化學(xué)課堂開展探究性實驗教學(xué)的實踐

閆偉

摘 要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對實驗探究的內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)劃和設(shè)計，這是我們選擇實驗探究內(nèi)容的重要依據(jù)。除此之外，教師也可以根據(jù)具體教學(xué)的需要，自己選擇或設(shè)計實驗探究的內(nèi)容。本文根據(jù)實驗探究的不同內(nèi)容，分析了四種探究性實驗。

關(guān)鍵詞：探究性實驗；化學(xué)；實踐

中圖分類號：G427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）05-088-1

化學(xué)探究性實驗教學(xué)把實驗作為提出問題、探索問題的重要途徑和手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，把學(xué)習(xí)過程看作是一種科學(xué)的探究過程，在對問題的探究過程中不斷地獲取知識，它對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、形成實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，有著非常重要的作用。

1.關(guān)于基本操作的探究性實驗

化學(xué)實驗的基本操作可以培養(yǎng)學(xué)生操作的規(guī)范性，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，掌握正確的操作技能。探究性實驗則采取學(xué)生自主實驗方法，讓學(xué)生在探究實驗的同時，探索出正確的實驗方法和正確的操作技能，有目的地對學(xué)生進(jìn)行操作訓(xùn)練。

例如，通過粗鹽的提純、配制一定濃度的溶液，比較不同濃度溶液的某些性質(zhì)差異；讓高中生初步學(xué)會物質(zhì)的分離、提純、和溶液配制等實驗技能。

2.關(guān)于事實性知識的探究性實驗

這類探究性實驗主要有兩種用途，一是探究化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)。通常物質(zhì)的性質(zhì)實驗大多數(shù)是驗證實驗，是復(fù)習(xí)和鞏固學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識，實驗的難度比較小，但常常不能滿足部分學(xué)生的求知欲。對這樣的化學(xué)實驗，最有效的方法是把它放在課堂教學(xué)中去完成，變復(fù)習(xí)、鞏固知識為探索新知識。二是探究物質(zhì)的制備。物質(zhì)的制取通常是一個綜合性實驗，它要求學(xué)生具備一定的化學(xué)知識，同時對實驗操作技能要求比較高，學(xué)生對這樣的化學(xué)實驗好奇心強(qiáng)，興趣也特別濃厚，但也是問題最多的一類化學(xué)實驗。實驗設(shè)計的好壞直接關(guān)系到實驗的成功率和結(jié)論的正確性。因此這類實驗設(shè)計應(yīng)首先降低難度，把復(fù)雜的實驗劃分成若干個部分，最后再探究出完整的實驗方法。

【案例1】氯氣能與水反應(yīng)嗎？若能反應(yīng)生成物是什么？

創(chuàng)設(shè)情景：回憶氯氣什么顏色，展示一瓶氯氣和盛在試管中的新制飽和氯水，觀察比較顏色，分析氯水顏色淺的原因。學(xué)生推測原因可能為：1.氯氣被水沖稀導(dǎo)致的；2.氯氣與水反應(yīng)有消耗。

提出問題：到底氯氣與水反應(yīng)嗎？演示，將紅紙條用水濕潤一部分，伸入盛氯氣的集氣瓶中。學(xué)生觀察描述現(xiàn)象，紅紙條濕潤的地方變白，干的部分不褪色。通過實驗分析學(xué)生得出結(jié)論：氯氣與水反應(yīng)，生成的物質(zhì)有漂白性。氯氣本身不具有漂白性。

預(yù)測與假設(shè)：氯氣和水生成什么？學(xué)生根據(jù)氯氣和水組成的元素容易預(yù)測是鹽酸，鹽酸有沒有漂白性，做個實驗試試。學(xué)生將鹽酸滴在紅紙條上，不褪色，說明鹽酸沒有漂白性。將氯水滴在紅紙條上，一段時間后，褪色。此對照實驗說明氯氣和水還生成鹽酸以外的具有漂白性的物質(zhì)。教師直接告知這種物質(zhì)是HClO，如何證明有無鹽酸生成呢？

設(shè)計實驗：小組討論。供參考的試劑和儀器：氯水、鎂條、石蕊溶液、AgNO3溶液、膠頭滴管、砂紙。

方案1：將鎂條用砂紙打磨，放入盛氯水的試管中，觀察有無氣泡。驗證H+。

方案2：將石蕊滴入氯水中，看是否變紅。

方案3：將AgNO3溶液加入氯水中，看有無白色沉淀。驗證Cl-。

結(jié)果，學(xué)生用不同的方案都證明了有鹽酸生成。該案例探究過程比較完整，但教師提供參考的試劑和儀器，使學(xué)生容易設(shè)計出實驗方案。

3.關(guān)于物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)原理的探究性實驗

【案例2】對于物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，可借助宏觀的實驗現(xiàn)象來進(jìn)行推斷。例如，如何確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)？

猜想與假設(shè)：乙醇的分子式是C2H6O，對乙醇分子結(jié)構(gòu)提出兩種假設(shè)：

讓乙醇和鈉反應(yīng)，生成氫氣，若結(jié)構(gòu)1正確則會有1/6的氫原子或有5/6的氫原子被置換出來，若結(jié)構(gòu)2正確則全部的氫被置換出來。

設(shè)計實驗：通過研究設(shè)計出如下實驗裝置，測出乙醇的量和完全反應(yīng)生成氫氣的量。

得出結(jié)論：把測得氫氣的體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，經(jīng)過計算得出乙醇分子結(jié)構(gòu)式為“結(jié)構(gòu)1”。

4.關(guān)于實驗中的“反常”現(xiàn)象設(shè)計探究性實驗

在實驗中不可避免地會出現(xiàn)一些意料之外的反?，F(xiàn)象，可引導(dǎo)學(xué)生觀察、探究、分析和處理。

【案例4】鐵釘與CuSO4溶液置換反應(yīng)實驗后增加三個探究實驗

①Na與CuSO4溶液反應(yīng)可否置換出Cu？

②Na與FeSO4溶液反應(yīng)有何現(xiàn)象？

③室溫下把鐵釘放人盛濃H2SO4的燒杯中一段時間后取出洗凈，然后放人CuSO4溶液中有何現(xiàn)象？

學(xué)生在已知鐵釘和CuSO4溶液反應(yīng)現(xiàn)象的思維定勢下，對實驗①很容易得出生成Na2SO4和Cu的結(jié)論，而實際上有藍(lán)色絮狀物生成，同時有大量氣體產(chǎn)生，卻無Cu析出。對實驗②學(xué)生也容易誤認(rèn)為與實驗①的現(xiàn)象一樣，而實驗的結(jié)果卻多了白色Fe（OH）2沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色Fe（OH）3的現(xiàn)象。實驗③由于鐵表面生成了一層致密的氧化物，不發(fā)生反應(yīng)。實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象一次又一次否定了學(xué)生前面的猜測，學(xué)生的思維會異?；钴S，能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對實驗的探究興趣。