“泡腾片溶水时奇特现象”的启迪——以“生活中的化学”激活学生思维
2013-12-28吴娴苹
吴娴苹
(苏州市第三中学 江苏 苏州 215001)
化学与人类的生活息息相关,渗透在社会生活的诸多方面。 研究表明学生对社会生活中的化学现象抱有极大的兴趣。 但是课标前的中学化学教学的研究大多侧重于“纯”理论层面,而关于生活中化学的教学内容则涉及甚少。 新一轮课程改革以来,越来越多的化学知识被引入到生活现象和社会生产实践中,这正好体现了让学生在生活中学习化学的改革思路。 学生在将课本理论知识与实践结合时,通常只是“浅尝则止”,可以理解常识性的化学原理,却不能深入进行挖掘,并不能牢固掌握。 因此,如何提高学生学习的积极性,培养学生善于发现生活中化学现象,善于思考生活中的“化学思维”是进行教学的基本目的之一。
笔者通过“维生素C 性质探究”的教学实例,论述了由生活中的化学将学生引导到所要进行教学的内容中来,深入探究分析,最后再回归生活,以培养学生善于发现、善于用“化学的视角”进行思维,从而不断提高学生自主学习能力。
一、在生活中发现化学
一次我感冒时,朋友冲了一杯维生素C 泡腾片给我喝,说是对缓解感冒症状有帮助。 当时我发现泡腾片溶于水的现象比较新奇:橙色的泡腾片投入水中溶解的速度奇快,并且其溶解时会产生大量的气泡,给人以鲜明轻快的视觉冲击,而且随气泡翻腾出的橙味也给人相当愉悦的感觉……我顿时想到可否利用泡腾片来引入维生素C 性质的教学?不久我就将“维生素C 性质”这一内容设计成3 个课堂学生实验。
[实验1]上课时,我首先请学生把维生素C 泡腾片溶于水,橙色的药片迅速溶解并产生大量气泡,立刻引起了学生们的兴趣。 学生们都表现得非常活跃,甚至有很多学生想立刻尝一下味道,当然,我早就给每个学生准备了一次性塑料杯,让他们完成实验后品尝。
接着, 我请几位同学对泡腾片溶解现象进行描述,观察要点如下:①在水中的状态(下沉、漂浮还是悬浮);②溶解时的状态(快速还是缓慢),是否有声音;③是否放出气体;④所得溶液的颜色;⑤有无特殊的气味。 旨在让学生通过视觉、嗅觉、味觉等多种感官体验泡腾片溶于水的现象,培养了学生的观察能力。
鲜明的实验现象激发了学生兴趣后,我设计了如下两个问题:泡腾片溶于水时产生的气体是什么? 如何检验该气体?
学生们立刻联想到平时喝的可口可乐等碳酸饮料,很容易猜想到产生的气体是二氧化碳,并能很熟练的自主选择仪器进行连接安装, 收集气体并验证其性质,最终验证猜想。
接着, 我再用多媒体向学生展示了泡腾片的配料表, 让学生们寻找是哪些物质相遇会反应产生二氧化碳,并达到泡腾效果,学生们一下子找出了熟悉的物质柠檬酸、碳酸氢钠,于是一节化学课绚丽开场。
本节课的重点是维生素C 的化学性质,仅从结构入手,学生无法猜测出维生素C 的还原性,可以通过生活中的一些常见知识引入,如:苹果切开后,放一会,表面会发生什么变化?其原因是什么?又如:许多人都喜欢在家里放置鲜花,可是鲜花保鲜时间非常短,如果在插花的容器中加入适量的维生素C, 可以延长鲜花的保鲜时间,这是为什么呢? 所以,引导学生发现生活中的化学,不仅仅需要扎实的化学知识,更需要教师能将化学与生活相渗透,化学与其他学科相渗透,化学与热点相渗透。教师在教学活动中的作用不仅仅体现在课堂内,还体现在课堂外。 平时对身边化学知识与其他学科知识的积累,对热点现象的思考都可以作为教学活动的良好切入点。
二、在探究中认识化学
我将所需讲解的内容从生活现象引入之后,并非只进行常识性介绍。 为了将现象与原理解释结合,使学生理解现象的产生是由于化学反应的作用,加深对原理的认识。 于是,我又设计了:
[实验2]我将全班同学分成了8 个实验小组,首先让学生根据所提供的试剂讨论如何完成实验。 利用泡腾片溶液进行“维生素C 性质探究实验”。 并事先给学生提供了酸性高锰酸钾溶液、碘水、淀粉溶液、氯化铁溶液、硫氰化钾溶液,让学生自主探究。
①大多数小组第一个选择了酸性高锰酸钾溶液,这是他们最熟悉的强氧化剂,学生在酸性高锰酸钾溶液中滴加了泡腾片溶液或者在泡腾片溶液中滴加了酸性高锰酸钾溶液,都看到了酸性高锰酸钾的紫红色褪去,因此得出了维生素C 具有还原性的结论。 有了第一个实验成功完成的激励后,学生立刻去研究剩下的试剂。
