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科学处理实验意外,优化实验教学效果

作者:jks 来源: 发布日期:2018年01月08日 浏览次数:

一、科学处理意外结论,有助于提高学生的创新能力

由于青少年具有丰富的联想能力,在实际实验教学过程中,有时会联想到教师并未预设的知识或实验,如果回避学生的问题,将错误引导学生认为“遇到问题不必进一步探究”,如果直接指责学生联想没有方向性,可能会错误引导学生,感到“不要创新”,同时还打消学生学习的积极性。

在人教版新课程高中化学必修2 第二章、第一节化学反应与热量的教学过程中,为了感受化学反应从外界吸收能量,预设了NH4Cl Ba(OH)2·8H2O的反应中能量的变化检验(第30页)。我们当时两名同学组成一个小组进行合作实验操作,将约20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10 g NH4Cl晶体放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上,用玻璃棒快速搅拌,闻气味,用手触摸杯壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象。同学们通过实验操作明显闻到有刺激性气味产生,也感到烧杯下壁温度降低了,烧杯下的小玻璃片有的还粘在烧杯上了。同学们迅速的就归纳出了结论:NH4Cl  Ba(OH)2·8H2O反应是一个吸热反应。可是马上就有一位同学进一步总结:实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙反应,在持续加热的条件下进行的,所以,铵盐和碱的反应都是吸热反应。

听完该同学的总结,我当时一愣,大脑迅速思考:当堂打住,还是鼓励同学们探究?因为结论我心里也没底,但课上没有时间犹豫,我迅速估量了一下时间,决定站在发展学生创新、探究精神的角度,鼓励学生要勇于探究寻找准确的知识答案。于是我迅速整理思路后,对同学们提出了三个问题:①本实验为什么选用的是NH4Cl Ba(OH)2·8H2O反应,而不是选用NH4Cl Ba(OH)2反应呢?②本实验为什么没有选取NH4Cl 和大家最熟悉的碱——NaOH,而选取了Ba(OH)2·8H2O呢?③铵盐和碱反应都是吸热反应吗?

经过简单讨论,在实验室允许的条件下,我们迅速的制定了下列实验方案:

     NH4Cl Ba(OH)2·8H2O分别配成溶液反应,测定温度变化;

     NH4Cl NaOH分别配成溶液反应,测定温度变化。

为了节约时间完成教学任务,我们将两个探究实验分给两组完成,然后交流结论,药品不计量。实验过程安排如下:第一组,将四药匙氯化铵加入盛有约40毫升水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,配置氯化铵溶液,将氢氧化钡两药匙加入另一盛有40毫升水的烧杯中,分别测定溶液温度,待都恢复至室温,将两溶液混合,测定反应后溶液温度。第二组,将四药匙氯化铵加入盛有约40毫升水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,配置氯化铵溶液,将氢氧化钠两药匙加入另一盛有40毫升水的烧杯中,分别测定溶液温度,待都恢复至室温,将两溶液混合,测定反应后溶液温度。

刚将氯化铵溶于水,就有同学惊喜的喊了出来:“冰手,氯化铵溶于水吸热!”。我微微笑了笑说“好,非常好,节约时间,请同学们想办法让溶液迅速恢复到室温”。有同学迅速的就将烧杯放入了水槽中晃了几晃,几十秒的工夫就恢复到了20度,如法炮制了氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液,两组实验结果:反应后两组溶液的温度都略微有所升高。

两个小组的同学归纳的结论为:① NH4Cl溶液和Ba(OH)2溶液反应放热;

 NH4Cl溶液和NaOH溶液反应放热;③不是所有的碱与铵盐反应都吸热;

 NH4Cl Ba(OH)2· 8H2O固态反应吸热。

通过本次实验探究,同学们的学习兴趣明显高涨,事实证明:科学处理意外结论,有助于提高学生的创新能力。

二、科学处理意外现象,有助于提高学生的探究精神

一般课堂实验,在课前教师都进行了较为充分的理论预设,但在真实的课堂操作过程中,由于教师知识的局限或对实验规范的疏忽,会在课堂实验过程中出现意外的实验现象。对意外的实验现象,不加任何处理,回避实验现象,只让学生记住正确的实验结论,就失去了实验教学的意义,同时学生面对错误的实验现象和教师强调的正确实验结论会感到茫然,思路转不过弯,降低了实验教学效果;科学的处理实验意外现象,会正确引导学生:认真分析、勇于探究的科学态度和价值观。

