如何培養(yǎng)學生的化學探究能力

潘紅星

高中化學教學中應特別重視對學生探究能力的培養(yǎng)，讓學生養(yǎng)成分析問題、探究問題、解決問題與延伸問題的習慣。培養(yǎng)學生的探究能力有利于形成良好的化學探究思維，進一步提高學習化學的能力。一個人學習能力的強弱、踏上社會后取得成就的大小，關鍵在于其探究能力，一個墨守成規(guī)、思維方式僵化的人是不可能成功的。在化學教學中也應該潛移默化的培養(yǎng)學生的探究能力。

一、在日常生活中運用化學知識進行適當探究。

學生們都很關注社會焦點問題，比如用SO2漂白的銀耳、茭白，超市買的食用油是否是地溝油提煉而成等等。學生們都通過探究，給大家提供了簡單、有效的鑒定方法。針對SO2的漂白原理，同學們通過加熱煮沸后觀察食物的顏色，以及品嘗該食物湯液的酸性來得出是否用SO2漂白過的結(jié)論。對于食用油和地溝油的區(qū)別，主要因為地溝油是已經(jīng)烹飪過的油，其中一定溶解了少量脂肪，無論怎樣提煉都不可能去除干凈，所以只要將其放在冰箱中的保鮮層，若下層出現(xiàn)明顯沉淀則可證明該油是地溝油提煉所得。同學們通過所學的化學知識，正確合理的解決生活中疑難雜癥，得到了父母、朋友的贊揚，增強了信心，更增加了探究化學知識的愿望，自然就增加了學習化學的興趣。

二、在課堂教學中培養(yǎng)學生的探究能力。

在教學過程中，教師實驗用四氯化碳從碘水中萃取出碘，碘溶液顏色從黃色變成紫紅色。為什么溶劑的體積相同，溶質(zhì)的物質(zhì)的量相同，而溶液的顏色相差如此明顯呢？利用已有的化學知識我們可以推測，是否因為碘與水發(fā)生化學反應減小了碘單質(zhì)的濃度而使碘水的顏色變淺呢？我們把相同質(zhì)量的碘溶于相同體積的酒精中，溶液的顏色變成了深黃色，把相同質(zhì)量的碘溶于相同體積的CCl4中，溶液的顏色變成了深紫色。這樣似乎可以解釋碘在水溶液和酒精中以及四氯化碳中的顏色不同，但是不能解釋碘在酒精和四氯化碳中的顏色不同，因為碘單質(zhì)和酒精以及四氯化碳都不反應。這時候教師可以引導學生進行探究來尋求答案。

學生探究過程如下：

1.提出假設，實驗探究

碘單質(zhì)在不同溶液中顏色不同是否因為濃度問題，濃度越大顏色越深，濃度越小顏色越淺？

實驗1：取10mL碘的飽和水溶液，觀察顏色是黃色，將其稀釋至100mL，溶液顏色變成淺黃色。

實驗2：取10mL碘的飽和溶液，加入10mL四氯化碳，充分振蕩，靜置、分液，觀察顏色為紅色，加入四氯化碳稀釋至100mL，溶液顏色變淺。

結(jié)論：在同一溶劑中溶液顏色與溶質(zhì)濃度成正比關系，但是在不同溶劑中顏色與濃度并沒有直接聯(lián)系。通過現(xiàn)有的知識和實驗操作無法給出合理的答案了，那我們還可以通過網(wǎng)絡或者查閱資料來解答問題。

2.上網(wǎng)查閱資料，拓展視野

碘蒸汽對可見光的部分吸收是由于電子從基態(tài)（*）到激發(fā)態(tài)（*）的躍遷能量所致，因為所需能量較小，電子吸收波長520nm左右的可見光（綠色）即可實現(xiàn)躍遷，碘蒸汽吸收了綠色光，因而呈現(xiàn)紫色。

碘在不同溶劑中呈現(xiàn)不同的顏色，是由于碘分子與溶劑分子之間發(fā)生了溶劑化作用。我們把溶劑分成兩類，一類是強電子給于體溶劑B如苯、乙醚、乙醇等，前者有電子，后者有孤對電子，它們都是有效的電子給于體；另一類是弱電子給于體D，如四氯化碳、環(huán)己烷等，前者給出孤對電子的能力很弱，后者沒有孤對電子可以給出。弱電子給于體溶劑D并不改變碘分子躍遷能級，溶劑分子對碘分子軌道能級幾乎無影響，所以碘溶劑人呈現(xiàn)出氣態(tài)碘分子的紫色。如果碘溶解在強電子給于體溶劑B中，則I2與B之間形成分子加和物I2·B，分子加和物中，由于I2提供空軌道*與溶劑B提供的孤對電子形成配位鍵。因而使I2·B吸收峰向短波方向移動，溶液就會偏向紅色和棕黃色。既不是碘分子的顏色，也不是溶劑分子的顏色，而是電荷移動配合物I2·B的顏色。以上的探究內(nèi)容超出了教學大綱，但是可以引起學生學習化學的興趣，對新知識渴望有利于學生增強學習動力。

