巧用“魔術”實驗優化復習教學

許大雨 李德前

關鍵詞：“魔術”實驗;教學情境;教學案例;激發興趣

化學復習課既要讓學生把學過的知識全面復習，又不能單一、機械地刷題，以避免陷入“題海戰”。如何讓化學復習課上出化學味，讓課堂生動有趣，擺脫乏味枯燥？如何激發學生復習的熱情，調動每一個學生學習的積極性？這是我們一線化學老師必須思考和研究的問題。

在“常見酸和堿的化學性質”復習課中，依托化學魔術實驗，創設真實的情境，由境生情、由情生知[1]，提升了化學復習課的有效性。

一、教學思路及流程

“常見酸和堿化學性質”的復習，主要內容包括常見酸和堿的化學性質、有關化學方程式的書寫、生產生活中的應用等。

通過化學魔術實驗創設真實的復習情境，并貫穿整個課堂，這是課堂的情境線;以化學魔術實驗引出系列問題，這是課堂的問題線;引導學生自主設計實驗方案，通過小組合作、交流討論解決問題，這是課堂的活動線;常見酸和堿的化學性質及化學方程式的書寫，這是課堂的知識線;通過情境線、問題線、活動線和知識線的融合與延伸，發展學生的核心素養，這是課堂的素養線，這也是一條暗線（見圖1）。

整個復習過程，重視發揮教師的主導作用，注重突出學生主體地位，深化宏觀和微觀的聯系，促進學生的知識建構。

二、教學實錄

[魔術情境1]實驗桌上有A和B兩種試液，分別取少許倒入A和B兩個小燒杯中。先把B燒杯中的試液倒入錐形瓶，振蕩后倒回小燒杯，試液沒有任何變化。再把A燒杯的試液倒入錐形瓶，振蕩后倒回小燒杯，也沒有明顯變化。接著再把B燒杯中的試液倒入錐形瓶，振蕩后，試液變成了紅色。

[問題1]燒杯中紅色的溶液是什么呢？初中化學學習中，什么溶液本來無色，反應后能變成紅色？說出你的判斷依據。

[學生思考]回顧初中階段學過的紅色物質，如高錳酸鉀溶液、酚酞遇到堿性溶液等，B中的溶液一定不是高錳酸鉀溶液，因為高錳酸鉀溶液本來就是紅色的，所以B溶液可能是變紅的酚酞溶液。

[問題2]酚酞溶液在哪個燒杯中？ A還是B？為什么？

[學生]學生討論后得出結論，A 燒杯中的溶液可能是酸和酚酞的混合液，B 燒杯中的溶液是堿性溶液。

[學生]完成導學案中酸堿指示劑（酚酞和石蕊溶液）以及紅色和藍色石蕊試紙遇到酸和堿的變色情況。完成后，同學們之間相互檢查訂正。

設計意圖：真實的情境能喚醒學生的生活經驗，有利于知識的學習，能幫助學生逐步形成完備的知識[2]。通過溶液變色的實驗，吸引學生的眼球，轉移學生的注意力，讓學生以熱情、主動的狀態參與到本節課的學習、探究中，從而提高學習效率，活躍課堂氣氛，收到良好的教學效果。

[教師]科學的探究精神是我們必須具備的品質，同學們對于A和B溶液的分析都很正確。A和B溶液分別是什么溶液呢？讓我們接著探究。

[魔術情境2]取A溶液樣品，加入鋅粒發現冒氣泡，鋅粒逐漸消失。

[問題3]初中階段學習的哪一類物質能和鋅粒反應冒氣泡？如何證明？

[學生]異口同聲：鹽酸。

[教師]硫酸行不行？

[學生]硫酸也行。

[問題4]請寫出硫酸或鹽酸分別與不同種類物質反應的化學方程式。

[學生]在學案上書寫有關反應的化學方程式：稀鹽酸或稀硫酸與較活潑金屬、金屬氧化物、碳酸鹽、堿等反應的化學方程式，一學生在黑板上板演化學方程式。

[小結]師生評價黑板上的化學方程式書寫情況，同學們對照黑板的答案訂正自己寫的化學方程式，總結出稀鹽酸或稀硫酸的化學性質：（1）酸和較活潑金屬反應生成鹽和氫氣;（2）酸與金屬氧化物反應生成鹽和水;（3）酸與鹽反應生成新鹽和新酸;（4）酸和堿反應生成鹽和水;（5）酸使石蕊溶液（指示劑）變紅色等。

[問題5]請同學們思考，A溶液到底是鹽酸還是硫酸？如何用化學方法證明？

[資料卡1]硝酸鋇和稀硫酸反應生成白色沉淀硫酸鋇，加入稀硝酸沉淀不消失。而硝酸鋇和稀鹽酸不反應。

[學生]根據資料卡1展開討論，得出實驗方案：取A溶液樣品，滴加硝酸鋇溶液，觀察有無白色沉淀生成？如果沒有變化，A溶液中不含稀硫酸，可能是稀鹽酸;如果有白色沉淀產生，再滴加稀硝酸，沉淀不消失，A溶液中含有稀硫酸，或可能是稀硫酸和稀鹽酸的混合液。

