◆燕興權(quán)

家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)是開(kāi)啟學(xué)生思維的鑰匙*

◆燕興權(quán)

家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括選題、反應(yīng)原理的選擇、化學(xué)儀器替代品的尋找、實(shí)驗(yàn)的步驟安排、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)反思等過(guò)程，可以培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性、深刻性、靈活性、系統(tǒng)性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性等品質(zhì)。

化學(xué)；家庭實(shí)驗(yàn)；學(xué)生思維

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.03.154

家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，在家庭中自己設(shè)計(jì)、自己尋找實(shí)驗(yàn)用品、自己動(dòng)手、自己總結(jié)反思的簡(jiǎn)單易做的實(shí)驗(yàn)。在多年指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究性學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且使學(xué)生的思維品質(zhì)得到全面的提升，可以說(shuō)化學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)是開(kāi)啟學(xué)生思維的一把鑰匙［1］。

1　準(zhǔn)確選題，培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性

在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展的家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先是指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確地選題，在選題時(shí)往往給學(xué)生許多題目。如在學(xué)習(xí)高中化學(xué)必修2“生活中兩種常見(jiàn)的有機(jī)物”時(shí)，就給了學(xué)生可供選擇的題目有自制米醋、自制黃酒、自制葡萄酒、自制固體酒精、白酒釀制過(guò)程的調(diào)查、米醋釀制過(guò)程的調(diào)查、紅酒與人體健康、白酒與人體健康、食醋與人體健康、假酒對(duì)人體的危害、談我國(guó)酒的釀制歷史、談我國(guó)米醋的釀制歷史。在一天之內(nèi)讓學(xué)生根據(jù)自己的愛(ài)好、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约凹彝サ膶W(xué)習(xí)資源，來(lái)選擇適合自己完成的題目。

如自制黃酒這個(gè)題目，就適合家里或者鄰居有人會(huì)釀制黃酒學(xué)生，因?yàn)樵趹c陽(yáng)每年過(guò)春節(jié)時(shí)許多家庭都要釀制黃酒，許多農(nóng)村學(xué)生都見(jiàn)過(guò)釀制黃酒的過(guò)程，但大多數(shù)學(xué)生沒(méi)有親手釀制過(guò)黃酒。這些學(xué)生選擇這樣的題目是合適的，而對(duì)于生活在城市而沒(méi)有見(jiàn)過(guò)黃酒釀制過(guò)程的學(xué)生而言就不太適合。這幾年城里人興起了自己釀制葡萄酒的熱潮，自制葡萄酒還要先買新鮮葡萄，釀制時(shí)還要加入較多的白糖，花費(fèi)比較大，成本比較高。因此，城里家庭條件比較好的學(xué)生選“自制葡萄酒”這個(gè)題目就比較合適。

選題先決條件是興趣和愛(ài)好，只有對(duì)某一方面感興趣，才會(huì)花時(shí)間和精力研究完成；如果自己不感興趣而選了某個(gè)題目，也可能半途而廢，即使勉強(qiáng)完成了也不愿深入思考，就不會(huì)有太大的收獲。比如前面兩個(gè)題目都適合于喜歡動(dòng)手的學(xué)生完成，而且對(duì)米醋和酒的釀制歷史喜歡刨根問(wèn)底的學(xué)生而言是合適的。因此，選題需要全面的考量，而且由于時(shí)間比較緊，學(xué)生只能在一天內(nèi)決定自己所選的題目，如果這樣長(zhǎng)期堅(jiān)持下來(lái)，學(xué)生思維的敏捷性就會(huì)有較大的提高［2］。

2　選擇科學(xué)的原理，培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性

當(dāng)研究的題目選定之后，就要考慮選擇科學(xué)的原理。比如自制黃酒和葡萄酒，它們的共同之處就是都要通過(guò)發(fā)酵制得。但是葡萄酒在制作過(guò)程中由于葡萄的表面有一層“白霜”，那是野生酵母菌，在清洗時(shí)不要完全清洗掉，在發(fā)酵時(shí)也不需要再加酒曲；而黃酒在發(fā)酵時(shí)就需要加入酒曲。