在人教版新课程高中化学选修4第三章第三节盐类的水解的教学过程中,为了体会离子发生水解后使不同的盐溶液呈现不同的酸碱性,本节预设了测定不同盐溶液的pH 40名同学共分成20个小组,两名同学组成一个小组合作实验操作,每小组试剂中均包含不同的强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、强酸强碱盐,每四个小组的试剂是完全相同的,共有五组预设结果。但由于考虑不周,未加提醒同学们在测定不同的试剂时,将玻璃棒洗净后并擦干,结果在实验结果呈报时出现了不同小组测定的同一试剂具有不同的pH。所有小组同学所测强酸弱碱盐的pH都小于7,显酸性;弱酸强碱盐的pH都大于7,显碱性;而强酸强碱盐所测结果却各不相同,如不同小组测定的Na2SO4溶液的pH,有的小组测定结果显示pH约为56之间,显酸性;而有的小组测定结果显示pH约为7,显中性;有的小组所测pH约为910之间,显碱性。

意外的实验现象背后一定有意外发生的原因,在处理完强酸弱碱盐pH都小于7和弱酸强碱盐pH都大于7的原因之后,同学们对水解的基本理论有了一定的了解,于是,我首先找同学分析Na2SO4溶液的pH应该是什么,接下来提出问题:为什么不同小组所测Na2SO4溶液的pH却不相同呢?并请小组之间进行讨论。

在讨论的过程中,同学们自己就找到了答案,所有测定Na2SO4溶液的pH小于7的小组,都是先测定了强酸弱碱盐溶液的pH之后再测定Na2SO4溶液的pH;而所有测定Na2SO4溶液的pH大于7的小组,都是先测定了弱酸强碱盐溶液的pH之后再测定Na2SO4溶液的pH;面对同学们自己解决了问题之后的满脸成功感,我也有种意外收获的感觉。接下来我又追问了一个问题:通过上述实验,归纳一下测定pH有什么注意事项?同学们进一步深刻体会了测定溶液pH 时的玻璃棒,不仅要洁净还需要干燥。

分析完意外现象出现的原因,马上就有同学动手正确的测定Na2SO4溶液的pH,当观察到正确的实验现象时,还有的同学惊喜的说:“老师,真的,我们分析真的是对的!”由此我们能够看出:科学处理意外现象,有助于提高学生的探究精神。

三、科学处理意外“事故”,提高学生的知识应用能力和操作的规范性       

   在每节有实验的课前,教师一般都会对整个实验过程进行预设、尝试、分析,所以在课上实验中很少会有实验“事故”发生,但百密一疏,在课堂实验中由于时间的紧张、心情的急切等难免会有教师没有考虑周全导致的“事故”发生。

如在讲授《苯酚》一节课时,欲探究苯酚的性质,由于苯酚在试剂瓶中凝结较严重,于是,我课前用一支粗大的尖头玻璃棒用力在试剂瓶内攒动苯酚,产生一些小颗粒的苯酚,在课堂实验时用钥匙即可取出。由于我连续要在三个班讲授本节内容,实验要重复操作多次,所以到最后一节课时,打开试剂瓶才发现,用钥匙已经无法取出苯酚了。于是,我就迅速拿起大玻璃棒在试剂瓶内攒动苯酚,结果有少量苯酚意外溅落在我的手上,我迅速拔掉酒精灯的灯帽和灯芯,用带有酒精的灯芯迅速的在沾有苯酚的皮肤上进行擦洗。擦完之后,我迅速提出问题:苯酚刚才溅落在我的手上,我用什么迅速的将苯酚从皮肤上擦去?你得出什么结论?根据是什么?

同学们很快就归纳出:苯酚在常温下是固体、对皮肤有腐蚀性、在水中溶解度较小、较易溶于酒精等有机溶剂。

   通过我就当时的意外“事故”的处理,同学们切身体会到实验事故的处理方法是根据所学过的该物质的相关知识进行的操作。

另外,通过科学处理实验意外,提高学生对规范性操作的认识

   从上述实验事故中可以看出,同学们通过感受用不洁净的玻璃棒测出的Na2SO4溶液的pH就会大于或小于7,可以体会到测定溶液pH的玻璃棒必须是干燥、洁净的;通过感受老师迅速拿起酒精灯,拔出灯芯进行清洗皮肤上的苯酚时紧张气氛,体会到对一种未知物质的取用,要按照课本或老师的指定方法进行操作。

    综上所述,可以看出在教学过程中,如果出现了预设外的实验问题,不需回避,科学处理更能提高实验教学效果。

 

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