激發(fā)學(xué)生探究精神

毛耐菊

在化學(xué)探究性教學(xué)中老師可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引領(lǐng)并激發(fā)學(xué)生的探究精神。

我們已經(jīng)學(xué)過電解水的知識，今天我們通過探究電解飽和食鹽水，研究以食鹽為基礎(chǔ)原料的工業(yè)——氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理。

（教師指導(dǎo)學(xué)生實施實驗，觀察現(xiàn)象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在陰陽兩極上都有氣泡產(chǎn)生。）

接下來教師通過一系列環(huán)環(huán)相扣的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生探究電解飽和食鹽水的產(chǎn)物。

問題1：你們認(rèn)為兩電極上產(chǎn)生的氣體可能是什么物質(zhì)？

學(xué)生經(jīng)過討論，獲得的結(jié)論是“它們可能是氫氣、氧氣、氯氣”。

教師讓學(xué)生再一次進行討論，看看有沒有可能還有其他氣體生成，結(jié)果有同學(xué)說還可能有氯化氫氣體。

問題2：根據(jù)已有的知識經(jīng)驗，能不能將上述四種氣體中的一種或幾種給排除掉？

學(xué)生經(jīng)過研究，提出其中的氯化氫氣體可以排除掉。在說明原因時，有同學(xué)說，根據(jù)電解水的方程式，其生成的產(chǎn)物只有單質(zhì)，而氯化氫是化合物，所以不可能；也有同學(xué)說，氯化氫是一種極易溶于水的氣體，不可能以氣體逸出。

此時學(xué)生議論紛紛，感到他們說的理由不充分。

接著又有同學(xué)站起來說，根據(jù)電解水的方程式，兩電極上生成的氫氣、氧氣中元素的化合價跟原反應(yīng)物中元素的化合價均不相同，所以在電極上產(chǎn)生的氣體，其元素的化合價在反應(yīng)前后應(yīng)該是不同的，而氯化氫中兩種元素的化合價跟原反應(yīng)物中價態(tài)沒有差別，所以氯化氫不可能生成。

最后有兩個同學(xué)站起來闡述自己的觀點，他們相互補充，達成的共識是：電解時，溶液中氫離子向陰極運動，氯離子向陽極運動，如果兩種離子都參與反應(yīng)的話，它們不可能在同一電極上生成，所以不可能產(chǎn)生HCl（此時，同學(xué)們面露欽佩的神色）。

問題3：可以用什么方法證明它們存在與否？其中至少采用幾種檢驗方法？

學(xué)生通過研究，認(rèn)為至少需采用兩種不同的方法檢驗它們。

（學(xué)生實施實驗，發(fā)現(xiàn)陰極產(chǎn)生的氣體能發(fā)生爆鳴現(xiàn)象，陽極上產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟腒I——淀粉試紙變藍，從而得出電解產(chǎn)生的氣體是氫氣和氯氣的結(jié)論。）

問題4：電解液能使酚酞變紅，能否證明電解產(chǎn)物中一定有NaOH？

學(xué)生在探究過程中出現(xiàn)爭論：

有的認(rèn)為不能證明，因為是電解液使酚酞變紅只能說明其顯堿性，而不能證明這種堿一定是NaOH。

也有的認(rèn)為可以證明，因為電解飽和食鹽水時，溶液中的金屬陽離子只有Na■，如果有堿生成，它只能是NaOH。

經(jīng)過討論，絕大多數(shù)同學(xué)同意上述第二種觀點。此時有一個同學(xué)提出了與眾不同的觀點，他認(rèn)為：電解液使酚酞變紅，只能說明它顯堿性，其中含NaOH，而不能說明這種堿是由電解產(chǎn)生的，因為有可能食鹽水在電解前本身就有可能已經(jīng)顯堿性了。這個同學(xué)陳述的觀點，使大家有了豁然開朗的感覺，紛紛點頭贊許。