再比如制備固體酒精，選擇硬脂酸與氫氧化鈉反應(yīng)制備硬脂酸鈉，利用硬脂酸鈉易溶于水而難溶于酒精的性質(zhì)，將硬脂酸鈉與工業(yè)酒精混合形成凝膠析出，液體便逐漸從渾濁到稠厚，最后凝聚為一整塊，就得到固體酒精。但是硬脂酸和氫氧化鈉在生活中不容易找到，有學(xué)生就利用白醋和純堿，制得醋酸鈉溶液，再通過(guò)加熱蒸發(fā)制成醋酸鈉飽和溶液；利用醋酸鈉易溶于水而難溶于酒精，當(dāng)醋酸鈉飽和溶液和工業(yè)酒精混合時(shí)，醋酸鈉在酒精中成為凝膠析出，從而制得固體酒精。因此，在選擇實(shí)驗(yàn)原理的時(shí)候，不僅要保證原理正確，而且要考慮節(jié)約藥品以及藥品易得。如果長(zhǎng)期這樣去考慮問(wèn)題，學(xué)生思考問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越深刻。

3　選擇合適的實(shí)驗(yàn)用品，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性

家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)不要求學(xué)生用符合規(guī)格的實(shí)驗(yàn)用品，因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)就要充分利用生活中的材料來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。一種情況就是尋找替代品，比如：燒杯可以用玻璃茶杯代替，坩堝可以用小鐵盒代替，玻璃棒也可用竹筷子代替，漏斗可以用家用塑料漏斗代替，酒精燈可以用蠟燭代替，用醫(yī)用輸液器代替滴定管，等等。還有一種情況就是自制儀器和藥品。比如自制燃燒匙：可將鐵絲一端盤成圓盤，在火上燒紅后用鐵錘砸平，冷卻后再用圓錘將平面中間輕輕砸得微微凹陷，再將凹面與鐵絲扳成90°即可。再比如酸堿指示劑，就可以將月季花的花瓣放入榨汁機(jī)中，再倒入少量的白酒，榨取汁液。該汁液在中性時(shí)為紫紅色，酸性溶液中為血紅色，堿性溶液中為棕黃色，可以用來(lái)代替酸堿指示劑。

學(xué)生經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期尋找替代品、自制儀器和藥品的過(guò)程，他們的思維的靈活性會(huì)大大提高，在思考問(wèn)題時(shí)就不會(huì)鉆牛角尖。

4　選擇合理的實(shí)驗(yàn)步驟，培養(yǎng)學(xué)生思維的系統(tǒng)性

當(dāng)實(shí)驗(yàn)的用品準(zhǔn)備好之后，就要思考實(shí)驗(yàn)的步驟。學(xué)校的學(xué)生實(shí)驗(yàn)往往報(bào)告冊(cè)上都給出了具體可操作的實(shí)驗(yàn)步驟，好多學(xué)生都不需要思考，只需要照單抓藥的方式完成實(shí)驗(yàn)就可以了。家庭實(shí)驗(yàn)則沒(méi)有給出具體可操作的實(shí)驗(yàn)步驟，這就要求學(xué)生去思考按照什么樣的步驟去完成實(shí)驗(yàn)，先做什么，再做什么，后做什么，就要心中有數(shù)。下面介紹從草木灰中提取碳酸鉀的實(shí)驗(yàn)步驟：

1）將草木灰裝到自制的下面安裝有塑料管的鐵罐中加入純凈水浸泡1～2天，讓草木灰中的碳酸鉀充分溶解（裝草木灰時(shí)，應(yīng)注意用小木棒堵住塑料管外面出口，再用紗布堵住塑料管的內(nèi)口）；

2）用自制的塑料大燒杯接在塑料管外口的下面，拔掉小木棒，讓浸出液從塑料管中流出；

3）將濾出液盛在碟子里放在自制三角架上用蠟燭蒸發(fā)，并用筷子不斷攪動(dòng)溶液，防止液滴飛濺；當(dāng)蒸發(fā)到只剩少量液體時(shí)，停止加熱；

4）靜置冷卻，鉀鹽晶體慢慢析出，其中主要成分為碳酸鉀；

5）把濾出的粗碳酸鉀分別加水溶化、過(guò)濾，再經(jīng)加熱煮熬濃縮——冷卻——結(jié)晶，如此反復(fù)提煉2～3次，提取純度很高的碳酸鉀；

6）將得到的碳酸鉀晶體配成溶液，用灼燒過(guò)的自制燃燒匙蘸取溶液在蠟燭上灼燒，透過(guò)藍(lán)色玻璃觀察現(xiàn)象；

7）另取適量溶液加入小玻璃杯中，加入白醋觀察現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)之前自己去選擇合理的實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生做起任何事情都會(huì)很有條理，長(zhǎng)此以往，學(xué)生思維的系統(tǒng)性就會(huì)大大增強(qiáng)。

