研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)教學(xué)中的嘗試

史平超

摘要：研究性學(xué)習(xí)是對(duì)當(dāng)前中學(xué)課程的一次改革和創(chuàng)新，目前，全省各地已陸續(xù)開(kāi)設(shè)了這一門(mén)課程。筆者根據(jù)自身化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，將研究性學(xué)習(xí)應(yīng)用到“銅與硫酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為學(xué)生創(chuàng)造研究性學(xué)習(xí)提供機(jī)會(huì)和平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：研究性學(xué)習(xí)；中學(xué)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)

“研究性學(xué)習(xí)”是國(guó)家教育部對(duì)傳統(tǒng)中學(xué)課程的一次改革和創(chuàng)新，按照浙江省教育廳的部署，目前全省各地已陸續(xù)開(kāi)課。與傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式不同的是，在研究性學(xué)習(xí)中，教師不再作為知識(shí)權(quán)威的代言人控制課程的組織和管理，而更多的是以指導(dǎo)者、協(xié)調(diào)者的身份出現(xiàn)，通過(guò)對(duì)學(xué)生個(gè)人、學(xué)習(xí)小組的引導(dǎo)和幫助，促進(jìn)學(xué)生之間的相互交流與合作，并最終使學(xué)生能自主完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。

一、研究性學(xué)習(xí)的嘗試

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的基礎(chǔ)和精華，有著不少可以讓學(xué)生親身體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)、定律、原理的題材，化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生提供正確認(rèn)識(shí)事物及其變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，幾乎所有的學(xué)生喜歡化學(xué)實(shí)驗(yàn)，這種興趣無(wú)疑是學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力。

筆者在中學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積累了二十幾年經(jīng)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著一定的見(jiàn)解。化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用宏觀物質(zhì)之間的反應(yīng)來(lái)探索微觀世界的奧秘，實(shí)驗(yàn)的影響因素往往比較復(fù)雜，因此，常有不鮮明甚至異常現(xiàn)象出現(xiàn)。比如在一次銅與濃硫酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象：反應(yīng)后試管內(nèi)有灰黑色沉淀，溶液也不是呈很理想的藍(lán)色。那么，我們?cè)鯓硬拍艿玫剿{(lán)色的硫酸銅溶液，在怎樣的條件下才會(huì)出現(xiàn)如教材中描述的理想現(xiàn)象？針對(duì)這一問(wèn)題原因的探究，筆者采用了研究性學(xué)習(xí)方式，給學(xué)生提供了一次自主學(xué)習(xí)研究的機(jī)會(huì)和平臺(tái)，對(duì)研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用作了一次很好的嘗試。

二、實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

儀器：鐵架臺(tái)、鐵夾、大試管、酒精燈、單孔橡皮塞、干燥管、鑷子、量筒、導(dǎo)管。

試劑：98%濃硫酸、銅片（約0.3克或1cm×0.5cm）、品紅溶液、濾紙、堿石灰。

2.實(shí)驗(yàn)分組

為了便于同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中能更充分地交流討論，以及更好地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，故將同學(xué)分成A、B、C、D四個(gè)小組，每個(gè)小組按照不同的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此外，每個(gè)小組再分成兩隊(duì)，每一隊(duì)同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間又有所區(qū)別，如表1所示。

3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象交流

各小組按照表1的安排完成各自實(shí)驗(yàn)后，對(duì)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做了詳細(xì)的記錄和整理，并對(duì)其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)和交流，如表2所示。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論及產(chǎn)物驗(yàn)證

在各小組同學(xué)對(duì)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行討論交流之后，筆者向他們提出了幾個(gè)問(wèn)題，并總結(jié)同學(xué)們的回答如下：

