研究性學(xué)習(xí)在高中化學(xué)教學(xué)中的設(shè)計(jì)與實(shí)施

孟茂梅

研究性學(xué)習(xí)是一種以教師引導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式，教師通過(guò)對(duì)研究性情境的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生觀察問(wèn)題，并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì).在傳統(tǒng)的高中化學(xué)教學(xué)中，教師一直是課堂的主角，學(xué)生們的化學(xué)學(xué)習(xí)較為死板，學(xué)生們只會(huì)機(jī)械性的記憶知識(shí)點(diǎn)，缺乏對(duì)知識(shí)使用的靈活性和創(chuàng)新性.在本文中，我們將從高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐入手，探討研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與開(kāi)展策略.

一、課堂引導(dǎo)，對(duì)比研究

化學(xué)學(xué)科知識(shí)點(diǎn)多而廣，尤其是在易混知識(shí)點(diǎn)的辨析上，很多學(xué)生束手無(wú)策.在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師一味地進(jìn)行重復(fù)性教學(xué)，反復(fù)對(duì)知識(shí)概念進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，這樣不僅教學(xué)效率低下，還會(huì)影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)積極性.我認(rèn)為，易混知識(shí)之間既存在相似性，又存在差異性，唯有引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)比研究，才能掌握化學(xué)知識(shí)的實(shí)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)辨析記憶.

例如，在二氧化硫與鋇鹽反應(yīng)的教學(xué)中，很多學(xué)生對(duì)鋇鹽性質(zhì)容易混淆.對(duì)此，我為學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)了如下的研究性問(wèn)題.

問(wèn)題一 若是將二氧化硫通入氯化鋇溶液中，將會(huì)產(chǎn)生什么反應(yīng)？于是，學(xué)生們大膽研究，假設(shè)該實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行，則反應(yīng)方程式為

SO2+BaCl2+H2OBaSO3+2HCl

對(duì)于鹽類反應(yīng)，要想保證反應(yīng)的可行性，則生成物中必須含有氣體或是沉淀.在上述反應(yīng)中，亞硫酸鋇可溶于鹽酸，故兩者都不曾產(chǎn)生.于是可知，將二氧化硫通入鋇鹽無(wú)明顯現(xiàn)象.

問(wèn)題二 若是在上述溶液中繼續(xù)通入足量的氨水，又有什么現(xiàn)象呢？此時(shí)，我們必須注重對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，要求他們對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn).首先，我針對(duì)問(wèn)題二中的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生研究為何沒(méi)有亞硫酸鋇產(chǎn)生？結(jié)合鋇鹽的性質(zhì)，學(xué)生們很容易得出，是鹽酸的作用.然后，我又繼續(xù)提問(wèn)：要想生成鋇鹽，最有效的方式什么，嘗試結(jié)合二中提問(wèn)回答.此時(shí)，學(xué)生們便很自然地被引入問(wèn)題二，加入足量氨水，則改變了酸性條件，故有白色沉淀.

問(wèn)題三 若是在問(wèn)題一的基礎(chǔ)上加入適量硝酸溶液，會(huì)有什么現(xiàn)象？我繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)探究工作，與一相較，三中添加硝酸對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的影響決定產(chǎn)物類型.硝酸具有強(qiáng)氧化性，則一中的亞硫酸根離子會(huì)被氧化成硫酸根.有硫酸鋇的性質(zhì)可知，其不溶于酸或水，故有白色沉淀.通過(guò)上述三個(gè)問(wèn)題的對(duì)比，學(xué)生們實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋇鹽性質(zhì)的對(duì)比研究，對(duì)其性質(zhì)理解得到進(jìn)一步深化.

二、實(shí)驗(yàn)研究，思維訓(xùn)練

實(shí)驗(yàn)研究是化學(xué)教學(xué)的重要形式之一，是高中化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵一環(huán).對(duì)于學(xué)生發(fā)展而言，化學(xué)實(shí)驗(yàn)形象直觀，有利于激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)積極性.通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)施，學(xué)生們可以進(jìn)行自主研究，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究性思維和創(chuàng)新式思維.對(duì)此，我們可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，選定一些研究方向，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究.

