張建
學(xué)生在學(xué)習(xí)高中化學(xué)時需要很高的邏輯思維能力,而做高中化學(xué)習(xí)題時不僅要求學(xué)生邏輯思維能力過關(guān),還需要學(xué)生對化學(xué)學(xué)科內(nèi)零散的知識點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)整合,所以化學(xué)習(xí)題教學(xué)是整個化學(xué)學(xué)科中的重要部分之一.從傳統(tǒng)的機(jī)械羅列題目,提倡題海戰(zhàn)術(shù)等方法,演變成現(xiàn)在的多種方法方式并存、遵循學(xué)生思維方式、注重學(xué)生思維能力的發(fā)展趨勢的現(xiàn)狀.通過每一節(jié)習(xí)題課的思想構(gòu)建到最后的實(shí)施,怎樣才能提高教學(xué)水平和質(zhì)量,如何培養(yǎng)學(xué)習(xí)者獨(dú)立思考問題、分析問題的能力,成為了高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)中爭相研究的熱門課題.下面本文就來談?wù)摿?xí)題課中經(jīng)常用到的方法-變式訓(xùn)練.
變式訓(xùn)練是對原題目的進(jìn)一步提升,能培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的問題意識,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的思維創(chuàng)新能力,力爭讓學(xué)生通過變式訓(xùn)練學(xué)會“比較”,掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法.
應(yīng)用此方法有三個關(guān)鍵.首先,選擇好原題目.原題目是某個化學(xué)問題的載體,必須選用具有延伸性,能夠一題多變的普通、常見的練習(xí)題,能讓學(xué)生采取基本方法就可以解決.其次,變式訓(xùn)練不僅指的是問題的變式,也包括解題方法的變通.再次,變式訓(xùn)練不僅僅是一種習(xí)題課的操作模式,更重要的是它體現(xiàn)了自主創(chuàng)新的精神.其思想和理念完全可以應(yīng)用到任何學(xué)科的學(xué)習(xí)、任何學(xué)習(xí)的階段、任何學(xué)習(xí)的模式.下面我們以“利用惰性電極電解不同溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象”為例,詳細(xì)分析一下變式訓(xùn)練如何在習(xí)題課中應(yīng)用.
1.實(shí)例利用圖1中裝置(石墨電極)電解飽和氯化鈉溶液有什么現(xiàn)象?
本題目考查基本的電解原理,很簡單,仔細(xì)回憶課本上的知識就能回答出來,考查的知識點(diǎn)非常單一.如果關(guān)于電解池兩極的現(xiàn)象由此而終,容易讓學(xué)生的思維形成封閉,得不到長足發(fā)展.本習(xí)題的講授并不是終結(jié),而是作為此類題目的開始,也是學(xué)習(xí)者創(chuàng)新的開始.
老師:本題中是以惰性電極為陰陽極的電解池,電極反應(yīng)為:
陽極:2Cl- - 2e- = Cl2↑;陰極:2H+ + 2e- = H2↑.陰極H+放電,剩余OH-,所以能夠使陰極附近的酚酞溶液變紅.現(xiàn)象為:陽極上有黃綠色帶有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,陰極上產(chǎn)生無色無味氣體,并且附近溶液變紅.
2.教師引導(dǎo)
如果將上圖中U型管倒置于溶液中,又會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?
變式1將實(shí)驗(yàn)裝置改成圖2,電解飽和氯化鈉溶液,通電一段時間后,有什么現(xiàn)象?
學(xué)生探究:如果封閉出氣口,那么產(chǎn)生的氣體就全部積存在試管內(nèi),造成試管內(nèi)溶液液面的下降.但是下降多少,必須有產(chǎn)生的氣體體積決定.電解飽和氯化鈉溶液的方程式可知,陽極(A)產(chǎn)生的氯氣與陰極(B)產(chǎn)生的氫氣體積為1∶1,所以二者液面下降的程度一樣,液面相平.最后的現(xiàn)象如圖3所示:
這種題目的解題著眼點(diǎn)在于兩極生成什么氣體,以及生成氣體的多少.
3.教師導(dǎo)引
若果用上述裝置電解其他的溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象與電解飽和氯化鈉的現(xiàn)象一樣嗎?反應(yīng)后的液面也相平嗎?
老師提出假象后,有學(xué)生研討并自己編制題目,選擇優(yōu)秀習(xí)題展示給學(xué)習(xí)者.
變式2利用上述裝置電解硫酸鈉、氫氧化鈉和稀硫酸溶液,通電一段時間后,產(chǎn)生什么現(xiàn)象?
學(xué)生探究:當(dāng)利用上圖電解這三種溶液時,實(shí)質(zhì)上都是電解水,而溶液中的溶質(zhì)只起到了導(dǎo)電的作用.電極反應(yīng)式:陽極(A):4OH-- 4e-2H2O+O2↑ ;陰極(B):4H+ + 4e-2H2↑.所以,對于電解這三種溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象是相同的,即:A、B液面均下降,但A管內(nèi)的氣體體積是B管內(nèi)氣體體積的一半.由此可比較出,電解此三種溶液與電解飽和氯化鈉溶液的現(xiàn)象既有相似(液面均下降)也有不同(此三種溶液VA∶VB=1∶2,而電解氯化鈉溶液VA∶VB=1∶1).最后的現(xiàn)象如圖4所示:
4.本題目是前3個題目的提升,而且需要思考后才能的出結(jié)論.
變式3在下圖所示裝置中,試管A、B中的電極為多孔的惰性電極;C、D為兩個鉑夾,夾在被Na2SO4溶液浸濕的濾紙條上,濾紙條的中部滴有KMnO4液滴;電源有a、b兩極.若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于盛KOH溶液的水槽中,斷開K1,閉合K2、K3,通直流電,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖5所示,請回答下列問題:
(1)標(biāo)出電源的正、負(fù)極:a為極,b為極.
(2)在濕的Na2SO4濾紙條的中部KMnO4液滴處發(fā)生的現(xiàn)象為 .
學(xué)生探究:由題目中所示裝置,打開K1,關(guān)閉K2、K3,通直流電時,形成了兩個電解池:一個是電解KOH溶液,另外一個是電解Na2SO4溶液.由前面所學(xué)的知識,電解KOH溶液實(shí)際上是電解水.陽極產(chǎn)生氧氣,陰極產(chǎn)生氫氣,且二者的比例為1∶2.在圖中現(xiàn)象表明,A試管中的氣體比B試管中的氣體少.所以得出結(jié)論:A是陽極,所連接的電池電極b是正極,進(jìn)而分析出D是陽極;B是陰極,所連接的電池電極a是負(fù)極,進(jìn)而分析出C是陰極.電解Na2SO4溶液本質(zhì)上也是電解水,在電解的過程中,MnO4-移向陽極(D電極),所以表現(xiàn)出來的現(xiàn)象為紫色向D端移動.
在實(shí)際教學(xué)中,教師們需要更新觀念、解放思想,樹立自己獨(dú)特教學(xué)風(fēng)格,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題的能力.在通過日常學(xué)習(xí)的過程中,培養(yǎng)學(xué)生找到問題、解決問題的能力,讓學(xué)生在老師沒有設(shè)計變式訓(xùn)練時也能自省,“這個題目能不能有新的拓展,能夠在出什么問題”.從而激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)的動力,賦予學(xué)生解決問題的能力.在此過程中,也提高了教師的綜合素質(zhì).