让问题成为学生探究学习的催化剂——探究氢氧化钠溶液变质的案例及评析

张永红，黄金余

（兴化市边城学校，江苏 兴化 225712）

新课程下的课堂教学更注重学生的主体地位，强调师生的互动与合作。新课程提出的“生成性的课堂教学”体现了“以人的发展为本”的教学理念。课堂上的生成不是随心所欲、天马行空，充分有效的预设是精彩生成的保证。有效的预设，需要教师围绕教学目标，依循学生的认知曲线、思维张弛及情感波澜，有指向、有预见、有弹性地展开，并以灵动的教育机智随时调整教学策略和教学进程，促进预设转化为生成，使课堂教学充满生机，更加精彩。

化学是一门以实验为基础的学科，化学探究性实验在激发学生的学习兴趣，培养思维创新能力方面有其得天独厚的优势，可以说，它是“生成”的摇篮，教师应精心预设，善于引导，促使学生自主合作，主动探究，从实验中发现问题、分析问题并解决问题。新课改特别强调通过创设恰当的问题情境来引发学生认知冲突，启迪思维，改被动接受为主动探究，落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。现在我以一节公开课的教学过程，说明在创设问题情境，实施有效探究教学中的一些做法。

课堂实录：氢氧化钠溶液变质的探究

情景引入：老师的实验台和学生的实验桌上都有相同的两只烧杯，分别盛有NaOH溶液和Ca（OH）2溶液。

师：同学们，这两杯溶液已放置了一段时间，你们看到这两只烧杯有什么问题要问老师吗？

学生小声议论。

生1：两只烧杯中会出现什么现象？

生2：为什么会出现以上现象？

生 3：实验室怎样贮存 NaOH 和 Ca（OH）2？

师：问题提得很好。哪位同学能帮老师解决以上问题？

众生抢着回答，还有同学叙说了发生的化学反应方程式。

师：对于上述现象，你还有要探究的问题吗？

评析：将简单的问题设计成学生提问并作答，既复习了旧知，又活跃了课堂气氛，更引起学生思索：NaOH溶液中没有明显现象，怎么知道NaOH与CO2发生了化学反应呢？这样的教学设计实现了由教师引导提问到学生自主提问，再到自主开放探究的过程。

图1

老师的问题刚一抛出，同学们的情绪一下子被调动起来，大家讨论的焦点大多集中到了那杯悄无声息的NaOH溶液上。正是因为没有明显现象，为同学们探究问题的提出提供了思考的素材。同学们对这杯NaOH溶液提出了不少问题，我有意识地对这些问题进行了适当的取舍并呈现在黑板上（同时我让同学们从桌上撤下了盛 Ca（OH）2溶液的烧杯）。

这几个有价值的问题是：

（1）放置在空气中的NaOH溶液是否变质？

（2）如果变质，则生成了什么物质？

（3）是全部变质还是部分变质？

（4）变质后的NaOH溶液如何提纯？

（5）变质后的NaOH溶液中Na2CO3的含量如何测定？

评析：这些问题涉及的知识与技能较多，有碱的化学性质、碳酸盐的检验、混合物的提纯，还有过滤操作等。这杯放置在空气中却不动声色的溶液究竟发生了怎样的变化，生成了什么物质，如何检验并除去生成物等一系列探究问题在课堂上自然生成。

如何验证NaOH溶液是否变质呢？同学们明确了就是检验溶液中是否存在Na2CO3。由于验证Na2CO3的方法有多种，因而探究具有开放性。同学们依据Na2CO3的化学性质，设计了用加入酸［如稀盐酸］、碱［如 Ca（OH）2］、盐［如 Ba（NO3）2］的方法，观察是否产生气泡或沉淀来确认NaOH溶液的变质。

该溶液是否全部变质呢？同学们设计了如下几种方案：

实验步骤 实验现象 实验结论方案一 取少量溶液于试管中，滴加几 酚酞试液变红 NaOH溶液滴无色酚酞试液 部分变质方案二 （1）取少量溶液于试管中，加入 （1）生成白色沉淀 NaOH溶液足量的Ba（NO3）2［或BaCl2或（2）酚酞试液变红部分变质［或CaCl2等］溶液（2）过滤，向滤液［或酚酞试液不变红］ NaOH溶液中滴加几滴无色酚酞试液 全部变质］方案三 （1）取少量溶液于试管中，加入 （1）生成白色沉淀 NaOH溶液足量的Ca（OH）2［或Ba（OH）2］（2）酚酞试液变红部分变质溶液（2）过滤，向滤液中滴加几滴无色酚酞试液方案四 （1）取少量溶液于试管中，加入 （1）产生白色沉淀足量的Ba(NO3)2溶液（2）过滤，（2）产生蓝色（或向滤液中滴加CuSO4［或FeCl3 红褐色或白色）沉或MgCl2等］溶液 淀［或不产生蓝色 NaOH溶液沉淀……］ 部分变质方案五 （1）取少量溶液于试管中，加入 （1）生成白色沉淀 ［或NaOH溶足量的 Ba(NO3)2［或 BaCl2或 （2）产生氨臭味 液全部变质］CaCl2等］溶液（2）过滤，向滤液 ［或没有氨臭味］中加入NH4Cl溶液，微热

