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巧用“魔术”实验优化复习教学

2022-05-30许大雨李德前

化学教与学 2022年16期
关键词:教学案例魔术教学情境

许大雨 李德前

关键词:“魔术”实验;教学情境;教学案例;激发兴趣

化学复习课既要让学生把学过的知识全面复习,又不能单一、机械地刷题,以避免陷入“题海战”。如何让化学复习课上出化学味,让课堂生动有趣,摆脱乏味枯燥?如何激发学生复习的热情,调动每一个学生学习的积极性?这是我们一线化学老师必须思考和研究的问题。

在“常见酸和碱的化学性质”复习课中,依托化学魔术实验,创设真实的情境,由境生情、由情生知[1],提升了化学复习课的有效性。

一、教学思路及流程

“常见酸和碱化学性质”的复习,主要内容包括常见酸和碱的化学性质、有关化学方程式的书写、生产生活中的应用等。

通过化学魔术实验创设真实的复习情境,并贯穿整个课堂,这是课堂的情境线;以化学魔术实验引出系列问题,这是课堂的问题线;引导学生自主设计实验方案,通过小组合作、交流讨论解决问题,这是课堂的活动线;常见酸和碱的化学性质及化学方程式的书写,这是课堂的知识线;通过情境线、问题线、活動线和知识线的融合与延伸,发展学生的核心素养,这是课堂的素养线,这也是一条暗线(见图1)。

整个复习过程,重视发挥教师的主导作用,注重突出学生主体地位,深化宏观和微观的联系,促进学生的知识建构。

二、教学实录

[魔术情境1]实验桌上有A和B两种试液,分别取少许倒入A和B两个小烧杯中。先把B烧杯中的试液倒入锥形瓶,振荡后倒回小烧杯,试液没有任何变化。再把A烧杯的试液倒入锥形瓶,振荡后倒回小烧杯,也没有明显变化。接着再把B烧杯中的试液倒入锥形瓶,振荡后,试液变成了红色。

[问题1]烧杯中红色的溶液是什么呢?初中化学学习中,什么溶液本来无色,反应后能变成红色?说出你的判断依据。

[学生思考]回顾初中阶段学过的红色物质,如高锰酸钾溶液、酚酞遇到碱性溶液等,B中的溶液一定不是高锰酸钾溶液,因为高锰酸钾溶液本来就是红色的,所以B溶液可能是变红的酚酞溶液。

[问题2]酚酞溶液在哪个烧杯中? A还是B?为什么?

[学生]学生讨论后得出结论,A 烧杯中的溶液可能是酸和酚酞的混合液,B 烧杯中的溶液是碱性溶液。

[学生]完成导学案中酸碱指示剂(酚酞和石蕊溶液)以及红色和蓝色石蕊试纸遇到酸和碱的变色情况。完成后,同学们之间相互检查订正。

设计意图:真实的情境能唤醒学生的生活经验,有利于知识的学习,能帮助学生逐步形成完备的知识[2]。通过溶液变色的实验,吸引学生的眼球,转移学生的注意力,让学生以热情、主动的状态参与到本节课的学习、探究中,从而提高学习效率,活跃课堂气氛,收到良好的教学效果。

[教师]科学的探究精神是我们必须具备的品质,同学们对于A和B溶液的分析都很正确。A和B溶液分别是什么溶液呢?让我们接着探究。

[魔术情境2]取A溶液样品,加入锌粒发现冒气泡,锌粒逐渐消失。

[问题3]初中阶段学习的哪一类物质能和锌粒反应冒气泡?如何证明?

[学生]异口同声:盐酸。

[教师]硫酸行不行?

[学生]硫酸也行。

[问题4]请写出硫酸或盐酸分别与不同种类物质反应的化学方程式。

[学生]在学案上书写有关反应的化学方程式:稀盐酸或稀硫酸与较活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、碱等反应的化学方程式,一学生在黑板上板演化学方程式。

[小结]师生评价黑板上的化学方程式书写情况,同学们对照黑板的答案订正自己写的化学方程式,总结出稀盐酸或稀硫酸的化学性质:(1)酸和较活泼金属反应生成盐和氢气;(2)酸与金属氧化物反应生成盐和水;(3)酸与盐反应生成新盐和新酸;(4)酸和碱反应生成盐和水;(5)酸使石蕊溶液(指示剂)变红色等。

[问题5]请同学们思考,A溶液到底是盐酸还是硫酸?如何用化学方法证明?