三、在實驗教學中培養(yǎng)學生的探究能力。

比如說在高一學習鋁元素的知識時，我們知道鋁是大自然賜予人類的寶物，人們對他的認識經(jīng)歷了較為漫長的過程，作為一種金屬，它既可以與酸反應放出氫氣，又可以與堿反應放出氫氣。然而在教學過程中，我發(fā)現(xiàn)在做鋁與稀鹽酸、稀硫酸反應的實驗時發(fā)現(xiàn)：把表面積近似相同的鋁片分別投入到2mol/L的稀鹽酸、1mol/L的稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)前者反應劇烈，而后者幾乎無明顯現(xiàn)象，只是鋁片表面有氣泡產(chǎn)生。同一種金屬與H+濃度相同的酸溶液反應，現(xiàn)象相差很大，這很不符合我們講解的金屬與非氧化性酸反應的本質(zhì)。學生們帶著困惑，向我尋求答案。我想這正是一個培養(yǎng)學生探究能力的好機會。于是我將學生分成4組討論并提出自己的猜測，第二天去實驗室，根據(jù)實驗驗證自己的假設是否正確。以下是各組的猜測，假設1：氯離子能促進鋁與H+反應；假設2：硫酸根對鋁與H+反應有抑制作用；假設3：簡單陰離子能促進鋁與H+反應；假設4：含氧酸根離子能抑制鋁與H+反應。為了更好的觀察試驗現(xiàn)象，學生用鋁粉代替鋁片，消除表面Al2O3的影響。取一定量的鋁粉，將其均勻分成4份，分別置于四只試管中。各組驗證實驗歸納如下：

實驗一：向第一支試管中加入1mol/L的硫酸，觀察現(xiàn)象，再加入固體NaCl，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)反應速率變快。

實驗二：第二支試管中加入2mol/L的鹽酸，觀察現(xiàn)象，再加入固體Na2SO4，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)反應速率變慢。

實驗三：向第三支試管中加入2mol/L的氫碘酸，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)反應比鹽酸還要劇烈。

實驗四：向第四支試管中加入H+濃度2mol/L磷酸，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)反應一樣緩慢，幾乎沒有明顯現(xiàn)象。

因此得出結(jié)論，應該是簡單陰離子對鋁與H+反應有促進作用，而含氧酸根離子對鋁與H+反應有抑制作用。

在高三一輪復習鋁及其化合物時，Al（OH）3是兩性氫氧化物，既可以與強酸反應，又可以與強堿反應，也就是說Al（OH）3既可以溶于鹽酸也可以溶于NaOH溶液。離子方程式可以表示為：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O； Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O。這時有學生提出問題：Al（OH）3與堿反應的本質(zhì)是與OH-，為什么一定要是強堿呢，只要OH-的濃度達到一定的程度也可以溶解Al（OH）3的，例如濃的Na2CO3溶液或者濃氨水等，它們的pH都能達到12，而書上明確寫出來Al3+與氨水反應產(chǎn)物只能是Al（OH）3，不能生成AlO2-，這是什么原因呢？而且即使是強堿如果OH-濃度很小，還能將Al（OH）3溶解嗎？這時教師也可以適當培養(yǎng)學生的探究能力。于是我們還是通過分組討論，提出實驗方案，然后驗證的方法來解決這個問題。

用AlCl3溶液和氨水制取Al（OH）3，過濾、洗滌得到較純凈的Al（OH）3固體，將其分成四等份。

實驗一：將Al（OH）3置于一只潔凈的試管中，加入1mol/L NaOH溶液足量，振蕩，固體立刻溶解。

實驗二：將Al（OH）3置于一只潔凈的試管中，加入0.1mol/L的NaOH溶液足量，振蕩，固體也溶解，速率稍慢。

實驗三：將Al（OH）3置于一只潔凈的試管中，加入0.0001mol/L的NaOH溶液足量，振蕩，沉淀未完全溶解。

實驗四：將Al（OH）3置于一只潔凈的試管中，加入足量濃氨水，充分振蕩，沉淀未明顯溶解，過濾，向濾液中逐滴滴加鹽酸至過量，溶液先出現(xiàn)白色沉淀，并迅速溶解。。說明也有少量Al（OH）3是溶解于濃氨水溶液的，隨著AlO2-濃度增大，Al（OH）3就不再溶解了。

本次教學完成后，學生能夠很鞏固的掌握AlO2-水解呈堿性，而且堿性很強，所以只能存在于堿性溶液中，在判斷離子能否大量共存時，就不容易出錯。同時也加深了CO32-水解呈堿性的知識點，NH3·H2O是一種弱堿，電離出來的OH-只能溶解極少量Al（OH）3，可忽略不計，那么在判斷離子方程式正誤時：向AlCl3溶液中中加入足量的氨水，就不會出現(xiàn)生成NH4AlO2的錯誤了。

思源于疑，學起于思。有了問題，經(jīng)過思考，學生的思維才能活躍。教學中，我們應善于有意識地設置疑問，啟發(fā)學生，激發(fā)其學習的興趣，從而使其不斷思考，不斷探究，達到主動解決化學問題的目的。教師要根據(jù)知識的重點和內(nèi)在聯(lián)系精心設計有機聯(lián)系的問題組，安排好設疑的層次與坡度，不斷提出問題，制造懸念，及學生探索知識的欲望。

（作者單位：江蘇省黃埭中學）