[教師小結]通過實驗驗證，得出結論：A溶液不含稀硫酸，是提前配好的稀鹽酸和酚酞溶液的混合液。

設計意圖：通過魔術實驗情境2，進一步吸引學生的眼球，提高學生的興奮點，進一步激發學生探究的欲望。通過讓學生書寫酸和常見物質反應的化學方程式，并通過化學方程式的梳理，分類得出酸的化學性質，化學方程式書寫的過程就是酸的化學性質復習的過程。看似只有魔術實驗這一條明線，但背后包含的卻是酸的性質知識線和核心素養達成的素養線。

[教師]A溶液我們明確了，那B溶液是什么呢？請看老師的魔術實驗。

[魔術情境3]取B溶液，請一學生用玻璃管吹氣，澄清的溶液變渾濁了。

[學生]學生異口同聲：澄清石灰水。

[問題6]請寫出氫氧化鈣分別與不同種類物質反應的化學方程式。

[學生]在學案上書寫有關反應的化學方程式：氫氧化鈣分別與二氧化碳、碳酸鈉溶液、硫酸銅溶液、稀鹽酸等反應的化學方程式。

[小結]檢查學生書寫化學方程式的情況，及時給予訂正。并總結出常見的堿的化學性質：（1）堿和二氧化碳氣體反應生成碳酸鹽和水;（2）堿與硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鹽;（3）酸和堿反應生成鹽和水;（4）堿使石蕊溶液（或酚酞）變色等。

[問題7]B溶液能不能是氫氧化鈣和氫氧化鈉的混合液？如何驗證？

[學生]展開討論，也可能是二者的混合物。可以取B溶液樣品，通入足量的二氧化碳氣體，變渾濁后再滴加酚酞溶液，如果酚酞溶液變紅色，證明反應后的溶液仍呈堿性，原溶液可能含有氫氧化鈉溶液，因為氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應后生成的碳酸鈉溶液依然呈堿性，能使酚酞溶液變紅色。

[問題8]同學們的方案非常好。那B溶液中有沒有可能本來就含有碳酸鈉溶液？如果證明？

[資料卡2]碳酸鈉溶液可以和氯化鋇溶液反應，生成白色碳酸鋇沉淀，而氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都不和氯化鋇溶液反應，且氯化鋇溶液呈中性。

[學生]學生小組討論后得出結論：取B試驗樣品，先滴加足量的氯化鋇溶液，觀察有無白色沉淀生成，接著再通入二氧化碳氣體，最后滴加酚酞溶液，這樣就可以把B溶液的成分確定。

[魔術情境4]取B溶液樣品，滴加氯化鋇溶液，沒有明顯變化。再讓一學生用玻璃管吹入足量的二氧化碳氣體，發現變渾濁，最后再滴加酚酞溶液，發現酚酞溶液變紅色。

[結論]B溶液為氫氧化鈣和氫氧化鈉的混合溶液。

設計意圖：通過魔術實驗情境3和4，設置探究情境，將理論分析和實驗驗證相結合，保證了理論和實驗相統一，充分體現了化學學科以實驗為基礎的學科特點。學生在觀察實驗現象的同時，也提高了運用化學知識分析和解決問題的能力，提升了證據推理、實驗探究、科學創新等化學核心素養，同時又加強了小組間交流與合作。學生在掌握化學知識，提升學科能力的同時真實體驗化學實驗，感受化學實驗變化之美、規范之妙[1]。

[小結]欲證明某種物質的存在，不僅要知道物質之間反應的現象特征，還要注意混合物中其他成分造成的干擾。

[問題9]黑板上的板書共涉及哪幾種物質（按物質的種類分）？

[學生]酸、堿、鹽、指示劑、金屬、金屬氧化物、非金屬氧化物等。

[教師]請同學們在學案上，把能夠相互反應的物質用線段連起來（見圖3）。

[教師]其實，這些反應只是目前初中階段學習的酸、堿、鹽的一些淺顯知識。隨著高中、大學深入的學習，我們會對酸、堿、鹽有更多更深入的認識。

比如：金屬鋁可以和氫氧化鈉溶液反應，二氧化碳可以和碳酸鈉溶液反應，某些非金屬氧化物和金屬氧化物之間也可以反應等。

設計意圖：學生通過繪制酸、堿和鹽反應的關系圖，進一步對本節知識進行梳理歸納，構建知識網絡圖，內化酸、堿、鹽的關系，培養知識的概括能力，遷移運用能力，體驗化學物質關系美[1]。

[魔術情境5]把本節課所有的廢液全部倒入廢液缸，發現廢液呈現紅色。

[問題10]課后請同學們繼續探究，廢液缸中溶液的成分有哪些？請設計實驗方案？

設計意圖：在本節課教學任務完成后，老師留下懸念疑問，讓學生再一次感受化學魔術實驗的魅力，讓學生置身于化學魔術情境之中，進一步激發學生強烈的探究欲和學習興趣，從而引導學生課后繼續探究，不斷思考，將學生對化學的鉆研由課內延伸到課外，由課堂延伸到生活。同時告訴學生化學學習永無止境，科學探究永無止境。

三、教學反思

本節復習課通過5次魔術實驗，將理論分析和實驗驗證相結合，利用真實情境呈現化學實驗的神秘性和創造性，激發學生獨立思考，同時培養學生觀察能力和發現問題、解決問題的能力。

運用化學魔術實驗體現了化學學科的趣味性、參與性和知識性，將化學魔術融入課堂教學，對學生的學習和發展有積極的影響[3]。通過化學魔術實驗，打破了復習課“簡單、重復、熱剩飯”的弊端，優化了復習教學，發展了學生的學科素養。