问题引领探究

作者: 吴军安

富有启迪性的问题能够激发学生的学习兴趣,引发学生思考,引领学生探究,促进学生学科核心素养的发展。笔者以《氢氧化钠溶液变质探究》教学为例,探讨如何引导学生提出问题、分析问题、解决问题,发展化学核心素养。

一、创设问题情境,引发学生质疑

课始,笔者向学生展示一瓶在实验室久置的氢氧化钠溶液,引导学生仔细观察并尽可能地提出问题。学生通过观察逐步提出“瓶口出现的白色粉末是什么?”“瓶口为什么会产生白色粉末?”“氢氧化钠溶液是否变质了?”“氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质?”“如何检验这瓶氢氧化钠溶液是否变质?”“如何检验这瓶氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质?”“氢氧化钠溶液该如何保存?”等问题。

以上教学,笔者巧用一瓶在实验室久置已变质的氢氧化钠溶液引导学生提出问题,既激发了学生的学习兴趣,又培养了学生的发散性思维,还为后续教学做了铺垫。

二、设计问题链,推动实践探究

笔者从以上学生提出的问题中,筛选出具有探究价值的问题“如何检验这瓶氢氧化钠溶液是否变质”作为主问题,围绕其设计问题链,引导学生逐一理清每个小问题,最终掌握检验氢氧化钠溶液是否变质的方法,并归纳出检验物质是否变质的一般思路。

笔者抛出问题后,一名学生回答:“变质是因为它与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠和水。”笔者肯定了学生的回答,并小结:检验氢氧化钠溶液是否变质的关键是检验样品中是否含有碳酸钠。检验碳酸钠是否存在又依据什么呢?学生分组进行实验操作,三个小组的学生分别取样装入试管,并分别向试管中滴加稀盐酸、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液,观察是否出现产生碳酸钠的特征反应现象。“能否依据碳酸钠溶液显碱性,加酚酞试液检验,为什么?”笔者提问。学生立刻回答:“不能,因为氢氧化钠溶液也显碱性,也能使酚酞溶液变红。”随后,笔者与学生共同归纳、总结出检验物质是否变质的一般思路:要想检验某物质是否变质,其实质是检验该物质中是否含有生成的新物质,而要检验新物质的存在,就要根据新物质的化学性质选加化学试剂,观察是否出现产生该物质的特征反应现象。

以上问题链中的问题环环相扣,层层推进教学,既让学生系统掌握了化学知识,又培养了学生严密的逻辑思维能力,让学生在解决问题的过程中学会运用分析、综合、归纳等思维方法解决问题,发展科学思维。

三、聚焦难点问题,展开实验探究

本节课的教学难点是学生提出的另一个有探究价值的问题,即“如何检验这瓶氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质”。学生回顾前面的学习过程,很容易想到“要检验这瓶氢氧化钠溶液是否全部变质,只需检验溶液中是否还含有氢氧化钠”,但很少有学生知道碳酸钠的存在会干扰氢氧化钠的检验,更少有学生知道要检验溶液中是否还含有氢氧化钠必须先除尽碳酸钠,以防干扰,而且除去碳酸钠的试剂选择很容易出错。笔者通过引导学生做演示实验和分组实验突破这一难点。

首先,笔者请出两组学生,引导他们进行对比实验演示:第一组学生分别向氢氧化钠溶液、氢氧化钠与碳酸钠混合溶液中滴加酚酞溶液;第二组学生分别向氢氧化钠溶液、氢氧化钠与碳酸钠混合溶液中滴加氯化镁溶液。学生通过观察,发现第一组的两种溶液都变红,第二组的两种溶液都产生白色浑浊物质。由此,学生发现每组都产生相同的现象,说明碳酸钠的存在会干扰氢氧化钠的检验。如何解决这个问题呢?学生通过讨论、交流得出:要先加试剂除尽碳酸钠以排除干扰,再加试剂检验氢氧化钠是否存在于溶液中。

然后,笔者为学生提供药品(变质的氢氧化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钙溶液、氯化钡溶液、酚酞溶液)和仪器,引导学生分组设计探究氢氧化钠变质程度的实验方案。第1小组的方案:取样,先加足量稀盐酸,静置,再滴加酚酞溶液,观察现象。第2小组的方案:取样,先加足量氢氧化钙溶液,静置,再滴加酚酞溶液,观察现象。第3小组的方案:取样,先加足量氯化钙溶液,静置,再滴加酚酞溶液,观察现象。笔者引导学生分析各小组的方案,交流哪种方案能解决问题。学生交流后总结:第1小组的方案无法解决问题,因为加稀盐酸既会除去碳酸钠,又会除去氢氧化钠,无法判断溶液中是否还含有氢氧化钠;第2小组的方案也无法解决问题,因为加氢氧化钙溶液虽除去了碳酸钠,但生成了氢氧化钠,使我们无法判断;第3小组的方案能解决问题。笔者肯定了学生的回答,并引导学生按第3小组的方案探究氢氧化钠溶液的变质程度。学生很好地解决了问题,突破了学习难点。

以上教学让学生亲眼见证实验现象,从中自主发现问题,然后在笔者搭建的学习支架帮助下精准分析问题,运用所学化学知识顺利解决了问题。这样教学,学生增强了实践探究能力,发展了化学核心素养。

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