电解液变黑反思录

为了增强学生对电解的感性认识，在组织“电解”一节教学时，我把教材安排的演示实验——电解氯化铜溶液改为学生实验。
　　
　　化学实验室里，学生们兴高采烈地做着电解氯化铜溶液的实验。既然这是一个教材中安排的随堂演示实验，是一个已经经受过多次检验的实验，在组织教学时，我就想该实验没有什么问题，一切实验现象应该在教师的预料中。
　　
　　固然不出所料，近乎全体学生都顺利地完成操作，得到了比较明确的实验现象。即接电源正极的电极析出刺激性、黄绿色的气体，用湿润的碘化钾淀粉试纸检验，呈蓝色，证明产生的气体是氯气；接电源负极的电极析出金黄色的金属，推测可知是铜。很快形成了电解氯化铜溶液产物的共识。
　　
　　这时，有同学说，我觉得电解液变黑了。经他一说，许多同学也赞同地附和：在U型管的阴极附近，溶液变黑，黑色物质不断扩散，细心的学生进一步指出阴极区从接通电源就开始变黑。这是什么原因？
　　
　　说实话，这种异常实验现象我也很惊讶，竟一时难以解释。既然如此，为何不把这个问题交给学生们共同探讨呢？经短暂的课堂调整，我拟定了共同探讨这一异常现象的方案：提出猜测——设计验证方案——实验——讨论——再猜测。在这一思路指导下，师生开始了随堂探索活动：
　　
　　第一个猜测：可能是溶液电解后pH变大，产生氢氧化铜并分解后产生氧化铜。为了验证猜测是否正确，大家又设计如下实验：根据氧化铜能溶于盐酸，向变黑后的溶液滴加盐酸，溶液颜色应能恢复到原来状态。实验结果是盐酸不能改变黑色溶液。再经过较长时间的电解，发现U型管阳极处出现蓝色沉淀，可见，氢氧化铜不能在阴极产生。这种解释不正确。
　　
　　第二个猜测：有学生忽然联想到银镜反应实验中，溶液也变成黑色，那是因为未能吸附在试管壁的银粉末造成的。现在这种黑色物质是不是也象银镜反应那样是由于铜造成呢？如果真的是，这种物质加盐酸没有现象而加入硝酸应该有所变化。向黑色溶液中滴加浓硝酸再加热，发现试管溶液上部果然有红棕色气体产生，证明这种猜想正确。
　　
　　有学生提出异议，认为上述实验方案设计没有说明电解前的溶液加盐酸、硝酸是否发生了变化。大家采纳了他的建议，增加了对照组，从而使实验结论更有说服力。
　　
　　第三个猜测：与电解液有关。稀释电解液后再电解，发现电解液不再变黑，用硝酸铜溶液替代氯化铜再进行电解，发现电解液也不再变黑，说明铜在电极上吸附的因素还与电解液浓度、电解液性质有关。
　　
　　至此，电解氯化铜溶液过程中出现黑色这一实验异常现象得到初步的解释。但回想当时在自己没有把握的情况下不回避问题，选择与学生共同研究来解决这个难题仍有许多感慨。
　　
　　说实话，电解氯化铜溶液这一实验做过多次。我相信早已有学生和自己碰到过这一异常现象。但为什么直到现在才被学生揭示出来呢？
　　
　　长期以来，教师习惯于让学生观察到预期现象，习惯于把学生能不能得出“正确”的实验结论作为评判实验成功与否的依据，习惯于“忠实”地执行教材，习惯于把知识教学作为课堂教学的唯一。忽视了宽容民主教学气氛的创设，忽视了对学生科学素养的培养，从而有意或无意地忽视了学生的新发现。学生也习惯于猜测教师的意图，一旦得出书本或教师想要的结论便万事大吉。有的学生更慑于教师的威严，不敢发现或不敢报告发现，从而逐渐远离了科学本质。
　　
　　实验中出现异常现象比比皆是，许多科学发现就来源于“实验异常”。而我们在坚持科学教育的同时却难以容忍“异常现象”，对这些异常现象视而不见。久而久之，发现问题的兴趣、敏锐性都将消退，还奢谈创新意识的培养？
　　
　　学生创新意识和创新能力实际上是很难通过教师传授的。教师如能做到不扼杀不压制学生天性中存在的创新萌芽就算不错了；如果在教学过程中能给学生创设宽松民主的教学环境，让学生能充分表达自己的新发现，将有意想不到的收获；如果教师具有捕捉学生中创新火花并发扬光大的能力，则更是万幸。
　　
　　把演示实验改成学生自主探索实验，给学生发现新现象提供了条件。学生有了新的发现，证明学生是最积极的因素，而宽松民主的教学环境，让学生敢于和乐于把自己的发现告诉同学，而不是被压制。
　　
　　看来，尽管我们不能“有心”去培养学生的创新素质，但我们却能“无意”保护了学生的创新萌芽。关键在于，我们有没有端正自己的角色，承认还有许多东西是未知的；有没有与学生共同研究的童心，去体验学习的乐趣；有没有敢于面对未知的勇气，用行动领引学生，与学生共享成功或失败的信念。
　　
　　新课程标准提出要让学生在“过程与方法”得到发展，理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，从而提高科学探究能力。要达成这一目标，化学知识是载体，主渠道是课堂教学。教师传授教材知识固然重要，但在问题面前，不回避，与学生共同探索却另有一番风味。
　　
　　科学素养的培养不是口号，是潜移默化润物细无声的结果。要想让学生拥有较高的科学素养，教师自身的表率作用不能忽视。在解决这些实验异常现象方面，有许多解决方法，象上述这样的解决方法是“最苦最累”，在某些人眼里是不经济低效的，但我的教学感觉却是鲜活的。通过这些探究，我体会到与学生共同成长的快乐。