高中化学实验生活化教学实践研究

2020-10-21李敬东刘玉秀常江董静李宁贾慧彩

科学导报·学术 2020年8期

李敬东　刘玉秀　常江　董静　李宁　贾慧彩

摘要：焰色反应是高中化学必修一模块中一个趣味性很强的实验。通过这些实验，很容易激发学生学习化学的兴趣。但课本上的实验操作起来比较麻烦，现象不够明显。基于此我们对课本上的焰色反应实验，做了一些改进，使得实验操作更加简单，现象更加明显。并且，我们重新设计实验教学过程，使整个教学过程，始终贯穿着“理论+常识推导结论”这样一种认知模式。这样以来，无论实验设计还是教学过程的设计，都更加贴近生活，并且可以更好培养学生的认知模式和科学思维。

关键词：焰色反应;实验生活化;生活化教学

焰色反应是高中化学必修一模块中一个趣味性很强的实验。通过这些实验，很容易激发学生学习化学的兴趣。但是，课本实验，在实际的课堂操作中，有一些我们无法忽视的弊端〔1〕。如酒精灯火焰本身带黄色，干扰观察火焰焰色;铂丝价格昂贵，并且每次实验后都需要洗涤，过程复杂。这些存在的问题不仅影响课堂实验效果，而且实验现象不明显且实验设计与生活联系不密切，学生很容易会失去学习的兴趣。

针对这些问题，我们对课本实验做了一些改进〔2〕，使得实验操作更加简单，现象更加明显。并且，我们重新设计实验教学过程，使整个教学过程，始终贯穿着“理论+常识推导结论”，这样一种认知模式〔3〕。让焰色反应实验与生活联系更加密切，更加贴近生活。

希望通过这些工作，不仅能够激发学生的求知欲，而且，在学生潜意识里，确立了“常识+理论知识?解决问题”这种科学而适用的思维方式。通过实验教学过程，就是学生发现问题?分析问题?解决问题的过程，确立透过现象看本质的科学学习方法。

通过我们的工作，无论是焰色反应的实验设计，还是焰色反应的教学过程的设计，都更加贴近生活。培养学生的认知模式和科学思维。

并且，我们最后通过教学调研数据，考察这种模式下，学生知识的学习程度、课后自主探知和思考知识的情况。以及碰到新的问题，是否能够应用“常识+理论知识?解决问题”的认知模式？是否形成了发现问题?分析问题?解决问题的科学思维？下边，我把我的整个教学过程记录如下：

一、实验仪器和试剂

无水乙醇一瓶、铁坩埚若干、火柴一盒、。铁丝若干，酒精灯若干、盐酸溶液、KCl固体、NaCl固体、CaCl2固体、BaCl2固体、CuSO4固体、CuCl2固体。

二、实验操作和步骤

取五只铁坩埚，里面分别放入少量的KCl固体、NaCl固体、CaCl2固体、BaCl2固体、CuSO4固体，然后分别向五只铁坩埚中倒入适量的无水乙醇，先后点燃，请同学们观察五颜六色的“烟花”。

三、课堂实录

整个教学过程，采用问题式探究教学模式。通过校本课程实验内容安排，结合生活实际，设置问题，逐渐引出核心问题。然后，结合生活常识寻找问题答案。

环节1：设立情景，激发兴趣，引入新课。

【教师活动】：今天我们一起在教室观看“烟花”。

【演示实验】：

【教师提问】：五颜六色的火焰，像不像五颜六色的烟花？那么，火焰为什么是五颜六色的？

【学生猜测】：酒精燃烧。

【教师演示】：另取一只坩埚，里面倒入无水乙醇，点燃。

【学生观察】：只有黄色一种焰色。没有出现五颜六色。

【学生猜测】：KCl固体、NaCl固体、CaCl2固体、BaCl2固体、CuSO4固体。

环节1：教师指导下，学生自主探索。

【教师指导】焰色反应基本操作。

仪器：铂丝（或铁丝）（铂、铁无焰色）

操作：洗（盐酸洗，易挥发）、烧、蘸（固体药品）、烧、洗。

【教师指导】：那么到底是哪种物质使火焰呈现了五颜六色呢？请同学根据课本实验操作，分小组实验。

【学生得出的结论】：是因为加入的KCl固体、NaCl固体、CaCl2固体、BaCl2固体、CuSO4固体。火焰呈现五颜六色。加入KCl的火焰呈紫色，NaCl的火焰呈黄色，加入CaCl2的火焰呈砖红色、BaCl2的火焰呈黄绿色，加入CuSO4的火焰呈绿色。