問題5：假如溶液中Cl■全部轉(zhuǎn)化為Cl■逸出，此時溶液中大量存在的溶質(zhì)微粒是什么（學(xué)生認(rèn)為是Na■）？

（1）溶液中溶質(zhì)微粒是否只有Na■？

（2）跟Na■共存的陰離子可能是什么？

（3）怎樣證明電解后的溶液中存在NaOH？

在上述問題的探究過程中，學(xué)生認(rèn)為溶液中溶質(zhì)微粒不可能只有Na■，因為如果這樣，溶液就會帶電，所以溶液中一定有陰離子中和Na■的電性。根據(jù)原溶液的元素組成，認(rèn)為這種陰離子只可能是OH■，而Na■、OH■的組合即NaOH，此時很自然地想到檢驗有NaOH生成的方法可用酚酞試液。

（學(xué)生實驗：向電解后的溶液滴加無色酚酞溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液顯紅色。）

問題6：采用什么樣的實驗可證明電解液的堿性是電解產(chǎn)生的還是溶液本來就具有的？

學(xué)生經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)這個實驗很簡單，只要向原飽和食鹽水中滴加酚酞試液即可。

（學(xué)生實驗，向電解前的飽和食鹽水滴加酚酞試液，溶液不變紅色，證明NaOH是電解生成的。）

至此電解飽和食鹽水的產(chǎn)物通過學(xué)生的探究全部搞清楚了，它們是：氫氣、氯氣、氫氧化鈉，接著學(xué)生寫出了電解飽和食鹽水的方程式，教師說這個反應(yīng)就是氯堿工業(yè)的基本反應(yīng)原理?！?/p>

由于教學(xué)過程中所創(chuàng)設(shè)的問題情境具有可探究性和發(fā)散性，使學(xué)生在提出假設(shè)、對假設(shè)證實或證偽、獲得正確結(jié)論的過程中，邏輯思維能力、創(chuàng)新精神、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、實踐能力等方面有所發(fā)展。

在開展探究活動之前，教師看似無意地回顧了電解水的知識，但從后來的探究過程來看，其目的是為學(xué)生探究電解飽和食鹽水的活動提供知識的固著點和出發(fā)點。

在否定氯化氫氣體存在的探究活動中，學(xué)生一開始僅僅將電解水（產(chǎn)物均為單質(zhì)）的知識進行簡單遷移，得到不可能生成氯化氫的結(jié)論，但說服力不強。隨著探究的深入，學(xué)生否定氯化氫氣體存在的理由越來越多，越來越深刻。比如有同學(xué)從電解水中產(chǎn)物元素化合價發(fā)生變化的角度否定了氯化氫的存在，雖然他的知識固著點與第一個學(xué)生相同，但理解的層次明顯不同，第一個學(xué)生僅僅從產(chǎn)物是單質(zhì)這一表象進行知識的遷移，而第二個學(xué)生則將電解水的本質(zhì)原理（元素的化合價發(fā)生變化）遷移到電解飽和食鹽水中，體現(xiàn)出其思維的深刻性。而最后兩位學(xué)生則從電解飽和食鹽水時微粒移動方向的微觀角度解釋了氯化氫不存在的原因，可見他們的探究活動已從宏觀物質(zhì)深入微觀世界，其思維品質(zhì)達到更高的層次。他們的探究結(jié)果將課堂教學(xué)氣氛推向高潮，無論是提出這種假設(shè)的同學(xué)本身或是其他學(xué)生，還是老師都沉浸在愜意和諧的氛圍中。

在對問題5的探究過程中，正當(dāng)大家通過爭論趨于一致地認(rèn)為電解液能使酚酞變紅可以證明電解產(chǎn)物中有NaOH的時候，有學(xué)生提出電解液的堿性是否有可能在原飽和食鹽水中就已經(jīng)存在，這種觀點的提出立即將大家即將獲得的結(jié)論推翻了，大家從心底地感謝這位學(xué)生，感謝他將大家從思維定勢中拉了回來。接著不約而同地探究起如何證明溶液的堿性究竟是原飽和食鹽水具有的還是電解產(chǎn)生的。

從本課時的教學(xué)過程看，巧妙的引人入勝的問題情境可將學(xué)生的探究活動一步一步引向深入。教師在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時應(yīng)盡可能地與學(xué)生已有的知識經(jīng)驗相聯(lián)系。