课堂因“示范失误”而精彩

课堂因“示范失误”而精彩

清远市阳山县南阳中学　黄新强

英国心理学家贝恩布里奇说:“错误人皆有之,作为教师,不利用是不可原谅的。”由于化学实验的特殊性,在实验教学中产生失误的机会比其他的学科大得多,这些失误有的来自于教师,有的来自于学生,这就需要教师有强烈的资源意识,把这些稍纵即逝的失误及时转化成一种新的教学资源,去努力开发、合理处理,化被动为主动。

在学习人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书化学选修4·化学反应原理》第二章第二节“影响化学反应速率的因素”时,我向学生介绍:“过氧化氢(H₂O₂)是一种无色黏稠液体,它的水溶液俗称双氧水,呈弱酸性。”双氧水在日常生活中的应用比较广泛,特别是喜爱运动的学生,在受伤后经常会用到这种物质,这部分同学对双氧水的性质就比较关注。他们在课外资料里查阅到:“双氧水呈弱酸性,不能使紫色石蕊试液变红”,但他们对结论的真实性持怀疑的态度。为了满足学生的好奇心,我特意在课堂上补充了一个演示实验:向约10%的双氧水中滴加紫色石蕊试液,然而结论却大出我们的所料,紫色石蕊试液变红了。当时我也有点慌张,是选择轻描淡写说“双氧水变质了”来堵住学生的嘴,还是利用这个机会“拨乱反正”呢？经过衡量,我选择了后者,我决定利用这一契机,布置了一个《双氧水究竟能不能使紫色石蕊试液变红》的研究课题,鼓励学生查阅资料、设计实验方案,设计好实验方案以后,可以到实验室取药品进行实验,在下一节化学课各实验小组汇报实验的成果,以通过这个课题充分培养学生解决问题、设计实验和交流合作的能力。同时,我查阅了高等教育出版社出版的《无机化学》一书:“在298K时,H₂O₂的K₁=1.55×10^-12。”(比苯酚的K_a=1.0×10^-10还小)经计算,10%的双氧水pH约为5.6,应不能使石蕊试液变红,我当时认为是双氧水变质了,所以有部分懒做实验的学生问我双氧水究竟能不能使紫色石蕊试液变红时,我确定地说:“不能。”他们对我的回答也非常相信,所以就没有去做实验,有部分去实验室做实验的学生回来就告诉我,双氧水能使紫色石蕊试液变红。我当时就询问他们的实验是怎样操作的,他们是用了未开封的30%的过氧化氢(分析纯)试剂来配制20%、10%的H₂O₂溶液,然后分别取2mL30%、20%、10%的H₂O₂溶液,滴加3～4滴石蕊试液,都呈不同程度的红色,浓度小,红色稍浅,且放置不褪色,与演示实验现象一致。也有个别学生是用甲基橙(变色范围为3.1～4.4)来代替石蕊试液做这个实验,结果30%、20%、10%的H₂O₂溶液都能使甲基橙变红,且不褪色。这太出乎我们的意料了,我们都不甘心这样的实验结果,既然不同浓度的H₂O₂溶液都能使紫色石蕊试液、甲基橙试液变红,那么能否定量测定出H₂O₂溶液的pH,于是我用pH试纸(由于实验条件限制)粗略测定浓度为20%H₂O₂溶液的pH,实验结果显示,该溶液pH为3～4,这个正是紫色石蕊及甲基橙试液变色的范围。但是为什么实验得出双氧水的pH是3～4,而查阅资料后计算得出10%的双氧水pH约为5.6呢？是什么原因使双氧水的酸性增强了？这时,有位学生在一旁说:“会不会是工业制双氧水时带进了酸性物质？”真是“一语惊醒梦中人”,我们马上顺着这个角度去思考问题,我建议同学们通过查阅资料,获取信息,并向学生推荐高等教育出版社出版的《无机化学》(上册),从书中证实工业上制备过氧化氢的方法是在酸性溶液中水解产生,会带入酸性物质。这时同学们才注意到试剂瓶标签上试剂的成分——酸度(以H₂SO₄计算)0.005%。难道是质量分数这么小的酸在起作用？经计算,0.005%H₂SO₄溶液中H⁺的物质的量浓度为1.02×10^-3mol/L,pH约为3,能使石蕊试液及甲基橙变色。一部分同学还在计算,已经有一部分同学着手实验配制好约0.005%的H₂SO₄溶液,并把配好的溶液取少量于试管中,滴加石蕊试液和甲基橙试液,结果试液都变红了。同学们简直不敢相信这么稀的H₂SO₄溶液仍能用指示剂检验出来,科学真的是容不得半点马虎。这时,全班学生基本上认为使甲基橙和石蕊试液变色的就是酸性杂质了,但有一位同学还是忍不住把自己的想法提了出来:“要证明是不是H₂O₂使石蕊和甲基橙试液变色其实非常简单,只要加入MnO₂把H₂O₂分解,然后取清液检验即可,如果还能变红,进一步说明是杂质酸的作用,如果不变红,说明是分解掉的H₂O₂使石蕊和甲基橙试液变红。”于是,我们又开始做实验进行验证,在试管中加入少量MnO₂粉末,再加入适量10%H₂O₂溶液,待反应结束后,取上层澄清溶液,测定pH(pH试纸粗略测定)为6～7,再向澄清溶液中滴加紫色石蕊试液,试液不变色,这似乎说明是双氧水而不是酸性杂质使紫色石蕊和甲基橙试液变红……这无疑给刚刚获得结论的同学一个意外,再次激起同学们思维中的涟漪。这时我们都没有多说什么,师生兵分几路去查阅了大量资料,终于在曹忠良、王珍云编的《无机化学反应方程式手册》中查到“MnO₂虽不能与稀H₂SO₄反应,但在H₂O₂中能发生MnO₂+H₂SO₄+H₂O₂=MnSO₄+O₂↑+2H₂O”,这样就能解释为什么加入MnO₂后,溶液中的H⁺浓度下降,而不能使紫色石蕊试液变红。最后我们一致认为:实验室提供的分析纯H₂O₂,由于溶液中含约0.005%的酸性杂质(以H₂SO₄计算),使H₂O₂溶液的酸性增强,从而使紫色石蕊试液变红,而且使甲基橙试液也变红,不能用该实验说明双氧水的弱酸性能使石蕊和甲基橙试液变红。