②碘水、淀粉溶液混合后有蓝色,这个现象学生掌握的不错,联系到卤素单质的氧化性,他们把泡腾片溶液滴入蓝色溶液中,也发现了蓝色褪去,又一次验证了维生素C 的还原性。
③氯化铁溶液可做氧化剂这一知识点, 学生是知道的,但是硫氰化钾溶液有什么作用这部分是高一所学的内容,学生遗忘比较多。 不过班上有好几位化学基础好的同学立刻举手说出了两者混合有血红色溶液生成的现象,这是检验铁离子的方法。 顺着这个思路,学生把泡腾片溶液滴入两者的混合物中,观察到了溶液的血红色褪去。
这三个鲜明颜色变化的实验把本节课推向了高潮。然后,我让几个小组代表汇报实验方法和实验现象。 通过学生自主探究、动手实验,自己得出结论。 这样的实验课,让每个学生都参与进来,学生的积极性非常高,印象也很深刻,并起到了事半功倍的效果。
三、再将化学回归生活
通过实验, 学生加深了对维生素C 还原性的了解,并不是教学的终点,要使学生能将所学知识运用到生活中去。 因此我又设计了:
[实验3]鲜橙和梨,哪一种水果中维生素C 含量多?高二上学期化学选修班还没有学《化学反应原理》模块,没涉及到精确的定量实验。 因此我并没有介绍中和滴定的方法,而是让学生根据所提供的试剂和仪器(试管、滴管、量筒等)讨论可以用什么简便方法比较出哪个维生素C 含量多。 实验3 是实验2 的延伸,学生利用已获得的维生素C 的还原性来建构新知识。 我当场给学生榨了橙汁和梨汁,让每个小组上来量取一定量。 经过几分钟的小组讨论,出现了许多实验方案,我并没有对学生的实验方案进行评价,而是让各个小组自由发挥,看看能否殊途同归。 仅有量筒和滴管,学生很容易想到取相同的果汁,用氧化剂去氧化它,看消耗的滴数或者取用相同的氧化剂看消耗的果汁的量。 以下我举三组学生不同实验方案的数据结果,这三组学生取了三种不同的氧化剂各1mL,利用了维生素C 的还原性,用果汁去滴定它,记录了溶液褪色所消耗的果汁的滴数,完成了粗略的滴定实验,数据如下:
?
我选择了维生素C 含量差别比较大的两种水果,所以学生得出非常明显的结论——橙汁的维生素C 含量高。
通过实验探究,学生不仅在做中学到实验方案的设计、评价,还培养学生的“化学思维”。 然后我简要介绍了碘量法滴定的原理:维生素C 分子式为C6H8O6,具有还原性,可被I2定量氧化,因此可用I2标准溶液滴定。 其滴定的反应原理是:
用碘量法可测定药片、注射液、饮料、蔬菜、水果等中的维生素C 含量。
通过成果展示、 了解了水果中维生素C 的含量,然后我让学生自己上网查阅资料,了解蔬菜和水果中维生素C 的含量,知道要想补充维生素C,我们应多吃些橙子、猕猴桃之类的水果。 日常生活中,应该做到合理膳食,平衡营养,尤其是对于中学生,更应该注意全面地选择食物,做到食物多样化、不偏食、不挑食、注意合理搭配,从而才能达到健康成长的目的。 这样对生活中补充维生素C 也有了一定的指导。
四、反思和结论
本节课从泡腾片的溶解引入课题,思维是在疑问和惊奇中开始的,又按照“发现问题—提出
或:猜想和假设—验证猜想和假设—得出结论”这一探究过程进行。 有效的形式多样化的探究问题,使学生处于问题情境中,并在问题的逐个解决中锻炼和培养了学生的“化学思维”。从课堂表现来看,学生主动参与度很高。例如上课开始时泡腾片溶于水的现象马上吸引了学生的眼球,从学生认真讨论实验方案,积极回答实验方法和现象,可以发现学生对维生素C 性质的认识。 围绕泡腾片展开了维生素C 性质的探究,并通过学生自主探究得出结论,使得教学目标得到了很好的完成。 课后,学生们又涌上讲台,问我要泡腾片,继续做溶解的实验,这些都说明了学生的学习变得有趣和回味无穷。 课后听课老师提出,泡腾片中是否有其它的维生素也有还原性,对探究维生素C 的还原性有一定的干扰,这一点确实我没有深入考虑,是这节课的一个不足之处。
本文从教学实例入手,阐述了如何将生活情境引入教学内容并加以分析,并将所学知识运用于社会生活中的过程。 通过这样的教学方式,的确有助于培养学生的“化学思维”,以期在教学中不断用生活化的事例激活化学知识,使我们真正做到学以致用。
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