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在问题中学习

作者:未知来源:网络收集时间:2013-4-21 15:04:19阅读:42
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  在问题中学习———关于课堂演示实验操作失误引发的一个案例分析

  新闻添加:san加入时间:2008-10-15

  谭义军

  ●主题与背景

  高中化学教学中如何更好地发挥课堂演示实验的功能是一个非常重要的课题。通常演示实验仅仅是作为验证化学知识的手段,模式和功能都比较单一。有时候老师想稍微搞点创新,结果准备得很辛苦,而学生象是在看表演,有的甚至趁机作乱。到底效果如何就不得而知了。

  ●情景描述

  在做铜和浓硝酸反应的实验时,取一支稍大一点的试管(规格:18×180),加一小片铜片,再加少量的浓硝酸。马上看到铜片表面产生大量的气泡,而且越来越剧烈;溶液由无色变为绿色,液面上方产生大量的红棕色气体。当红棕色气体满到试管口时,立即用橡胶塞将试管口塞住。

  老师:红棕色气体是NO2 ,有毒,该如何处理呢?

  学生:用NaOH溶液。

  老师:好!那我们就用NaOH溶液来处理一下。书本上是用导管连接,使产生的气体通入另一支盛有NaOH溶液的试管来吸收。我打算简单处理一下,请同学们注意观察。

  (这时,反应已经停止,铜片已经完全消失)

  接着,我打开塞子,直接往铜和浓硝酸反应的试管内迅速加入少量的NaOH溶液,再塞上塞子,震荡。很快就看到红棕色气体明显变淡,同时溶液由绿色变为蓝色。突然听到一位同学在下面叫:“老师,为什么加入NaOH溶液时没有Cu(OH)2蓝色沉淀生成?”

  (我装出一副很好奇的样子)

  老师:对呀!这是为什么呢?

  学生的眼光告诉我,他们也都陷入疑惑之中。

  老师:请大家好好想想,同学之间可以互相讨论一下。

  学生甲:是由于硝酸过量,NaOH溶液不足。

  大家都觉得他说得有道理。

  老师:那我们请学生甲用PH试纸来测试一下。

  学生甲很自信地走到讲台,很认真、很规范地操作起来。结果PH试纸呈现深红色。他很开心地向大家展示结果,好象很有成就感似的回到自己的座位。我及时表扬了他。刚想转入下一内容,突然有一位同学站起来,

  问:老师,既然硝酸过量,没有Cu(OH)2蓝色沉淀生成,那怎么还会有NaOH溶液去吸收NO2呢?马上又一位学生站起来

  问:老师,我认为你这个实验设计不严密!

  老师:喔!说说你的看法。

  学生:你把NaOH溶液直接加入反应液中,你怎么知道是NaOH吸收NO2的呢?也有可能是其他物质的作用呀?

  其他学生也马上回过神来,“是呀,是呀!”好象有点讨伐我的味道,积极地响应了同学的发问,课堂气氛一下子变得很活跃,对该实验的兴趣空前的浓厚。

  我很震惊:真是太粗心了!也太低估学生了!定了定神说:太好了!想不到老师对实验的简单处理竟然被同学们发现了它的不严密之处!说明我们同学爱动脑筋,敢于质疑,这很好!刚才的问题很有道理,老师事先也没想到,一时还不能作出合理的解释。我们一起来探究一下吧!说着,我在黑板上画了该实验的示意图:

  (这时候,我看到几乎每一位同学都在积极地参与讨论)

  最后总结大家的意见,同学们基本认可以下结论: 加入NaOH溶液后,试管中硝酸尚有余,则试管中存在的物质有:Cu(NO3)2 、 HNO3 和H2O,其中只有H2O能与NO2,反应,但同时有NO生成。图三中打开塞子,发现试管口确实颜色加深。如果是NaOH吸收NO2,,没有NO生成,不会有上述颜色的变化。

  有一学生问:老师,那加NaOH溶液不是跟加水一样了吗?

  老师:问得好!我也想知道这个问题的答案。我们马上用实验来验证一下!

  经过实验发现:铜和浓硝酸反应后的试管中,直接加入少量的NaOH溶液与直接加入H2O,两者的现象并无明显的区别!

  老师(小结反思):那么,NaOH溶液到底有没有作用呢?可能在加入的过程中会吸收部分的NO2 ,也可能在溶液中与硝酸发生的中和反应促进了NO2与H2O的反应的进行。但直接加入NaOH溶液其实并没有真正达到处理尾气的目的!

  看来老师做演示实验确实不能随便作简单化处理,特别要注意实验的严密性!可喜的是,我们同学在今天的实验中发现了问题,在问题中学习、探究。使大家都增长了知识、收获了很多!

  接着继续做铜和稀硝酸反应的实验,没想到又出了一个戏剧性的失误。把蒸馏水当做稀硝酸倒入试管中,再加一小片铜片,无任何现象;再用酒精灯加热,一会儿,液体沸腾了,铜片表面看上去好象也产生大量的无色气泡。但溶液和气体颜色均无任何变化!我马上意识到我的失误!索性将错就错吧,很快我的脑子里形成了一个新的思路。

  老师:请同学们仔细观察,并想一下这个无色气泡是什么?