教师示范产生失误固然不是好事,但“祸兮,福之所倚”。当失误来临时,如果教师有沉着应变的教学机智,有敢于查错、容错、更错的胸襟和勇气,正确对待,妥善处理,那么教师将会获得许多新启迪、新智慧,课堂就出现另一种意想不到的效果；而我们的学生也在探究中学到知识、领悟方法,同时培养了积极的学习态度、反思精神以及正确面对失误的情感态度和价值观。这不正是素质教育的价值所在吗？所以,在一定意义上说,失误可以转化为教学资源。我们常说:“失误也是放错了地方的教学资源。”失误是一面镜子,以它为镜,可以知教学之得失；失误也是一把尺子,度量得当,可以明教学之真谛。

通过这个教学案例,也令我不禁想起《礼记·学记》:“学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也；知困,然后能自强也。故曰:教学相长也。”的确,如果没有学生的质疑,我就不会对双氧水的制法理解得这么透彻；如果没有我在示范失误后布置学生进行探究,就不会产生后面精彩的课堂内容,学生的能力就不会得到一个质的提升。通过在和学生的交流过程中,我也发现,只要给予学生思考的空间,学生要比预想的聪明多了,他们的点子也层出不穷,“三个臭皮匠胜过一个诸葛亮”。这个案例给我的启示是,我要在以后的教学中,给学生多点思考的空间,放下所谓的“师道尊严”,放弃教师本位主义,遇到问题和学生一起讨论、一起观察、一起操作,这样,我的课堂必将充满惊喜与新奇,也必将是一个师生互教互学、师生共同参与的“学习共同体”,这也是“教学相长”的最美妙的过程。