拓寬高中化學(xué)課本實(shí)驗(yàn) 深化探究性教學(xué)模式

張建民

【摘 要】化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科。大量的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng)都通過課堂實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，課本上的演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中占有十分重要的地位。通過拓寬課本實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，更深刻地幫助學(xué)生形成牢固的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，能夠更加準(zhǔn)確地理解化學(xué)概念、原理、定律，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)方法和態(tài)度；同時(shí)訓(xùn)練了學(xué)生的觀察能力、思維能力、創(chuàng)新能力，把學(xué)生培養(yǎng)成有創(chuàng)造性、主動(dòng)性，有學(xué)科探究能力的人。

【關(guān)鍵詞】拓寬課本；實(shí)驗(yàn)；探究；模式

通過多年高中化學(xué)教學(xué)，我認(rèn)為通過以下幾個(gè)方面的教學(xué)實(shí)踐，拓寬課堂演示實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的最主要的途徑。

一、增加探究性的演示實(shí)驗(yàn)

在常規(guī)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師一般利用教材上現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方案，按部就班做一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的“異?，F(xiàn)象”和教材敘述不一樣的現(xiàn)象，大部分教師采取回避態(tài)度，搪塞手段，不進(jìn)行科學(xué)性解釋；甚至有一部分演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)際做出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與課本上的現(xiàn)象完全不同，教師不做進(jìn)一步的探討解釋說明，害怕學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，這樣做的結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺，誤導(dǎo)學(xué)生形成一些有錯(cuò)誤的觀念和模糊的概念。有些實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和課本上描述的現(xiàn)象有矛盾，學(xué)生對(duì)課本上的知識(shí)持懷疑態(tài)度，弱化對(duì)概念的理解，甚至形成錯(cuò)誤的結(jié)論和概念，抑制學(xué)生創(chuàng)造性思維的形成。當(dāng)然在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，并不是每節(jié)課都進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，所以要求教師必須精心挑選一些具有代表性、可操作性、有意義課題或?qū)ｎ}進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在選題上要求覆蓋面廣，難度、深度適中，適應(yīng)當(dāng)前學(xué)生的實(shí)際水平。課前要求教師首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、用品、步驟、現(xiàn)象、記錄及結(jié)果、問題和討論有詳盡計(jì)劃。

例如，在上過氧化鈉化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先是創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣。問：載人航天飛行，飛行員在太空需要大量的氧氣，是由什么物質(zhì)提供的？學(xué)生回答：過氧化鈉和人呼出二氧化碳反應(yīng)提供?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式為：2Na2O2+2CO2=2 Na2CO3+O2↑。緊接著提問學(xué)生：過氧化鈉和水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？學(xué)生回答：氫氧化鈉和氧氣。問：如何確定有氧氣和氫氧化鈉生成？學(xué)生回答：用帶火星的木條放在試管口，若復(fù)燃，說明氧氣產(chǎn)生，給反應(yīng)后的混合液中加入酚酞試液變紅說明有NaOH生成。問：取少量的Na2O2放入試管中，加入一些蒸餾水，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生（用帶火星的木條試驗(yàn)，確實(shí)有氧氣放出），同時(shí)加入酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色，繼續(xù)加入酚酞試液現(xiàn)象仍然相同，這是為什么呢？

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究思考：

1.發(fā)現(xiàn)問題，分析問題

這說明過氧化鈉和水反應(yīng)除生成氫氧化鈉和氧氣外，還有另外的物質(zhì)生成，這是什么物質(zhì)？

2.猜想形成假設(shè)

（1）加入酚酞試液變紅，可能是有NaOH生成。

（2）褪色，說明有漂白性的物質(zhì)生成。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，可能有H2O2生成，可能有O3生成。因?yàn)槲覀円郧皩W(xué)過與此有關(guān)漂白性的物質(zhì)只有H2O2、O3、Na2O2，由于反應(yīng)中有大量水的存在不可能有Na2O2存在，又根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，不可能產(chǎn)生氧化性很強(qiáng)的O3，所以有可能產(chǎn)生H2O2。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)一步驗(yàn)證假設(shè)

根據(jù)需要設(shè)計(jì)以下五個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討，幫助學(xué)生形成正確判斷：

（1）向NaOH溶液加入酚酞試液-現(xiàn)象：變紅。結(jié)論：堿和酚酞試液變紅色。

（2）向NaOH溶液加入酚酞試液-現(xiàn)象：變紅；再加入H2O2-現(xiàn)象：褪色，與（1）中的現(xiàn)象進(jìn)行比較。結(jié)論：過氧化氫具有漂白性。

（3）向H2O2加入MnO2-現(xiàn)象：有無色無味氣體產(chǎn)生，驗(yàn)證：用帶火星的木條檢驗(yàn)是不是有O2放出。

（4）向Na2O2加入H2O-現(xiàn)象：有氣體放出，同時(shí)放熱，驗(yàn)證：帶火星木條檢驗(yàn)是否有氧氣放出。再加入酚酞試液先變紅又褪色。