  “一氧化氮”!马上有同学叫起来。

  “不对呀!试管口怎么不变红棕色呢?”

  “溶液怎么不变色呢?”

  “对呀!这是怎么回事呢?”

  同学们的讨论和困惑让我感到非常欣慰,这正是我所希望的呀!

  老师:如果把铜片投入到蒸馏水中,加热。那会有什么现象呢?

  学生:“不会反应,无明显现象。”

  老师:对!不反应。那我们也来验证一下。

  经过实验,学生惊奇地发现原来现象与刚才的实验一模一样!

  老师:其实我刚才在试管中加的是蒸馏水而不是稀硝酸!

  学生:哇!原来如此!

  接着,我往铜和蒸馏水加热的试管中,趁热加入几滴浓硝酸。并用橡胶塞把试管塞住,轻轻摇动,马上就看到溶液呈蓝色,铜片表面产生无色气泡,液面上方略带红棕色的气体,稍微打开一下塞子,发现接近试管口处颜色加深,红棕色明显。然后再把塞子塞住轻轻摇动,发现试管内液体上方气体变为无色;再打开塞子,又可以看到试管口出现红棕色。然后再把塞子塞住轻轻摇动,红棕色又逐渐消失。这样一来,学生对稀硝酸和铜反应的有关知识反而有了更全面、更透彻的理解。

  ●问题讨论

  铜和浓硝酸反应后的混合液中直接加入NaOH溶液,从中所引发的一些疑问,只在学生的知识层次和能力水平的基础上作了简单的讨论和探究。(溶液的浓度、用量都比较粗略,也可能存在其他的原因)。铜和稀硝酸反应的实验,虽然药品取用时出现失误,但能及时发现,经过灵活处理,收到了更好的教学效果。在此案例中,有以下几点值得我们思考:

  1、????????????? 到底该如何评价课堂演示实验?演示实验的成功率与学生的学习效果一定是成正比的吗?验证性实验的模式和功能是否就单一地“照方抓药,实景再现”?

  2、????????????? “问题实验”会不会对学生掌握学科知识和实验技能产生负面影响?教师作为教学的组织者,应如何把握尺度,把问题及时转化为教学探究的素材,引导学生从另一角度更深入地理解学科知识,同时也锻炼了学生提出问题、分析问题和探究问题的能力。

  3、????????????? 教师在准备演示实验时,不应单是考虑实验该如何设计、如何操作、能否成功;更多的是不是应考虑学生主体的活动性和参与性?如何才能最大限度地发挥该实验的教育教学功能?

  ●诠释与研究

  关于铜和浓硝酸、稀硝酸反应的实验,我曾经做过多次,也借鉴过一些改进的方法。但这一次给我的感触最大,反思也最深。如何加强实验教学,培养学生的实验能力和创新意识,这在实际的教学中往往很难操作。教师对实验的研究并不一定是装置设计上创新、思路上独特,更重要的还是应符合学生的实际,根据学生的年龄特点和能力水平,在充分考虑过实验安全性的前提下,对有关实验进行简单的加工和改造。如操作步骤的改变、反应条件或试剂用量的改变,也可以故意搞点差错,出现不同的现象或意外。总之,尽量创设容易使学生产生疑惑的、真实的、生动的问题情景,从而自然地引发学生去观察、去思考、去批判、去创新。在问题中学习,从中获得积极的情感体验。后来,我在所任的高二(1)(2)班共91位同学中做了一个题为“你最希望看到怎样的课堂演示实验”的简单调查。

  可供选择的有: (括号内为选择结果)

  A、按教材上的设计做,现象明显,实验成功”。 (4人 占4.4%)

  B、按教材上的设计做,不一定要成功,出点问题或意外更好 (23人 占 25.3%)

  C、不同于教材,重新设计,最好现象明显,实验成功 (26人 占 28.5%)

  D、不同于教材,重新设计,不一定要成功,出点问题或意外更好 (35人 占 38.5%)

  E、 。 (3人 占3.3%)

  调查结果有点出乎意料。从实验设计上,有67%的同学是希望实验不同于教材,重新设计;从实验的成功与否上,有63.8%的学生希望实验的现象和结果并非在预料之中。但仔细想想,这样的结果也实属情理之中。事后,我问一位男生为什么选D,他说:“书本上的实验,现象和结果书上都有,老师再做一遍也没太大的新奇感和吸引力。“实验”应改为“试验”,有点创新,出点问题,这样更能激发我们的学习兴趣”。该学生的回答在一定程度上反映了大部分高中学生的学习心理。

  所以,课堂演示实验,不能是要求学生“静观、静思”,只重视实验结果的获得,并记住实验的现象和本质等。应更多地重视学生在课堂演示实验中的经历和体验。学生只有通过自我体会、自我感悟,才能有效地增进对科学知识的理解,提高开展科学探究的能力;作为教师,更应该在问题中学习,在教学中反思,与学生共发展。

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