鎂、鋁等，都沒有焰色，基于這一點(diǎn)，那我們能不能利用身邊的材料，演示出“煙花”呢？

學(xué)生分組討論后

討論結(jié)果：

【設(shè)想1】將金屬化合物固體抹在打火機(jī)口，點(diǎn)燃。

【設(shè)想2】棉簽蘸取酒精后蘸取固體藥品，點(diǎn)燃、

【設(shè)想3】易拉罐制作焰色反應(yīng)容器，放入藥品和無水乙醇，點(diǎn)燃。

......

【教師指導(dǎo)】：大家的想法豐富多彩，那么這些“煙花”到底效果如何，請(qǐng)同學(xué)們課下動(dòng)手試一試吧。

【教師提問】：學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)，我們對(duì)“煙花”的有了一定的了解，那么天空中燃放的絢麗的煙花究竟是怎樣的呢？我們一起來了解下。

【資料】：煙花由四部分組成，它們是燃燒劑、助燃劑、發(fā)光劑和發(fā)色劑。燃燒劑實(shí)際上就是爆竹，用黑火藥做成，成分是KNO3，C，S，比例為三硫二硝一木炭;助燃劑是由硝酸鉀等組成，遇熱會(huì)放出大量的氧氣，使燃燒更充分;發(fā)光劑是鎂粉或鋁粉或都有，我們放完煙花后看到的白煙，就是它們?nèi)紵蟮难趸?發(fā)色劑是煙花的主角，他其實(shí)就是利用了金屬鹽的焰色反應(yīng)，如硝酸鋇發(fā)出紅光，硝酸鍶發(fā)出綠光，鈉發(fā)出黃光，銅鹽發(fā)出藍(lán)光，鎂粉或鋁粉發(fā)出白光等。

【教師提問】：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)資料，從理論上設(shè)計(jì)出先紅、后綠、最后黃的煙花？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生提出各種設(shè)想。

【教師指導(dǎo)】：大家的想法，找出了生活素材來演示“煙花”，也給真正煙花的制作，提供了很多思路。那么究竟可不可以實(shí)現(xiàn)呢？希望我們有機(jī)會(huì)一起，把大家的想法變成燃亮夜空的美麗的煙花。

環(huán)節(jié)3，學(xué)習(xí)焰色反應(yīng)的應(yīng)用-金屬離子的檢驗(yàn)

【教師講解】：焰色反應(yīng)除了廣泛用于生活中的煙花燃放外，還有一個(gè)重要用途—金屬離子的檢驗(yàn)。

【教師提問】通過上面的學(xué)習(xí)，我們要掌握鈉和鉀的焰色，它們分別是什么顏色？

【學(xué)生回答】鈉：黃色，鉀：紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃，是為了濾去黃色的光）。

【學(xué)以致用】：鑒別四瓶無色溶液，硫酸鈉溶液、硫酸鉀溶液、氯化鈉溶液、氯化鉀溶液。

【學(xué)生思考討論與解答】：分別取少量溶液少許于試管中，加入氯化鋇溶液和硝酸銀溶液，加入氯化鋇有白色沉淀的是硫酸鈉和硫酸鉀溶液，加入硝酸銀有白色沉淀的是氯化鈉和氯化鉀，然后對(duì)于硫酸鈉和硫酸鉀，氯化鈉和氯化鉀，分組做焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，焰色為黃色的是鈉鹽，為紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）為鉀鹽。

【小結(jié)】：本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了焰色反應(yīng)，以及焰色反應(yīng)的應(yīng)用，也尋找用生活素材來演示“煙花”，以及給煙花的制作提出了多種設(shè)計(jì)思路，并學(xué)會(huì)用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)金屬離子。

【課外資料查找】焰色反應(yīng)的原理。

四、教學(xué)調(diào)研數(shù)據(jù)

對(duì)全班55人調(diào)研：90%焰色反應(yīng)興趣濃厚;80%有興趣參與煙花的制作;90%能夠解釋出用焰色反應(yīng)制作煙花的原理;30%的人對(duì)煙花的制作提出自己的想法;15%自己查閱了金屬發(fā)生焰色反應(yīng)的原因。

整個(gè)教學(xué)過程，采用問題式探究教學(xué)模式。通過校本課程內(nèi)容安排，結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)置問題，逐漸引出核心問題。然后，結(jié)合生活常識(shí)尋找問題答案。

學(xué)生在無意識(shí)中，不斷應(yīng)用“常識(shí)+理論知識(shí)?解決問題”，不斷強(qiáng)化這種思維模式。不僅在學(xué)生潛意識(shí)里，確立了這種科學(xué)而適用的思維方式，提升他們自主探究、分析和解決問題的能力，而且，確立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)過程，就是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題?分析問題?解決問題的過程。學(xué)生在無意識(shí)中，不斷應(yīng)用“常識(shí)+理論知識(shí)?解決問題”，不斷強(qiáng)化這種思維模式。不僅在學(xué)生潛意識(shí)里，確立了這種科學(xué)而適用的思維方式，提升他們自主探究、分析和解決問題的能力，而且，確立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。

參考文獻(xiàn)

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[3]? 肖中榮;基于模型認(rèn)知，改進(jìn)焰色實(shí)驗(yàn)[J] 實(shí)驗(yàn)教學(xué)，2018年第7期