我让设计了不同方案的实验小组向全班汇报探究情况。很快就有同学提出了异议。

生4：Na2CO3也呈碱性，直接滴加酚酞试液，则无论溶液是否全部变质，酚酞试液都会变红。方案一不可行。

生5：方案三不严密。因为向溶液中加入足量OH-，就不能证明原溶液中含有OH-。

评析：同学们在问题的引领下，从多角度设计方案进行探究，考查了学生设计实验时思维的全面性和严密性。通过生生合作，生成了多种实验方案，但有的设计，需要全面分析，综合考虑，发现其缺陷，培养了学生对实验方案的评价能力。有些方案反映了学生的创新意识，显示了一定的创新设计能力。

师生讨论NaOH溶液的提纯，然后进入Na2CO3含量测定的环节。

师：那该如何测定变质后的NaOH溶液中Na2CO3的含量呢？

学生分组讨论、交流，设计实验方案。

小组代表讲述本组的设计方案，其他同学对方案进行分析讨论。大致有两种方案：一是测量Na2CO3与盐酸反应生成的CO2的体积，再通过其密度（通常状况下）求得CO2的质量，从而算出Na2CO3的含量；一是直接测定由Na2CO3与BaCl2等反应生成的沉淀质量来求解。

师：老师的桌上有一些仪器，哪位同学能上来组建方案一的实验装置？其他同学观察后作出评价。

生6：组建如下图2所示的装置图。

图2

图3

生7：我认为生6的方案不行。因为CO2气体能溶于水，会造成测量结果偏小。不妨在水面上封上油以隔绝气体和水的接触（如图3）。

众生赞许地点头。

生8(略显激动)：我觉得如果NaOH溶液变质程度小，生成的CO2气体会很少，这种情况下测得的结果就会不准确。

哦，学生的担心不无道理，这倒是我事先未曾预料到的问题，如果只是宣布让同学们课后思考，势必会影响学生情绪，教学质量就要打折扣。我稍作思索便灵机一动，启发道：这位同学考虑得非常周到，同学们能不能找到一种物质吸收CO2，再通过测量生成的沉淀质量来解决以上问题？

学生讨论：用 Ca（OH）2或 Ba（OH）2溶液吸收 CO2。

师：比较一下，使用哪种溶液吸收能使结果具有更高的精确度？

生9：Ba（OH）2溶液浓度大，吸收充分，且生成的BaCO3相对分子质量大，相对误差小。而Ca（OH）2溶液浓度小，生成的CaCO3相对分子质量小，相对误差较大。一起计算：2NaOH～CO2～Na2CO3～CO2～BaCO3

80 44 106 197

m（Na2CO3）=106 m（BaCO3）/197

m（CO2）=44 m（BaCO3）/197

Na2CO3%=m（Na2CO3）/［m（原溶液）+m（CO 2）］×100%

师：我们的同学很是聪明。现在谁能设计出方案二的操作程序？

生10：

师：同学们有没有不同意见呢？

学生热烈讨论，但脸上总有一种不十分肯定的神情。此时我问：你知道Ca（OH）2的溶解性怎样？它会影响生成的沉淀质量吗？学生马上有种顿悟的感觉，认为应把CaCl2溶液换成BaCl2等含Ba2+的溶液，这样可以防止形成Ca（OH）2悬浊液增大沉淀物的质量，而且生成BaCO3的相对分子质量大，相对误差小。

评析：教学中出现了一波三折：方案一的实验装置要改进，方案二中所用试剂有问题，学生的担心需化解。在充分预设下，学生的认识不断加深，感悟时有形成。在偶遇非预设性问题时，老师尊重学生的人格，学生的思维会更加活跃，体现了“以人的发展为本”的教学理念。

师：同学们是否还有其他测定Na2CO3含量的方法，如果有，不要忘记告诉老师。

（这实际是留给学生的课后作业）

课后反思：我认为在本课实施过程中，学生始终在问题的引导下，积极思考，互相合作，用已有的化学知识进行探究学习。学生在学习过程中自然发现问题，在老师启发下分析问题并尝试解决问题，获得了预设的知识和相应的技能，学习了探究方法，并通过小组讨论、合作探究形成团队精神，达成了新课程提出的三维目标。会提问题是学生良好学习素质的体现，解决问题是学生思维发展的途径。在问题的提出和解决循环中学生快乐成长。