1、对比实验在中学化学课堂教学中的应用8 化学教学 2006 年,第 6 期对比实验在中学化学课堂教学中的应用王继良(霍山县与儿街中学,安徽霍山 237231)文章编号:1005-6629(2006)06-0008-03 中图分类号 :G633.8 文献标识码:C化学是一门以实验为基础的学科.中学化学教学中几乎每节课都有实验,演示实验或边讲边实验都要注意精心安排实验内容,巧妙布置实验形式,其中有高度的艺术性;对比实验在课堂教学导入,对物质性质的学习,概念及原理的掌握等方面有重要作用,下面谈一谈本人在平时教学中运用对比实验得到的体会:1 运用“对比实验 “能巧妙地导入新课运用对比实验导入新课有利于创
2、设问题情境,使学生形成认知冲突,激发学生的探究欲望,在上课伊始就能紧紧抓住学生的注意力,唤起学生浓厚的学习兴趣;并可使学生人人参与讨论,活跃了课堂气氛,体现了以学生为主体,避免教师唱“独角戏“ 的现象 ;在教师的点拔下,同学们自己发现问题,分析问题,寻求实验现象产生的原因,进而得出结论,从而取得较好的教学效果.案例 l:在 NaL2O 的性质教学中,采用让学生参与的边讲边做对比实验的导入方法.在每小组前摆放两个小烧杯,烧杯中已放入适量的大理石,每组推选两名学生代表进行实验操作,一位同学取半药匙 NaL2O,用棉花包好,放在燃烧匙中;另一位同学在小烧杯中加入适量的稀盐酸,待反应完后,将燃着的火柴
3、置于烧杯内,火柴立即熄灭;前一位同学将准备好的燃烧匙置于烧杯内,过一会儿发现棉花在烧杯内燃烧起来.通过对比实验产生鲜明的现象,让学生形成认知冲突,积极思考产生现象的原因.因为在过去学生的认知中 CO 能灭火,燃着的火柴能在 CO 中熄灭而为什么裹有 NaL2O 的棉花能在CO 中燃烧呢?接着让学生回忆物质燃烧的条件,并叫同学们讨论,是 CO 使棉花着火吗?显然不是.同学们很容易想到是因 NaL2O 和 CO 反应产生O,只有氧气能使棉花燃烧吗?显然不行,还需一定的温度,学生就不难分析出此反应一定是放热的,且放出的热量能使温度到达棉花的着火点.在此基础上有的同学就提出这样的问题:假设用一个大烧杯
4、制取较多的 CO,棉花较多而 Na2O 的量有限,反应产生的 O,不足使棉花完全燃烧,会不会是棉花先着火后又在火中熄灭.先让同学们讨论,然后还是通过实验来说明问题,此时同学们的思维顿时活跃起来,大家争着做实验.通过对比实验,让学生亲身观察,体验,先产生认知冲突,形成矛盾的心理状态,进而激活学生思维,然后在教师的指导,点拔下,分析问题,解决问题,得出结论.这样导入新课能调动学生参与的积极性,引起学生的“有意注意 “,激发学生的求知欲,促使学生很快进入状态,细心观察,人人参与;更有利于培养学生分析和解决问题的能力,由此引入课题较为自然,教学效果也较好.2 运用“对比实验 “能解释出乎意料的实验现象
5、化学课堂教学与其它课堂教学一样都是一个动态的生成过程,是开放的,不是封闭的,是生成的,不是预设的.一堂课前,无论准备多么充分,在实验教学过程中,都有可能出现“异常现象“.特别是学生分组实验,经常会出现一些出乎预料的实验现象,许多化学反应貌似简单,其实并非像化学方程式所表征的那样“单纯“. 这时作为教师怎么办? 是为了完成课堂教学任务置之不理或极力掩饰,还是尊重事实,因势利导,组织,引导学生开展讨论,充分利用这些生成的教育资源,就充分反映了教师的教育观念的差异,教学方法的不同,所收到的效果也是明显不同的.案例 2:在高一化学实验基本操作(一)中,让学生分组利用 CuSO4 与 NaOH 反应制取
6、 CuO,练习药品的称量,溶解,蒸发,过滤等基本操作.首先让学生称取 5gCuSO 晶体在研钵研细后倒入烧杯中,向烧杯中加入 30mL 蒸馏水,搅拌,使固体完全溶2006 年,第 6 期实验与创新思维 9解,向盛有 CuSO 溶液的烧杯中滴 2NNaOH 溶液,直到不再产生沉淀,将溶液和沉淀转移到蒸发皿内,加热至沸腾,搅拌,直到沉淀全部变为黑色固体,停止加热,过滤得 CuO 固体.在实际学生的分组实验中往往出现以下三种情况:有的小组得到了黑色沉淀;有的小组得到的是蓝绿色沉淀;有的小组得不到沉淀.以上情况自然形成了对比实验,这时我并没有置之不理,而是引导全班同学针对以上情况进行讨论,所用容器是干