例如，在銅與濃硫酸的反應(yīng)教學(xué)中，我為學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)了如下的探究實(shí)驗(yàn).在室溫下，把銅片放入濃硫酸中，沒(méi)有明顯反應(yīng).甲同學(xué)認(rèn)為：因?yàn)殂~表面發(fā)生鈍化現(xiàn)象，導(dǎo)致反應(yīng)難以進(jìn)行.乙同學(xué)認(rèn)為，因?yàn)槭覝叵裸~片與濃硫酸的反應(yīng)緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯.現(xiàn)要求學(xué)生設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證甲乙兩同學(xué)說(shuō)法的正確性.

在明確了研究性實(shí)驗(yàn)的目的后，我首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考設(shè)計(jì).對(duì)于該驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只要我們分析出上述反應(yīng)中銅表面的物質(zhì)即可.于是，學(xué)生們選定硝酸銀進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn).于是，學(xué)生們?cè)跓蟹湃胍粔K銅片，然后再加入適量的濃硫酸.此時(shí)，保證銅片完全浸沒(méi)在濃硫酸中即可，待反應(yīng)一段時(shí)間后，將銅片取出.待銅片洗凈后，將其放入盛有硝酸銀溶液的燒杯中，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.若是看見(jiàn)銅片表面有白色物質(zhì)（即是銀）析出，且溶液變藍(lán)，則說(shuō)明銅在濃硫酸并沒(méi)有發(fā)生鈍化現(xiàn)象.反之，若是銅片表面沒(méi)有析出白色物質(zhì)，溶液不變色，則說(shuō)明甲同學(xué)的猜想正確.通過(guò)該探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，學(xué)生們從實(shí)驗(yàn)儀器選取、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)置到最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析，他們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程.在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生們自主分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，有效的培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)研究思維能力.

三、研究性作業(yè)，拓展教學(xué)

研究性學(xué)習(xí)不僅需要應(yīng)用在化學(xué)課堂中，更要做到走出課堂，延伸到學(xué)生的化學(xué)訓(xùn)練中.化學(xué)課后作業(yè)的設(shè)計(jì)也是化學(xué)研究性學(xué)習(xí)的重要一環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)教學(xué)的拓展應(yīng)用.在研究性作業(yè)的設(shè)計(jì)上，我們必須緊密聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，并結(jié)合學(xué)生身邊的化學(xué)案例選定研究性作業(yè).

例如：已知某金屬混合粉末中，除含鋁外，還有鐵和銅中的一種或兩種.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)研究該金屬混合粉末中鐵、銅元素的存在.僅限以下的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、滴管、藥匙；1 mol/L硫酸、2 mol/L硝酸、2 mol/L氫氧化鈉、20% KSCN溶液.

（1）提出假設(shè)：

假設(shè)一：該金屬混合物中除了鋁還含有鐵元素；

假設(shè)二：該金屬混合物中除了鋁還含有元素；

假設(shè)三：該金屬混合物中除了鋁還含有Fe、Cu元素.

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)（2）中的方案敘述實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)期現(xiàn)象.

分析 該作業(yè)來(lái)源于對(duì)易拉罐成分的探究，是從學(xué)生生活中升華所得的習(xí)題.由控制變量原則可知，第一問(wèn)中的空格應(yīng)填銅元素.要想驗(yàn)證鐵粉的存在，學(xué)生們提出利用磁鐵進(jìn)行驗(yàn)證的原理，于是便實(shí)現(xiàn)了對(duì)假設(shè)一的驗(yàn)證.若是存在鐵粉，則磁鐵上會(huì)吸附一定的鐵粉.在銅粉的驗(yàn)證上，由于銅活性較低，故需要先除去溶液中的鐵和鋁，若有紫紅色固體剩余，則可以說(shuō)明原混合粉末中含有銅.于是，學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)了如下的研究性實(shí)驗(yàn)：去適量粉末于試管中，加入過(guò)量NaOH溶液，沖洗靜止后得到固體.再向大試管中加入足量稀鹽酸，加水多次洗滌，得到剩余固體.若是固體呈現(xiàn)紫紅色，則說(shuō)明元混合粉末中存在銅粉.通過(guò)該研究性作業(yè)的布置，學(xué)生們對(duì)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用意識(shí)得到強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的拓展.

總之，研究性學(xué)習(xí)在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)施，不僅是素質(zhì)教育的體現(xiàn)，更是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的要求.研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施不會(huì)一蹴而就，我們必須注重對(duì)教學(xué)方式的改革，重視化學(xué)學(xué)科應(yīng)用，重視學(xué)生的體驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的有效性.