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化学实验的“尝误”教学的途径分析

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

苏美华,浙江省镇海中学(浙江 宁波 315200)。


    教师常常有这样的苦恼,有些化学实验知识原理,看起来并不难,经过多次讲解和强调,学生依然不能准确记忆、正确作答。也就是说对一些知识照本宣科或正面讲述,学生掌握不完整,理解不深刻,应用不灵活。我们知道两点之间直线距离最短。但在现实的公路修建中,设计人员却故意设计几个弯道,究其原因,公路学家研究得出,司机长时间在平坦笔直的路上行驶,容易产生视觉疲劳、麻痹大意,发生交通事故概率增大。一定数量的弯道使司机处于警醒状态,确保行车安全。在实验教学中,教师学习借鉴这一经验,改变教学策略,在教学中有意识地设疑置障、创设尝误情境,让学生踏陷失误受挫,强化自我反思评价,挖掘错误的根源,促进对知识的理解和对方法的掌握,教学效果事半功倍。
    一、仪器与操作
    常用仪器的使用是化学实验的基本知识,通常教师采用投影相关仪器的方式,详细描述它的用途和使用的注意事项,学生将要点记录下来,课后去背诵记忆,然后做对应练习以巩固知识点。这样的教学简单直接,操作方便。但学生往往只有短时记忆,时间稍长,一些要点知识就会遗忘或者记忆模糊,用起来出错。针对这种情况,教师采取多次炒冷饭的办法,并强调学生反复记忆、练习,这种单调重复的教学过程,师生都感到厌倦疲劳,收效甚微。如果教师研究学生的模糊点、易错点,将错就错,给学生创造犯错的机会,吃一堑长一智,在纠错的过程中建构正确的知识方法,这样学生容易吃透知识点,记忆可得到长时保持。
    量筒、滴定管、容量瓶都是与液体体积相关的仪器,它们的形状和使用方法有一定的联系和区别,如何让学生正确使用三种仪器和清楚区分它们使用时的注意事项呢?笔者准备了各种不同量程的量筒和容量瓶以及酸碱式滴定管,让学生寻找这些仪器构造上的差异,然后让学生完成几个实验。①用10mL、50 mL、100 mL三种量程的量筒量取5 mL水,比较液面的高度。②将10 mL、50 mL量筒中的水分别倒入25 mL的酸、碱式滴定管中,观察液面并读数。③用100 mL量筒量取100 mL水倒入100 mL容量瓶中,观察液面并读数。实验①启示:(1)有些学生用直接倾倒法,一些采用滴管滴加,发现直接倾倒很难将液面调到5 mL,采用滴管滴加虽便于调整液面但用时较长。(2)50 mL量筒量取5 mL水,即液面达到第一个刻度,而用100 mL量筒量取5 mL水,只能大概估计将液面调整到第一个刻度的一半高度。(3)三个量筒中液面的高度为10 mL>50 mL>100mL。实验②结果:两液面的高度有差异,且读数都不在5 mL的位置,而在20 mL~25 mL之间。实验③结果:液面与刻度线不吻合,无法读得具体数据。引导学生对实验进行交流讨论、反思评价:(1)采用倾倒法还是滴管滴加法还是别的更好的方法加入适量的液体?(2)量筒的第一个刻度是“0”吗?(3)量筒的精度与量筒的量程有什么关系?为什么?(4)容量瓶能否量得任意体积的液体?它的精度与量筒、滴定管比较谁更高?怎样操作才能得到准确体积的液体?通过学生亲自实验和发现问题、解决问题,可以实现相关知识的结构化。如:量筒是粗量仪器,量程越大管径越大,相同体积的液体引起的高度差越小,误差越大。滴定管和容量瓶都是精量仪器,其中一个容量瓶只能与一种确定的体积对应。量筒无“0”刻度,小刻度在下,大刻度在上,最大量程以上无刻度。滴定管“0”刻度在上,大刻度在下,最大量程刻度以下可盛装一定量液体,但无法读数。容量瓶只有一条刻度线,当液面与刻度线齐平时,液体的体积就是量程标明的数据。结合快速与准确两方面的要求,量取一定量液体通常采用先倾倒后滴管滴加的办法。
    二、试剂与方法
