一场别开生面的实验设计大赛，本文主要内容关键词为：别开生面论文,设计大赛论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、情景描述
在硝酸氧化性的教学中，新教材安排了如图1所示的实验。
图1 实验装置
在甲、乙装置的左侧两只试管中各放入一小块铜片，分别加入少量浓硝酸和稀硝酸，立即用带导管的胶塞塞住试管口，并将导管通入另一盛有 NaOH溶液的试管，观察发生的现象。反应片刻后，加入浓硝酸的试管反应剧烈，产生红棕色气体；加入稀硝酸的试管反应缓慢，气体无色，取下试管上的胶塞，使空气进入试管，观察发生的现象……
教师根据教材安排进行演示实验，按计划进行硝酸的教学活动，意料外的问题产生了。
学生疑问：老师，铜与稀硝酸的反应，一开始试管内并不像书中描述的那样产生五色气体，而是先有红棕色气体，然后才无色，怎么回事？
师思考后问：（赞誉的语气）你的问题提得很好，是老师预先没有预料的。下面请同学们思考上述实验的设计及描述，你认为上述实验合理吗？如果不合理，请你指出来。
［场景1］：请把你的想法写在纸上，然后小组汇总，选代表发言。
开始教室内静悄悄的，学生细细地体味着书中的实验设计及描述，拿出纸写下了自己的观点，几分钟后，教室里开始议论了，同学们在学习小组内发表着自己的观点，不断补充完善，最后派代表发言，全班修正。
学生小结：因产生的NO、
均有毒，而此实验无法控制，最好设计成能控制反应的装置；能被NaOH溶液吸收，但NO不能被NaOH溶液吸收，无法避免环境污染；乙装置中有空气，所以反应开始时看到的不是无色气体，而是红棕色气体；反应一段时间，等空气排尽后才能看到无色气体。
［场景2］：教师宣布进行实验设计大赛。
你能设计出比书本上更好的实验方案吗？我们就来一个实验设计比赛，看哪一小组设计得最好。
比赛规划：以八人小组为单位，设计一个实验装置，用于铜和稀硝酸反应。
实验要求：
①可以做到反应随时发生，随时停止；
②能看到产生无色NO气体，遇空气后变红棕色的过程；
③能防止有毒气体污染空气。
实验设计时间为一天，必要的实验仪器可向实验室老师领取，教师可做适当的指导。第二天的课堂上进行实验演示比赛，学生可自由发表意见，由学生代表和老师做评委，评出一、二、三、等奖。
［场景3］：精彩的比赛场面。
学生作品一：如图2。
图2 实验装置
①在一大试管中装满稀
，长颈漏斗上端缠上铜丝，另一小试管口塞上浸有NaOH溶液的棉花，关闭K；
②加热大试管底部，等有气泡产生时停止加热；
③大试管产生的气体慢慢将液体压入长颈漏斗内，试管内液体脱离铜丝，反应自动停止；
④观察到大试管内气体为无色；
⑤打开K，气体进入到小试管中，见小试管内气体呈红棕色。
评价：装置简单，操作方便；能随关随停、随开随用；现象明显，无污染。
学生作品二：如图3。
图3 实验装置
①在试管甲中加入少量
用于排尽大试管内的空气；
②然后把导管伸入管口塞有浸有NaOH溶液的棉花的试管乙中；
③把铜丝伸入到稀中，微热，将产生的气体收集在乙试管内；
④在试管甲中可见产生无色气体，而在试管乙内出现红棕色气体；
⑤将铜丝向上拉，铜丝离开液面，反应停止。
评价：装置简单，操作方便；能随时控制反应；现象明显，无污染。
学生作品三：如图4。
图4 实验装置
①预先在大、小试管中装满水，并将小试管置于大试管中，再从大试管中倒出大部分水，使大试管剩余少量水，再给大试管中加入铜片；
②用胶头滴管向大试管底部滴加适量的浓 ，振荡后微热；
③至小试管中收集到适量的无色气体时，塞上大试管的塞子，倒置，反应停止，在大试管内看到有红棕色的气体产生。
评价：设计巧妙，操作简单，现象明显，无污染，但不能重复使用。
学生作品四：如图5。
图5 实验装置
①如图5，在大试管中加满稀，微热；
②产生的五色NO气体将试管内液体慢慢地压入漏斗内，当铜丝与液体脱离时反应停止；
③用针管压入一部分空气，试管内可见红棕色气体产生。
评价：装置简单，操作方便，无污染，现象明显，但不能重复操作。
学生作品五：如图6。
图6 实验装置
①将预热的稀加入到塑料瓶内。
②将稀挤压至瓶口，并塞上带有铜丝及导管的塞子；
③瓶内产生一定量无色NO气体时松开手；
④打开K，空气进入瓶内，可见红棕色气体产生；
⑤关闭K，铜丝脱离稀，反应自行停止。
评价：非常巧妙地将书本中有关Na与水反应的实验迁移过来，而且操作简单，现象明显，无污染。
［场景4］：评奖。经过激烈的讨论，最后大家评出了获奖的等次。
二、问题讨论
对于教材中出现的有争议的、值得商榷的地方，教师以怎样的方式处理？是迷信于教材的权威地位，人云亦云，还是大胆地质疑？是直接讲给学生听，还是摆在课堂上交于学生讨论？我们应该取后者，这是培养学生敢于质疑，不迷信权威，敢于创新的极好材料，不要轻易地放弃。通过讨论，在不断改进完善过程中，不但是对铜与硝酸反应这一实验原理的真正理解，而且使学生体验到了成功的快乐。
按部就班地根据计划安排课时，可能对教学进度把握得很好，但是期间必然会有意无意地压缩了学生在学习中的思维过程，让课堂缺少了探究的过程，让学生失去了学习的主动性。如何做到两者兼顾是新一轮课程改革教学中一线教师必须思考的问题，培养学生敢于发表意见，勇于探索真理以及自信、好学的性格特征，培养学生终生学习的能力远比按计划完成教学进度有意义、有价值。
尽管上述案例占用了两个课时，给教学进度带来了一定的影响，但对后续学习是有利的，也有利于学生的发展，有利于学生创新能力的培养，教师就应该抓住时机大胆地去导演，第一课时的发现问题、提出问题，到第二课时的解决问题（实验设计比赛）的过程，学生高涨的学习兴趣，积极的参与精神和强烈的表现欲及近乎完美的设计作品是我们在教学设计中始料未及的。