【教师提问】：CuSO4和CuCl2焰色是否一样？

【学生分组实验】

【学生得出结论】：焰色反应是金属元素的性质。

環节2，焰色反应生活化，引导学生利用身边的素材，制造“烟花”。

【教师提问】：我们学习了金属的焰色，也知道不是所有金属都有焰色的，比如课本实验上的铁、铂，还有镁、铝等，都没有焰色，基于这一点，那我们能不能利用身边的材料，演示出“烟花”呢？

学生分组讨论后

讨论结果：

【设想1】将金属化合物固体抹在打火机口，点燃。

【设想2】棉签蘸取酒精后蘸取固体药品，点燃、

【设想3】易拉罐制作焰色反应容器，放入药品和无水乙醇，点燃。

......

【教师指导】：大家的想法丰富多彩，那么这些“烟花”到底效果如何，请同学们课下动手试一试吧。

【教师提问】：学习了今天的知识，我们对“烟花”的有了一定的了解，那么天空中燃放的绚丽的烟花究竟是怎样的呢？我们一起来了解下。

【资料】：烟花由四部分组成，它们是燃烧剂、助燃剂、发光剂和发色剂。燃烧剂实际上就是爆竹，用黑火药做成，成分是KNO3，C，S，比例为三硫二硝一木炭;助燃剂是由硝酸钾等组成，遇热会放出大量的氧气，使燃烧更充分;发光剂是镁粉或铝粉或都有，我们放完烟花后看到的白烟，就是它们燃烧后的氧化物;发色剂是烟花的主角，他其实就是利用了金属盐的焰色反应，如硝酸钡发出红光，硝酸锶发出绿光，钠发出黄光，铜盐发出蓝光，镁粉或铝粉发出白光等。

【教师提问】：请同学们根据资料，从理论上设计出先红、后绿、最后黄的烟花？

学生活动：学生提出各种设想。

【教师指导】：大家的想法，找出了生活素材来演示“烟花”，也给真正烟花的制作，提供了很多思路。那么究竟可不可以实现呢？希望我们有机会一起，把大家的想法变成燃亮夜空的美丽的烟花。

环节3，学习焰色反应的应用-金属离子的检验

【教师讲解】：焰色反应除了广泛用于生活中的烟花燃放外，还有一个重要用途—金属离子的检验。

【教师提问】通过上面的学习，我们要掌握钠和钾的焰色，它们分别是什么颜色？

【学生回答】钠：黄色，钾：紫色（透过蓝色钴玻璃，是为了滤去黄色的光）。

【学以致用】：鉴别四瓶无色溶液，硫酸钠溶液、硫酸钾溶液、氯化钠溶液、氯化钾溶液。

【学生思考讨论与解答】：分别取少量溶液少许于试管中，加入氯化钡溶液和硝酸银溶液，加入氯化钡有白色沉淀的是硫酸钠和硫酸钾溶液，加入硝酸银有白色沉淀的是氯化钠和氯化钾，然后对于硫酸钠和硫酸钾，氯化钠和氯化钾，分组做焰色反应实验，焰色为黄色的是钠盐，为紫色（透过蓝色钴玻璃）为钾盐。

【小结】：本节课，我们学习了焰色反应，以及焰色反应的应用，也寻找用生活素材来演示“烟花”，以及给烟花的制作提出了多种设计思路，并学会用焰色反应来检验金属离子。

【课外资料查找】焰色反应的原理。

四、教学调研数据