    化学试剂种类繁多,使用方法千差万别,学生在记忆试剂与方法时,常常混淆。教师一遍一遍教,学生一遍一遍学,教得辛苦,学得枯燥,出现低效、无效甚至负效的情况。教师不妨顺应学生思维,将学生经常的、普遍的错误拿到课堂上,通过对比实验,去伪存真。
    观察装有钠、镁、铝、铁、铜的5个试剂瓶,学生不难发现金属钠与其他几种金属不同,要存放在一种液体中。在学生产生认知冲突,对新知识产生强烈求知欲望时教师提出问题:钠为什么要保存在液体中?这种液体是什么?还可以用什么液体代替?在学生积极思考和充分讨论的基础上,教师选择几种典型的观点有针对性地进行尝误教学。如取出一大块钠,吸干表面的煤油,切去表皮,让学生观察切开前后颜色的差异,然后将其放入广口瓶中,再由学生代表重复操作一次,当学生将自己切好的钠放入广口瓶时,发现两块钠颜色不同,后一块比前一块更有光泽。钠的变化帮助学生理解钠不能像镁、铝、铁、铜一样直接放入广口瓶,钠更容易与空气发生反应而变质。而保存钠的这种液体,学生众说纷纭,认为是水、油、G37WB108a.jpg……笔者顺应学生思维,请五位学生分别在烧杯中放一定量水、酒精、G37WB108a.jpg、食用油、煤油,再分别取出一小块钠吸干煤油后放入烧杯中,钠与水的剧烈反应让学生惊诧,钠与酒精也能反应,因此保存钠的液体绝对不可以是水和酒精。钠浮在G37WB108a.jpg表面,即部分暴露在空气中,却沉在食用油和煤油底部,学生很容易推断保存钠的液体是后者,教师这才告知学生实验室用煤油保存少量钠。然后请学生分析选择保存钠的试剂应该具备哪些条件,教师在学生分析讨论的基础上进行小结:①试剂与钠不反应;②试剂可将钠与空气隔绝,若是液体试剂密度必须大于钠。学生通过猜想预判、动手实验、正误对比,在尝误、析误、勘误过程中建构正确的知识方法。
    乙酸乙酯的制备,教材中给出的试剂为饱和G37WB108b.jpg溶液,尽管教师反复强调,但在做题中,学生答成饱和食盐水、饱和G37WB108c.jpg溶液的还是司空见惯的事情。笔者一改往日说教,索性进行实验,将乙酸乙酯、醋酸、乙醇按一定比例混合,均分成三份,分别加入相同体积的饱和食盐水、饱和G37WB108c.jpg溶液,让学生观察酯层的高度,并分离出酯再闻气味,不难发现用饱和G37WB108b.jpg溶液作吸收剂最保质保量,效果最佳。
    三、原理与过程
    笔者在《实验化学》专题1一课题3《硝酸钾晶体的制备》的教学中,用了3课时时间,努力达成知识与技能、过程与方法两项教学目标。1课时进行理论分析和方案设计,1课时进行学生实验,1课时对实验过程的细节问题和反馈练习中的错误进行详细分析与解答。学生对硝酸钾晶体的制备原理、仪器装置、操作过程等方面有从无到有、从模糊到清晰的认识过程。教学过程充实而愉快,学生自然获得一些满足感和成就感。笔者认为教学过程适度使用饥饿疗法,有利于促进学生打破满足感,争取获得更高层次的成就感。笔者在第3课时的最后10分钟投影一道练习题目,要求学生按照要求作答,答案写在草稿纸上。
    G37WB108d.jpg用于棉、麻、粘胶纤维及织物的漂白。实验室制备G37WB108d.jpg的装置如下图所示:
    G37WB108.jpg
    G37WB109.jpg
    G37WB110.jpg
    笔者选择与教学内容密切相关而在细节上又存在学生容易忽略的差异的实验习题,让学生在解答习题的尝误过程中形成或提高理解实验原理知识、表达实验过程及其结果的能力,起到“他山之石,可以攻玉”之功效。正如苏霍姆林斯基所说:“任何一种教育现象,孩子在越少感到教育者的意图时,它的教育效果就越大,我们把这条规律看成是教育技巧的核心。”
    化学实验的尝误教学要能够有效展开,需要教师充分了解学生的心理特征、知识储备、能力水平。在对学生的学习过程十分关注和对学生犯错误的知识点与出错的方式充分认识的基础上,教师认真选择素材、研究教学策略,因材施教,直击学生易错点和盲点,让学生在犯错、纠错、顿悟中获得满足与提高。