[资料卡1]硝酸钡和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡,加入稀硝酸沉淀不消失。而硝酸钡和稀盐酸不反应。

[学生]根据资料卡1展开讨论,得出实验方案:取A溶液样品,滴加硝酸钡溶液,观察有无白色沉淀生成?如果没有变化,A溶液中不含稀硫酸,可能是稀盐酸;如果有白色沉淀产生,再滴加稀硝酸,沉淀不消失,A溶液中含有稀硫酸,或可能是稀硫酸和稀盐酸的混合液。

[教师小结]通过实验验证,得出结论:A溶液不含稀硫酸,是提前配好的稀盐酸和酚酞溶液的混合液。

设计意图:通过魔术实验情境2,进一步吸引学生的眼球,提高学生的兴奋点,进一步激发学生探究的欲望。通过让学生书写酸和常见物质反应的化学方程式,并通过化学方程式的梳理,分类得出酸的化学性质,化学方程式书写的过程就是酸的化学性质复习的过程。看似只有魔术实验这一条明线,但背后包含的却是酸的性质知识线和核心素养达成的素养线。

[教师]A溶液我们明确了,那B溶液是什么呢?请看老师的魔术实验。

[魔术情境3]取B溶液,请一学生用玻璃管吹气,澄清的溶液变浑浊了。

[学生]学生异口同声:澄清石灰水。

[问题6]请写出氢氧化钙分别与不同种类物质反应的化学方程式。

[学生]在学案上书写有关反应的化学方程式:氢氧化钙分别与二氧化碳、碳酸钠溶液、硫酸铜溶液、稀盐酸等反应的化学方程式。

[小结]检查学生书写化学方程式的情况,及时给予订正。并总结出常见的碱的化学性质:(1)碱和二氧化碳气体反应生成碳酸盐和水;(2)碱与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸盐;(3)酸和碱反应生成盐和水;(4)碱使石蕊溶液(或酚酞)变色等。

[问题7]B溶液能不能是氢氧化钙和氢氧化钠的混合液?如何验证?

[学生]展开讨论,也可能是二者的混合物。可以取B溶液样品,通入足量的二氧化碳气体,变浑浊后再滴加酚酞溶液,如果酚酞溶液变红色,证明反应后的溶液仍呈碱性,原溶液可能含有氢氧化钠溶液,因为氢氧化钠溶液和二氧化碳反应后生成的碳酸钠溶液依然呈碱性,能使酚酞溶液变红色。

[问题8]同学们的方案非常好。那B溶液中有没有可能本来就含有碳酸钠溶液?如果证明?

[资料卡2]碳酸钠溶液可以和氯化钡溶液反应,生成白色碳酸钡沉淀,而氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液都不和氯化钡溶液反应,且氯化钡溶液呈中性。

[学生]学生小组讨论后得出结论:取B试验样品,先滴加足量的氯化钡溶液,观察有无白色沉淀生成,接着再通入二氧化碳气体,最后滴加酚酞溶液,这样就可以把B溶液的成分确定。

[魔术情境4]取B溶液样品,滴加氯化钡溶液,没有明顯变化。再让一学生用玻璃管吹入足量的二氧化碳气体,发现变浑浊,最后再滴加酚酞溶液,发现酚酞溶液变红色。

[结论]B溶液为氢氧化钙和氢氧化钠的混合溶液。

设计意图:通过魔术实验情境3和4,设置探究情境,将理论分析和实验验证相结合,保证了理论和实验相统一,充分体现了化学学科以实验为基础的学科特点。学生在观察实验现象的同时,也提高了运用化学知识分析和解决问题的能力,提升了证据推理、实验探究、科学创新等化学核心素养,同时又加强了小组间交流与合作。学生在掌握化学知识,提升学科能力的同时真实体验化学实验,感受化学实验变化之美、规范之妙[1]。

[小结]欲证明某种物质的存在,不仅要知道物质之间反应的现象特征,还要注意混合物中其他成分造成的干扰。

[问题9]黑板上的板书共涉及哪几种物质(按物质的种类分)?

[学生]酸、碱、盐、指示剂、金属、金属氧化物、非金属氧化物等。

[教师]请同学们在学案上,把能够相互反应的物质用线段连起来(见图3)。

[教师]其实,这些反应只是目前初中阶段学习的酸、碱、盐的一些浅显知识。随着高中、大学深入的学习,我们会对酸、碱、盐有更多更深入的认识。

比如:金属铝可以和氢氧化钠溶液反应,二氧化碳可以和碳酸钠溶液反应,某些非金属氧化物和金属氧化物之间也可以反应等。

设计意图:学生通过绘制酸、碱和盐反应的关系图,进一步对本节知识进行梳理归纳,构建知识网络图,内化酸、碱、盐的关系,培养知识的概括能力,迁移运用能力,体验化学物质关系美[1]。

[魔术情境5]把本节课所有的废液全部倒入废液缸,发现废液呈现红色。

[问题10]课后请同学们继续探究,废液缸中溶液的成分有哪些?请设计实验方案?

设计意图:在本节课教学任务完成后,老师留下悬念疑问,让学生再一次感受化学魔术实验的魅力,让学生置身于化学魔术情境之中,进一步激发学生强烈的探究欲和学习兴趣,从而引导学生课后继续探究,不断思考,将学生对化学的钻研由课内延伸到课外,由课堂延伸到生活。同时告诉学生化学学习永无止境,科学探究永无止境。

三、教学反思

本节复习课通过5次魔术实验,将理论分析和实验验证相结合,利用真实情境呈现化学实验的神秘性和创造性,激发学生独立思考,同时培养学生观察能力和发现问题、解决问题的能力。

运用化学魔术实验体现了化学学科的趣味性、参与性和知识性,将化学魔术融入课堂教学,对学生的学习和发展有积极的影响[3]。通过化学魔术实验,打破了复习课“简单、重复、热剩饭”的弊端,优化了复习教学,发展了学生的学科素养。

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