利用“异常”实验创设问题情境

《利用“异常”实验创设问题情境》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、利用“异常”实验创设问题情境　　一、问题的提出　　在化学教学中，因为实验体系的各种非控制性因素，教师的演示实验或学生实验均可能会与预期的结果发生一定的偏差，出现不同程度的异常现象，甚至会导致实验的失败。实验的“异常”现象经常让学生困惑。能不能让这个“异常”现象合理、恰当地发挥应有的教育作用呢？　　马赫穆托夫指出：问题情境是指在一定的教学环境中，由于学生以前所掌握的知识和实践活动的方法，在客观上不足以解决已产生的任务时，所引起的那种智力困窘状况。一个好的问题情境会引发学生的“认知冲突”，使学生对所学内容产生兴趣

2、和高度的注意力，从而促进教学效果的提高。“异常实验现象”给学生提供了真实的问题情境，“异常实验现象”与学生己有的知识或预期不一致，会引起学生认识上的矛盾冲突，从而促使学生为解惑而主动探索、思考。　　抓住这些异常的实验现象，创设问题情境，可以让学生在探寻“异常”的原因、设计实验的改进中，更深刻地理解事物的本质，更有效地提高教学效果。　　二、教学案例　　案例1：在“碳酸钠的性质与应用”中，从物质类别以及结合原有知识分析之后，学生对碳酸钠、碳酸氢钠的性质有了初步的认识。随后就是分组实验，其中一项：【实验3】将0.1

3、mol/L的CaCl2溶液分别滴入0.1mol/LNa2CO3和NaHCO3溶液中。　　实验发现两支试管中均出现了白色沉淀.根据初中的知识学生知道，CaCO3在水中是难溶物，而　　Ca（HCO3）2是可溶物。因此向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中加入CaCl2溶液，出现浑浊的溶液是碳酸钠溶液。　　但现象和预期不符合，以为实验失败了，学生都很疑惑。这时笔者就提醒学生既然大家都出现了这种现象，这可能不是偶然现象，其中也许有必然的联系，请学生思考、讨论。讨论后，学生主要给出了以下假设。假设1：初中是在澄清石灰水中通入二氧

4、化碳，石灰水变混浊。继续通入二氧化碳，又变澄清。从而得出CaCO3在水中是难溶物，而Ca（HCO3）2是可溶物。但Ca（OH）2是微溶物，澄清石灰水中的Ca（OH）2浓度小，生成的Ca（HCO3）2浓度也小，所以全部溶解。但该实验条件下Ca（HCO3）2浓度大，故可能沉淀。假设2：从物质类别来看NaHCO3属于弱酸根酸式盐，存在　　NaHCO3Na++HCO-3　　HCO-3H++CO2-3　　NaHCO3溶液中也有CO2-3，可能生成了CaCO3沉淀。笔者对学生的假设没做任何评价，给出了两张信息卡，请同学结

5、合信息讨论如何通过理论或实验来验证相关假设？　　【信息卡1】20℃时的溶解度（见表1）　　【信息卡2】已知20℃时0.1mol/LNaHCO3溶液中CO2-3的浓度约为2.4×10-5mol/L　　根据信息卡，通过简单计算，学生很快排除了假设1，关于假设2学生认为虽然两者都有CO2-3，但浓度相差很大，猜想如果控制NaHC03溶液的浓度则白色沉淀就不会出现。讨论后，设计了表2所列实验。　　【实验3改进】　　表2　　操作　　现象　　分别取约5mL0.1mol/L的Na2CO3、NaHCO3溶液置于两试管中，加水

6、稀释（约加5mL水），分别滴入0.1mol/L的CaCl2溶液　　Na2CO3溶液中出现白色沉淀　　NaHCO3溶液中出现白色沉淀（少量）　　分别取约5mL0.1mol/L的Na2CO3、NaHCO3溶液置于两试管中，加水稀释（约加10mL水），分别滴入0.1mol/L的CaCl2溶液　　Na2CO3溶液中出现白色沉淀　　NaHCO3溶液中未出现白色沉淀　　接下来让学生思考：CaCl2能否鉴别　　Na2CO3、NaHCO3溶液？学生顺利得出结论：CaCl2可以鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液，但只能是稀溶液

7、。所以对于鉴别未知浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液，选择CaCl2溶液不是非常恰当的。若没有“都有白色沉淀”这个意外现象的出现，学生也不会去主动探究、主动思考。而通过以上的讨论，学生对于NaHCO3溶液中存在的　　HCO-3H++CO2-3　　有了一定的了解，这对于理解NaHCO3与盐酸反应更剧烈，NaHCO3与澄清石灰水反应有沉淀产生都有帮助。　　案例2：“铁及其化合物的性质及应用”中，Fe2+与Fe3+之间的相互转化是一个重要内容。课堂上学生的分组实验，提供了下列试剂和仪器：KSCN溶液、FeSO4溶

8、液、铁粉、溴水、双氧水、NaOH溶液、煤油、试管若干、长胶头滴管、药匙、纸槽。要求学生4人一组探究Fe2+与Fe3+之间的相互转化。实验前，给出有关信息资料：　　【信息卡1】含Fe3+的溶液遇KSCN溶液会呈现血红色；而含Fe2+的溶液遇KSCN溶液不变色。　　【信息卡2】水溶液中，Fe（OH）3红褐色沉淀；Fe（OH）2白色沉淀。　　实验刚开始就出问题了：学生在FeSO4溶液中滴加KSCN溶液?r