乔中云
“乙酸”教学中,课堂演示实验“乙酸乙酯的制备”,由于蒸出物含有大量的乙酸和乙醇,仔细观察也能够看到与饱和碳酸钠溶液的分层现象,但是这种分层并不像苯、四氯化碳等纯有机溶剂与水溶液的分层那样有明显的界面,不便于学生观察,是一个教学遗憾。上课时,笔者想在饱和碳酸钠溶液中滴加几滴墨水来改变这个情况,结果没有找到墨水,情急之下看到讲桌上有一瓶刚刚检验乙酸酸性用的紫色石蕊试剂,滴加后,呈现出蓝色,复习了饱和碳酸钠溶液呈较强碱性的知识。实验后分层现象非常清晰,学生也很兴奋。又一想,既然碳酸钠溶液是用来除去乙酸和乙醇的,那么上下两层液体的体积肯定会发生变化。于是让一个学生用米尺量了一下上下层液体的高度,然后振荡试管,静置以后观察。奇迹出现了,清清楚楚地看到上层液体几乎少了一半,下层液体增多,溶液的蓝色也稍微变浅了,然后与学生共同探讨得出有关知识结论。
讨论完课本上的3个问题后(苏教版《化学反应与原理》第19页),引导学生观察、分析电解饱和食盐水的原理示意图,见图1。
图1 工业电解饱和食盐水原理示意图
一个学生提出这样一个问题:“从图上看,上边的左出口分离出淡盐水,为什么不把食盐水中NaCl电解完呢?那样不就可以直接得到氢氧化钠溶液了吗?”对学生提出的这个疑问,笔者突然发现它蕴含着电解时离子浓度影响放电先后顺序的问题,生成的教学方法是重新回到刚刚讨论过的问题1:“在氯化钠溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-,请根据实验事实指出哪些离子优先在电极上发生反应。”引导学生分析:这里的“优先”二字表明OH-离子也是可以在电极上发生反应的,当Cl-、OH-浓度达到一定的比例程度时就不再是Cl-反应而是OH-反应了,也就是说电解食盐水是不可能将溶液中Cl-电解完的,所以当电解到一定程度时必须将稀的食盐水分离出去重新补进高浓度食盐水。同样,在水溶液中能够进行镀锌、有的电解电镀要控制溶液的pH等都是与离子浓度有关的放电问题。这种即时生成的问题教学由于来自学生,比教师自己预设提问具有更大的教学吸引力,效果更佳。
在学习了乙醇、铜加热催化氧化成乙醛,乙醛工业催化氧化成乙酸的知识后,知识巩固时让学生板演上述两个方程式,其中有一个学生写出的结果:
学生刚接触有机化学,对同分异构现象问题还没有产生很深认识,习惯熟悉思维——用物质分子式来写化学反应方程式。面对这种错误,教师的反应会严重影响教学气氛和后续教学效果。笔者没有批评该学生,也没有简单地强调一遍了事,而是回忆“物质结构多样性”学习中C2H6O的结构问题,加工C2H6O异构体知识以强化该知识点(有机化学反应中不能用分子式表示化学方程式的原因),待学生对此问题都完全明白以后,再面对黑板上两个书写认真、简洁工整的有一定道理的“错误”方程式。笔者提出这样一个问题:“同学们,××同学所写的方程式虽然不对,但是这个错误的写法却将带给我们一个伟大的发现,你们看从乙醇(分子式C2H6O)到乙醛(分子式C2H4O)再到乙酸(分子式C2H4O2),在这个氧化反应过程中它们的分子组成上发生了什么样的变化?”学生兴趣倍增,后来在引导下研究得出了“有机化学反应中去氢加氧是氧化反应,去氧加氢是还原反应”的结论。课堂在预设之外得到了额外的生成效果,写方程式的学生笑了,全班学生对这个“错误”的印象深了,新的知识也掌握了。
高三复习课讨论CH4的空间结构、有机分子中氢的等效性问题后,一个学生质疑说“CH3Cl的结构应该有2种”,这时绝大部分学生对这个问题都感觉好笑,笔者也觉得这个学生的问题很蹊跷,他画出的2种结构如图2。
图2 学生画的CH3Cl异构体结构图
请他解释为什么认为这是两种不同的结构?他说:“前一个结构中Cl原子取代的是底面三角形上的一个H原子,后一个则是取代顶点上的H原子,不一样。”笔者问:“你认为底面三角形与另外3个立面的三角形是不一样的吗?”他说:“当然不一样,底面三角形的中心有一个C原子,立面上的三角形里没有C原子。”原来这位同学错误的根源是对CH4分子本身的结构理解出现了偏差,导致对CH3Cl结构的判断错误。但是可以看出,他分析立体结构取代物种类的思想方法却是正确的。笔者没有忽略而且适当的表扬了这点,并且利用他对甲烷结构的理解错误向全班学生提出如下问题:“同学们,假如甲烷的分子结构真的如沈小扬同学说的这样,请思考CH4分子中的键角还相同吗?它们是多少度?CH4分子的极性如何?那么CH4的二氯、三氯、四氯取代物的结构又分别是多少种呢?”这个意外的奇怪的错误破坏了学生头脑中原有的认知平衡,激发了学生思考热情,通过讨论对立体空间结构的理解产生了更好的认识,确为有效的课堂生成。