（5）向Na2O2加入H2O溶液-反應(yīng)完全后，加入MnO2并加熱直到再?zèng)]有氣體產(chǎn)生時(shí)，再加入酚酞試液，現(xiàn)象：變紅色，說明溶液中有氫氧化鈉生成。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分組討論，解決問題

通過以上五個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了Na2O2和H2O反應(yīng)除生成NaOH和O2外還有H2O2生成，通過查閱資料進(jìn)一步證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確，該反應(yīng)的方程式分兩步進(jìn)行，

第一步：Na2O2+H2O=2NaOH+ H2O2

第二步：2H2O2=2H2O+ O2↑

以上兩個(gè)方程處理得到2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

得出結(jié)論和課本上的結(jié)論一致，這一探究過程既得出了正確結(jié)論，又復(fù)習(xí)了NaOH、O2、H2O2、MnO2的性質(zhì)，同時(shí)還可引發(fā)新的思考，如用石蕊試液代替上述酚酞試液現(xiàn)象又如何？（留做學(xué)生思考）

二、補(bǔ)充完善學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行自主探究的主要舞臺(tái)，是學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)技能和技巧，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，靈活運(yùn)用知識(shí)的重要陣地。

例如實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，如何得到純凈干燥的氯氣，課本僅從反應(yīng)原理、制取裝置、收集方法、尾氣處理、四個(gè)方面進(jìn)行闡述。用課本的實(shí)驗(yàn)方案得不到純凈干燥的氯氣，可采取下述教學(xué)步驟：

1.提出問題

讓學(xué)生進(jìn)行討論分析，可能含有的雜質(zhì)有氯化氫和水蒸氣。

2.猜想形成假設(shè)

（1）氯化氫產(chǎn)生是由于濃鹽酸具有揮發(fā)性。

（2）水蒸氣是由于反應(yīng)在溶液中進(jìn)行。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

（1）從反應(yīng)原理角度考慮，用氧化劑氧化濃鹽酸，除了用二氧化錳之外，能不能用高錳酸鉀、氯酸鉀、次氯酸鈉等代替，化學(xué)方程式如何書寫？

（2）如何確定反應(yīng)發(fā)生裝置？主要從反應(yīng)條件、反應(yīng)原理、以及氣體的性質(zhì)等方面綜合考慮制取裝置。初中學(xué)過的制取氧氣、氫氣的發(fā)生裝置如何？現(xiàn)在我們學(xué)過的實(shí)驗(yàn)室制備氣體的常見裝置有哪幾種？

（3）制取氯氣為什么要用分液漏斗和酒精燈？

（4）除去雜質(zhì)能否用飽和食鹽水？洗氣瓶裝置如何？能否用水除去雜質(zhì)？

（5）干燥劑選用什么物質(zhì)？能否用濃硫酸？作為干燥劑，選用的條件是什么？

（6）收集氯氣的方法？收集氣體的方法主要是由什么決定的？

（7）由于氯氣有毒性，對(duì)空氣有污染，尾氣用什么吸收？為什么不用水吸收？

（8）檢驗(yàn)是不是氯氣？能否用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙？能否用濕潤(rùn)的有色布條？

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組討論、歸納整理、得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)室制備氣體，常用模式從7個(gè)方面分析：

①反應(yīng)原理；②發(fā)生裝置；③除雜質(zhì)；④干燥；⑤收集方法；⑥驗(yàn)滿；⑦尾氣處理。

其他的氣體制備，如二氧化硫、乙烯、乙炔、氯化氫等都可以從上述七個(gè)方面分析。

三、提供必要的儀器藥品，讓學(xué)生完成家庭小實(shí)驗(yàn)

例如原電池一節(jié)的家庭小實(shí)驗(yàn)，用銅片、鋁片、橘子、耳機(jī)、導(dǎo)線可以構(gòu)成原電池，由于學(xué)生沒有實(shí)驗(yàn)器材和藥品，所以無法完成家庭小實(shí)驗(yàn)。教師可以給學(xué)生提供必要的藥品和器材，如銅片、鋁片、耳機(jī)。

四、重視選做實(shí)驗(yàn)，是深化探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要補(bǔ)充

大多數(shù)中學(xué)把選做實(shí)驗(yàn)根本沒有做，這與新課程改革的目標(biāo)不一致。切實(shí)加強(qiáng)選做實(shí)驗(yàn)這部分的教學(xué)，是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的重要手段。

通過以上四個(gè)方面的探究性實(shí)驗(yàn)性教學(xué)，使學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，從而提高學(xué)生的探究能力，使學(xué)生形成創(chuàng)造性思維，使學(xué)生必將終生受益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉知新編著《化學(xué)教學(xué)論》第一版，北京：高等教育出版社，1995

[2]楊先昌編著《中學(xué)化學(xué)教學(xué)法》第一版，湖北教育出版社，1983