7、净的,药品称量是准确的,溶液的浓度是近似相当的,为什么会出现不同的结果呢?讨论后肯定是不同小组所加碱的量不同.说明碱的量的多少对制取 Cu(OH)很重要.然后给学生解释:用 NaOH 溶液和 CuSO 溶液反应制取Cu(OH),并将它加热分解成 CuO 的实验中,如果加碱的量不足,生成的不是 Cu(OH),而是蓝绿色的Cu(0H)SO,该物质不易分解;若加碱的量过多,生成的 Cu(OH)又与碱反应生成四羟基合铜(II)酸钠 Nae(Cu(OH),得不到沉淀.在实验中,经常会出现有些现象与教材中描述的不完全一致的情况,实际上是正常的,因为影响化学反应的因素很复杂,而且有些化学反应常常会伴随很多副
8、反应.遇到这种情况,教师不能为避免“节外生枝“ 而采取回避的态度,回避问题不是科学的做法,有时候还可能会引起错误.正确的做法是:引导学生仔细观察实验现象,如果出现“异常 “,趁机引发学生思考.利用实验中出现的不同现象作为生成性教育资源,加以引导,分析,不仅很好地解释了实验现象,消除了学生认识中的盲点,让学生心服口服;而且培养了学生实事求是的科学态度,养成勤于思考,善于发问的好习惯.3 运用“对比实验 “能使“概念教学“生动,有趣,在教学中形成“变式“,通过“变式“使学生准确理解概念的内涵和外延,有利于概念的掌握现代哲学科学观认为:“科学是综合了研究方法论的不断修正的精练的概念模型“.概念学习是
9、科学学习中的关键因素.概念教学在化学教学中也具有十分重要的地位,它是学习基本理论的基础,奥苏贝尔的同化学习理论强调的就是对概念的学习.概念掌握是意义学习的基础,意义学习可理解为:只有当学习者有意识地努力确定新知识中的关键概念,并且将其与自己头脑中已有的其他概念联系在一起,形成以命题相联结的概念间广泛联系的知识组块时,才会发生真正的学习,即完成了知识的建构.形成概念联系的前提是准确掌握概念,学生在掌握概念时往往要消除日常概念或已有概念对形成科学概念的影响,但在实际教学中,概念教学往往以老师讲解为主,课堂教学容易显得枯燥,学生也常感到概念课乏味,利用对比实验形成“变式“, 不仅有利于概念的掌握,而
10、且可使概念教学生动,学生易理解.案例 3:“催化剂 “的概念教学.学生在学习加热 KC10.与 MnO2 混合物 No2 的实验中形成此概念,但在实际的教学反馈中发现效果不理想.会出现以下错误认识:“MnO 是催化剂,催化剂就是MnO“,“所有催化剂都是加快化学反应速率“,认为 MnO 可以并只可作催化剂用,KC103 分解中只能用 MnO 作催化剂.在安排学生分组实验时,我设计了以下四个对比实验:(1)部分实验小组只加热KC10(2)部分实验小组加热 KC103 与 MnO2 的混合物;(3)部分实验小组加热 KC10.与 CuO 的混合物;(4)教师演示将加热制取 0 后的混合物溶于水,过
11、滤分离得 MnO$CuO,然后将它们溶于盐酸中.通过这样的对比实验,学生自然就会领悟到:Mn02 和CuO 都加快 TKC10.的分解,反应后它们的化学性质都没有改变,在这一特定的反应中起了催化作用,它们还可作其它反应的反应物,然后告诉学生有的化学反应对生产,生活不利,如钢铁的腐蚀,食物的变质等;此时我们要利用“催化剂“ 减慢其化学反应的速率,减少损失.这样通过对比实验,形成“变式 “,学生就能完整地掌握“催化剂“这一概念的内涵和外延.还有如电解质,非电解质,强电解质,弱电解质:元素的氧化性,还原性强弱的概念教学等都可利用对比实验教学,很容易将学生难以掌握的概念讲得清楚,明白.概念的形成是通过
12、知觉,辨别,假设,检验等心理过程,找到被肯定的属性,排除非本质属性,发现概念关键属性的过程.我们在帮助学生学习科学概念时,就要不断注意纠正学生头脑中可能会出现的概念错误属性,运用对比实验得到的实验事实,通过分析,帮助学生排除对概念的错误认识,掌握概念的本质属性,既能使概念教学变得生动,易懂,又能使学生准确地掌握概念.当然并不是所有的概念教学均可用对比实验,如微观概念可通过多媒体课件形成对比,也有助于学生对概念的掌握.lO 化学教学 2006 年,第 6 期4 运用“对比实验 “可很好地回答学生对书本知识的疑问,通过实验让学生信服在教学中经常遇到学生对书本中的实验或物质的性质表示怀疑的情况,当学
