分析實驗要素,拓展實驗探究

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

具體的實驗在內(nèi)容和形式上不盡相同,但一個相對完整的實驗方案,一般包括實驗課題、目的、原理、用品及規(guī)格、步驟和操作、現(xiàn)象和結(jié)果處理、討論與交流[1]等基本要素。分析和研究實驗要素可以為實驗探究搭建更多的平臺

1 .實驗?zāi)康模河?ldquo;驗證”向“探究”轉(zhuǎn)化

實驗?zāi)康氖菍嶒炓刂械暮诵囊。這是因為,實驗的目不同,實驗的內(nèi)容、手段和就不同。筆者認為,實驗?zāi)康牡霓D(zhuǎn)變是理念層面的轉(zhuǎn)變,即給充分探索答案的機會[2]。在新課程實施的今天,學(xué)生仍然使用“實驗手冊”,這大大地減輕了師生設(shè)計實驗方案的負擔(dān),同時也抹殺了學(xué)生充分探索答案的機會,也會導(dǎo)致一部分“有而無憂”的,形成“飯來張口、衣來伸手”的壞習(xí)慣,磨滅了再創(chuàng)造的機會。倘若有“實驗手冊”而學(xué)生沒有,的再創(chuàng)造是完全可能的,學(xué)生探索的機會也會增大。

有些“實驗手冊”中的實驗,雖有“探究”之名,而無“探究”之實,或由于“實驗手冊”的存在而喪失了探究的可能。如一個“探究乙醇的性質(zhì)”實驗的“思考與猜想”欄目中,設(shè)置了如下內(nèi)容:寫出乙醇和水的結(jié)構(gòu)式,請猜測金屬鈉能否跟乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?你為什么做出這樣的猜想?將一塊金屬銅片放在酒精燈火焰的外焰上灼燒,可能發(fā)生什么反應(yīng)?反應(yīng)中銅表現(xiàn)出什么性質(zhì)?將灼熱的表面變黑的銅片伸入盛有氫氣的瓶中,可能發(fā)生什么反應(yīng)?反應(yīng)中氫氣表現(xiàn)出什么性質(zhì)?你認為乙醇是否具有還原性?將灼熱的表面變黑的銅片立即放入無水乙醇中,可能發(fā)生什么現(xiàn)象?請你將你的猜想設(shè)計成一個化學(xué)實驗加以證明。這一設(shè)置表明了編者的“良苦用心”,千方百計“引導(dǎo)”學(xué)生設(shè)計實驗方案,但就是因為“過分的設(shè)計”和“手冊的出現(xiàn)”(后續(xù)問題的導(dǎo)向作用)導(dǎo)致了探究很難達到預(yù)期的效果。

該實驗的內(nèi)容則是乙醇與鈉和氧化銅兩個反應(yīng) 高中物理,只要稍作分析:乙醇與鈉反應(yīng)表現(xiàn)出氧化性;與氧化銅反應(yīng)表現(xiàn)出還原性?梢姡掖嫉难趸原性是并存的,實際上,這是絕大多數(shù)物質(zhì)的通性。倘若以此出發(fā),可以設(shè)置如下問題引導(dǎo)學(xué)生進行猜想和方案設(shè)計:①乙醇有沒有氧化性和還原性?理由是什么?②怎樣證明乙醇有氧化性或還原性?可以選擇哪些化學(xué)試劑?通過這樣的問題設(shè)計,其開放性大,探究的可能性就更大,即使在“手冊”里預(yù)先呈現(xiàn),也不會給學(xué)生以暗示。

2 .實驗原理:由“單一”向“發(fā)散”轉(zhuǎn)化

一般實驗中,實驗原理是事先給定的,教師也很難對實驗原理進行干預(yù)或改變,但制備物質(zhì)往往有不同的途徑,不同的制備途徑所應(yīng)用的原理可能有所差別。因此,在物質(zhì)制備實驗中可以對實驗的原理進行探究,從而設(shè)計多種實驗方案,并進行合理的選擇。

如制備Al(OH)3的各種方案是基于不同原理的:①Al3++3OH-=Al(OH)3↓;

②Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓ +3NH4+;③AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓;④2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-;

⑤Al3++3AlO2-+6H2O= 4Al(OH)3↓。通過方案的設(shè)計、對比和分析,既鞏固和拓展了,又使學(xué)生清晰建立Al(OH)3兩性的概念。

又如,教材采用在沸水中滴加FeCl3的方法,利用加熱促進FeCl3水解制取Fe(OH)3膠體:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3HCl。然后,引導(dǎo)學(xué)生思考:促進FeCl3水解的方法也不僅僅是加熱,學(xué)生通過實驗證明,將少量Na2SO3固體或溶液加入FeCl3溶液中同樣也可以得到Fe(OH)3膠體,此法比教材實驗更為方便,同時給化學(xué)實驗尋找到更多的探究空間。

3. 實驗裝置:由“給予”向“創(chuàng)造”轉(zhuǎn)化

化學(xué)實驗中的實驗裝置往往是事先給予的,這不僅會導(dǎo)致學(xué)生對課本實驗裝置的僵化,同時也會對新的實驗裝置的解讀產(chǎn)生困難,從而喪失了創(chuàng)新和創(chuàng)造的機會。

化學(xué)實驗裝置往往由常見的玻璃儀器拼湊而成,一種任務(wù)可由不同裝置完成。利用裝置的分析解剖或技術(shù)改進創(chuàng)造新的實驗裝置,為實驗探究找到了新的切入點和有效的途徑。對具體裝置的分析和研究中發(fā)現(xiàn)其存在的缺陷,設(shè)計新的裝置來加以改進以創(chuàng)造更合理的裝置。如氣體發(fā)生裝置(圖1)、氣體收集裝置(圖2)、尾氣處理裝置(圖3)的改進和創(chuàng)造就是最為典型的例子。



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