（1）試管底部灰黑色固體中的白色成分是什么？

絕大多數(shù)的學(xué)生均能馬上回答出這是無(wú)水硫酸銅，并能闡述其形成的原因。

（2）試管底部灰黑色固體中的黑色成分是什么？

部分學(xué)生回答可能是氧化銅。教師問(wèn)“如何驗(yàn)證這種黑色物質(zhì)”，學(xué)生提出兩種方法：①把反應(yīng)后的懸濁液倒入盛有適量蒸餾水的小燒杯中。②倒掉反應(yīng)后的殘留液，然后往試管底部灰黑色固體中注入足量的稀硫酸。這兩種檢驗(yàn)方法均觀察到灰黑色固體幾乎全部溶解，只有極少量的殘留，而這部分殘留黑色固體可能是CuS或銅片中雜質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物。關(guān)于這一點(diǎn)，由于知識(shí)和實(shí)驗(yàn)條件的局限性，未能在以上實(shí)驗(yàn)中判定。

（3）要實(shí)現(xiàn)教材中描述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，即生成純凈的藍(lán)色硫酸銅溶液，應(yīng)采取哪些措施？

各小組同學(xué)在經(jīng)過(guò)討論交流后認(rèn)為：A、D兩組濃硫酸用量少，現(xiàn)象不夠理想；B、C兩組硫酸用量相對(duì)較多，溶液顯藍(lán)色現(xiàn)象明顯。故要實(shí)現(xiàn)教材中描述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，反應(yīng)物應(yīng)采用一小塊銅片（約0.3g）和98%濃硫酸8~9mL為宜。

5.實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)研究性學(xué)習(xí)在銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中所作的嘗試，筆者總結(jié)出以下一些心得：

第一，課本上講述的知識(shí)是基本原理，并且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是理想化的，已經(jīng)排除了各種內(nèi)外因素的干擾，在實(shí)際的操作中有時(shí)會(huì)遇上許多出人意料的情況，比如本實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的黑色渾濁液體與灰黑色沉積物等。

第二，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比、分析、推斷并證明是探究問(wèn)題本質(zhì)的關(guān)鍵步驟。本實(shí)驗(yàn)中，要證明灰黑色沉淀是無(wú)水硫酸銅和氧化銅，不僅要通過(guò)分析進(jìn)行推斷，也要根據(jù)反應(yīng)情況的對(duì)比，判斷白色固體是在缺水情況下形成的無(wú)水硫酸銅，而黑色固體是氧化產(chǎn)物氧化銅。通過(guò)這樣的反復(fù)推敲，學(xué)生對(duì)銅與濃硫酸的反應(yīng)過(guò)程就有了一個(gè)更深刻更全面的認(rèn)識(shí)。

所以，筆者認(rèn)為學(xué)生不能只沉溺于書(shū)本中的理論知識(shí)，應(yīng)當(dāng)讓書(shū)本上的理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中得以檢驗(yàn)，這樣不僅能使理論知識(shí)得到鞏固，而且使學(xué)習(xí)更有主動(dòng)性，更能活躍思維。

三、總結(jié)和展望

教育的最終目的是造就具有創(chuàng)造力的人才，而學(xué)生的創(chuàng)造能力不是憑空而來(lái)，是需要在學(xué)習(xí)、實(shí)踐和研究逐漸培養(yǎng)和鍛煉出來(lái)。事實(shí)表明，研究性學(xué)習(xí)在任何年齡階段、任何層次的學(xué)生中都可以開(kāi)展，關(guān)鍵是找到合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容，且要充分發(fā)揮學(xué)生的主體意識(shí)，尊重學(xué)生的各種不同見(jiàn)解。

通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，不僅可以使學(xué)生掌握扎實(shí)的知識(shí)，更為重要的是，通過(guò)這樣一種訓(xùn)練使中學(xué)生可以提早體會(huì)到科學(xué)研究的工作方法和思路，并幫助他們?cè)谥袑W(xué)階段就養(yǎng)成良好的研究學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，拓展其思維的廣度和深度，并提升其自主學(xué)習(xí)以及團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。這對(duì)中學(xué)生進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)，乃至今后從事科學(xué)研究工作都有著非常重要的幫助。

因此，在廣大中學(xué)生中開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)是非常有意義的，也希望中國(guó)的中學(xué)生都能通過(guò)研究性學(xué)習(xí)不斷提升自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐以及創(chuàng)新能力，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為今后更為深入的科學(xué)研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。