13、生对书中的知识产生怀疑时,作为教师要保护他们的积极性,要培养学生质疑的勇气,教会他们质疑的方法,告诉他们不能仅停留在质疑阶段,而且要学会释疑,并可巧妙利用“ 对比实验“ 释疑,通过实验让学生亲身体会得到正确的结论.案例 4:在苯酚性质的教学中,我曾遇到学生问过这样的问题:“过去我们学过在 NaOH 溶液中通入CO2,当 CO2 不足量时生成 Na2CO3,当 CO2 过量时生成 NaHCO3,为什么苯酚钠中通入 CO2 生成物不是Na2CO3 而是 NaHCO37“这时,我首先肯定了这位同学问得好,并号召全班同学向他学习,要敢于发问,善于发问.并启发学生:用什么样的实验能证明生成物是 NaHC
14、O 呢? 于是在课堂上 ,学生顿时活跃起来,让学生分组讨论后,每组派代表上讲台进行交流,得如下方案:(1) 在两支试管中分别加入一定量的 Na2CO 饱和溶液,滴入 23 滴酚酞指示剂,溶液变红,在其中一支试管中加入少量的苯酚固体或液体,振荡,发现红色边浅,与另一支试管形成“对比 “,表明苯酚能与 Na2CO 反应,它们不能作为生成物共存.(2) 将反应后的溶液振荡,静置,分液后,取水层清液于试管中,加入适量的 CaC1 溶液时,无沉淀生成,证明生成物不是 Na2CO.(3)配得浑浊的苯酚溶液分装在两支试管中,向其中一支试管中加入 Na2CO:溶液至过量,另一支试管中加入NaHCO.溶液至过量
15、,结果加 Na2CO3 的溶液变澄清,说明苯酚能与 Na2CO 反应,它们不能作为生成(上接第 11 页)高水分解速度,可选 15%20%的氢氧化钠溶液.2.4 气体验证方式的选择氧气验证:取较易燃烧的木条一根,用铁夹台上的铁夹固定,用酒精灯点燃,(最好让木条多燃烧一会,使木条的温度升得高一点,以便熄灭后容易复燃.)吹灭.再取下与电源正极相连的注射器装_k6 左右的针头,使针头对着火星,缓缓推动内栓喷吹气体,木条很快复燃.证明原气体是氧气.物共存.在此基础上我又趁机启发学生思考:“能否从理论上探讨苯酚钠与 CO 反应生成 NaHCO.的原因?“,让学有余力,有兴趣的学生课后讨论,在以后的课堂上
16、交流.通过以上对比实验,学生对苯酚钠溶液与 CO.反应的产物进行了实验证明,印象深刻.案例 5:在盐类水解的教学中,正是通过对比实验,用 pH 试纸检验 CH3COONa 溶液,NaC1 溶液,NHC1 溶液的酸碱性,由此找出盐溶液的酸碱性与盐的组成的关系,分析得出盐类水解的本质.但在实际教学中发现 OH3COONa 溶液使 pH 试纸变色明显,pH7,溶液呈碱性:而 NH44C1 溶液使 pH 试纸变色不明显,甚至有的同学说没有变色.此时我就和同学们讨论,是不是 NHC1 溶液的浓度太小,于是重新配制较浓的 NHC1 溶液进行实验,结果仍然不明显,又给 NHC1 溶液加热后再实验,结果仍不明
17、显:然后我又用蒸馏水做“空白实验“, 把蒸馏水及 NHC1 溶液使 pH 试纸变色情况作“对比“, 可以看出 NH4cl 溶液的 pH 在 56 之间,溶液呈弱酸性 .对比实验能减少视觉误差,对结果的判断更准确.在教学中要鼓励学生大胆地质疑问难,挑战权威,不惟书,不唯上,在质疑的基础上学会释疑.具有创新思维能力的人通常表现出善于质疑,乐于寻根究底.参考文献:1】王祖浩 ,王磊.普通高中化学课程标准(实验)解读M,武汉:湖北教育出版社.2004.2】曾洪昌 .化学教学最优化研究M】,北京:人民教育出版社.2003.氢气验证:同上.点燃喷吹的气体,可以见到该气体可燃,火焰淡蓝色.为使其现象更明显,可预先取白纸一张挂在铁架台上,在白纸前让同学们观察火焰颜色,能点燃白纸让学生感受到有气体在燃烧.参考文献:1】杨绍武 .另类制气法.化学教学.2005,10,7