5　順利實(shí)施實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性

有時(shí)當(dāng)學(xué)生對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)從原理、用品和步驟準(zhǔn)備好之后，開(kāi)始實(shí)施就會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無(wú)法完成。比如常見(jiàn)飲料中Vc含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，一個(gè)學(xué)生選擇的原理就是利用中和滴定的原理，因?yàn)閂c（C6H8O6）是一種很強(qiáng)的還原劑，可用碘液進(jìn)行滴定，二者可以發(fā)生如下反應(yīng)：

用淀粉溶液作為指示劑，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，碘液將Vc反應(yīng)完全，此時(shí)碘與淀粉顯藍(lán)色。

在學(xué)校做中和實(shí)驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)液的濃度是教師給定的，因此在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生開(kāi)始沒(méi)有意識(shí)到碘液的濃度無(wú)法測(cè)定，當(dāng)他用醫(yī)院一次性輸液器制成的滴定管完成實(shí)驗(yàn)后，才發(fā)現(xiàn)無(wú)法知道碘的濃度，從而就無(wú)法計(jì)算出飲料中Vc的含量。后來(lái)他想到只要取相等體積的飲料，從消耗的碘液多少就可判斷出飲料中Vc的含量的多少。

雖然問(wèn)題得到了解決，但是他并不滿足，為不能定量測(cè)出飲料中Vc的含量而深感遺憾。后來(lái)當(dāng)他無(wú)意中看到自己買的山西太原藥業(yè)有限公司生產(chǎn)的維生素C包裝盒時(shí)，發(fā)現(xiàn)包裝盒上注明了該維生素C每片含0.1 g Vc，忽然想到了標(biāo)定碘液的方法：取一片該維生素C配成溶液，用碘液進(jìn)行滴定，測(cè)定記錄所用碘液滴數(shù)，由此計(jì)算出每滴碘液消耗的Vc量，從而就可準(zhǔn)確計(jì)算出飲料中Vc的含量。

在進(jìn)行家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，總會(huì)有許多意想不到的問(wèn)題，這些問(wèn)題都需要學(xué)生創(chuàng)造性解決。經(jīng)過(guò)多次鍛煉，學(xué)生獨(dú)創(chuàng)性思維就會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

6　深刻反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性

在完成化學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)后，會(huì)督促學(xué)生對(duì)每一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行深刻反思，談一談自己的收獲，談一談實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。比如常見(jiàn)飲料中Vc含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)后，有個(gè)學(xué)生談了自己的體會(huì)：“實(shí)驗(yàn)前通過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人對(duì)Vc并不了解，只停留在Vc能增加人體免疫力這一項(xiàng)上。在調(diào)查期間，被訪問(wèn)人員中有些人不理會(huì)我，像趕乞丐似的趕走我，這也讓我認(rèn)識(shí)到做什么事都不是一帆風(fēng)順，都需要付出艱辛努力。在研究過(guò)程中還感到相關(guān)的權(quán)威資料不多，而且有些自相矛盾。因此，我們對(duì)Vc的研究還是非常膚淺的，有待深入。在家庭中進(jìn)行Vc測(cè)定，測(cè)定原理的選擇和標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)定還有待進(jìn)一步探討，而且所采取的的方法雖然可行，但是精確度不高?！睂W(xué)生一次次對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行反思，認(rèn)識(shí)到自己思考問(wèn)題有哪些優(yōu)點(diǎn)和不足，從而使思維的批判性不斷增強(qiáng)。

7　結(jié)語(yǔ)

總之，家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生思維品質(zhì)的提升有很大的幫助，但是思維品質(zhì)的提升絕不是一蹴而就，需要長(zhǎng)期的堅(jiān)持。經(jīng)過(guò)幾年的家庭化學(xué)實(shí)驗(yàn)的持續(xù)開(kāi)展，學(xué)生的思維品質(zhì)會(huì)得到顯著的提升。

［1］范杰.化學(xué)實(shí)驗(yàn)論［M］.太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2001：346-348.

［2］周仕東.讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中找到化學(xué)［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2003（Z1）：1-2.

G633.8

B

1671-489X（2016）03-0154-02

*項(xiàng)目來(lái)源：甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“中學(xué)化學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)調(diào)查與指導(dǎo)研究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：GS〔2014〕GHB0727）。

作者：燕興權(quán)，甘肅省慶陽(yáng)第六中學(xué)，高級(jí)教師，研究方向?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)研究（745000）。