实验印证 合作探究

冯兴洲

〔关键词〕 化学教学;合作实验探究;运用

〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463(2009) 11(B)—0056—02

“合作实验探究法”是通过提出问题令学生产生异议,从而使其进入合作探索的情境之中进行学习的一种重要手段,它可以让学生运用已有的知识和技能设计方案,再通过交流、讨论、师生评价、寻求最佳实验方案,最后合作进行实验的过程去探索问题,从而解决问题,让其在互动合作中获取知识。这种方法还可以让学生真正感受到自己是学习的主人,激发他们主动参与的热情,变“要我学”为“我愿学”。

下面,我以“常见的碱”教学片段为例,谈一谈“合作实验探究法”的具体运用过程。

通过第一课时的探究,学生已基本掌握了两碱(氢氧化钠、氢氧化钙)的物理性质和化学性质,为下一步实施“合作实验探究”做好了心理准备和基础知识的铺垫。此时,教师就可引导学生将内化的知识转化为外化的实践,引领他们进入能力拓展和创新阶段了。

[提出问题]:CO2通入NaOH溶液中时无明显现象,是否说明CO2和NaOH不反应?对于这种无明显现象的反应能不能设计出简单易行的实验,使反应产生某些现象,从而直观地证明两者发生了反应呢?请同学们设计方案,并用实验证明CO2和NaOH确实发生了反应。最后由各小组派出代表讲解自己的设计方案,其他同学提出问题,分析讨论,改进设计方案并进行实验验证。

方案一

生1:由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3,因此,我向CO2与NaOH反应后的溶液中滴加稀HCl,如果有气泡产生,则证明CO2与NaOH发生了反应。

师:大家同意他的说法吗?

生:同意。

生(其他小组):我有一个问题。CO2也能与H2O反应生成H2CO3,同样含有CO32-,你怎么知道这个气泡是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的,还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的?怎么消除H2CO3的影响?

生1:先将反应后的溶液加热,使H2CO3分解,再滴加稀HCl。

师:经过改进,这个实验方案变得完整了,但设计的方案能否成功?下面我们用实验说明。

学生进行实验:实验证明,有气泡产生。

获得结论:CO2与NaOH确实发生了反应。

方案二

生2:由于NaOH溶液是碱性的,生成的是盐,应该是中性的,因此,我设计的方案是在NaOH溶液中滴入几滴酚酞试剂,这时酚酞显红色,再通入CO2,如果CO2与NaOH反应,酚酞就会褪色。

师:这位同学采用指示剂的方法,大家有异议吗?

生(其他小组):我认为不行,因为Na2CO3溶液显碱性,同样会使酚酞显红色。

师:两位同学产生了分歧,到底谁对?我们也用实验来检验。

学生进行实验:酚酞没有褪色,方案失败。

师:虽然这位同学的方案没有获得成功,但他考虑到了指示剂,这也是思考的一个途经,有一些反应就可以用指示剂来检验。如酸碱的中和反应。

方案三

生3:CO2与NaOH的反应是气体被吸收进溶液的反应,气体减少了,会导致压强减小,因此我设计的方案是:在集气瓶中集满CO2,迅速倒入NaOH溶液,用一个带有U型管的橡皮塞塞紧,如果U型管中的液面发生变化,就证明CO2与NaOH发生了反应。

师:他的分析有没有道理?大家认同吗?

生:认同。

师:这位同学的物理学得很好,他从反应物和生成物的状态变化入手,注意到反应引起了气压的变化。将化学和物理结合起来的想法很好,但能不能达到预想的效果呢?实验是最好的证明。

学生进行实验:实验成功。

师:现象很明显,这位同学同样获得了成功,而且创意新颖。

方案四

生4:我想到了我们曾经做过的一道题,用气球来做实验。在集气瓶中收集一瓶CO2,迅速倒入NaOH溶液中,然后用一个带有导管的塞子塞紧,导管的一端套上一个气球,我预计能看到气球鼓起。

师:这位同学很有心,联想到我们曾做过的题,如果能成功,这将是一个很有趣的设计。

学生进行实验:气球鼓起,成功!

师:同学们的设计都成功地证明了CO2能与NaOH反应。

[反思评价]:以上设计都有异曲同工之妙,那么同学们主要是从哪些方面考虑的?

[小组讨论、交流]:从两个方面考虑:一方面是从检验产物的角度考虑的,另一方面则是从反应物状态的变化引起气压的变化来考虑的。

[知识应用]:CO2分别通入澄清的石灰水和NaOH溶液中,我们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。CO2和NaOH是否发生了化学反应?

小明同学设计了甲、乙两个实验装置来验证,如右图所示,实验现象为:甲瓶为软塑料瓶变瘪,乙瓶为“瓶吞鸡蛋”。

小虎同学认为上述实验是可行的,其共同原理是_________。

[课后反思]:“合作实验探究法”的教学模式不仅可以帮助学生产生强烈的求知欲望,使其主动地去获取知识,而且可以充分发掘学生的智力潜能,由此培养学生的合作意识、科学探索精神和实际操作能力,这完全符合初三学生的年龄特征和认知规律。同时,通过这种方法既让学生学会了有关的知识,又培养了他们运用知识的能力、实践能力和创造能力,还使他们学会了如何搜集和加工信息,并在吸收和消化知识的过程中逐渐养成良好的学习习惯。