化學(xué)探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試

李衛(wèi)陳

摘 要：實(shí)施探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)是新課改的精神要求。作者嘗試通過(guò)把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展小組研究性學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；探索性；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；嘗試

【中圖分類號(hào)】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 B 【文章編號(hào)】 1671-8437（2016）01-0017-02

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)施中學(xué)化學(xué)探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神的有效途徑。改變傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、積極開(kāi)展小組研究性學(xué)習(xí)是有效的切入點(diǎn)。

1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新意識(shí)，盡可能把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在親身實(shí)踐中增強(qiáng)認(rèn)識(shí)，加深理解。

示例1：碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

蘇教版必修1專題2《碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》中，“相同條件下，碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)比碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)劇烈得多”，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)生遺忘率極高，原因在于不理解反應(yīng)的原理，本反應(yīng)涉及CO32-的水解及離子反應(yīng)CO32-+H+=HCO3-， HCO3-+H+=H2O+CO2↑的本質(zhì)。因此，我們把教材里驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)“碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)”，改為探索性實(shí)驗(yàn)，并且“增加碳酸氫鈉在相同條件下與鹽酸的反應(yīng)”來(lái)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比兩個(gè)氣球膨脹的速率，獲得感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生就能很好地理解反應(yīng)的本質(zhì)。所以我們?cè)谥v授《碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》時(shí)，啟發(fā)學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生用老師提供的藥品、試管及小氣球，經(jīng)過(guò)多次設(shè)計(jì)，最后選定方案為“把氣球套在試管上，氣球里事先分別盛裝相同物質(zhì)的量碳酸鈉、碳酸氫鈉粉末，試管盛裝相同物質(zhì)的量鹽酸，把兩種粉末同時(shí)落入試管內(nèi)”，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生觀察到碳酸氫鈉粉末從氣球落入盛有鹽酸的試管后，氣球迅速膨脹，印象極其深刻，之后教師因勢(shì)利導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生分析反應(yīng)實(shí)質(zhì)，學(xué)生就能很快掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。像這樣把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)巧妙地轉(zhuǎn)變成探索性實(shí)驗(yàn)，不但有利于學(xué)生理解該知識(shí)點(diǎn)，也為學(xué)生理解后續(xù)的《化學(xué)反應(yīng)原理》中涉及的“鹽酸逐滴滴入碳酸鈉溶液產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”埋下伏筆，而且有利于學(xué)生智力的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

示例2：硝酸實(shí)驗(yàn)

硝酸性質(zhì)在中學(xué)化學(xué)中是非常重要的知識(shí)點(diǎn)，做好相關(guān)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生理解濃硝酸特性的關(guān)鍵，因此我們?cè)谥v授硝酸時(shí)，增加4個(gè)探索實(shí)驗(yàn)：觀察久置于無(wú)色試劑瓶的濃硝酸呈黃色，鋁鐵在冷濃硝酸中鈍化，木炭與濃硝酸不加熱及加熱兩種不同條件下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，鐵粉與少量濃硝酸和過(guò)量濃硝酸兩種不同用量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)（需加熱）。提醒學(xué)生全班性實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生二氧化氮等有害氣體多，啟發(fā)學(xué)生如何設(shè)計(jì)具體方案減少環(huán)境污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，大膽創(chuàng)新。學(xué)生通過(guò)討論一致考慮到三個(gè)關(guān)鍵：①最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)不能用試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椴荒芸刂葡跛岬挠昧浚焕谏钊肜斫鈦嗚F離子、鐵離子相互轉(zhuǎn)化的條件，要用注射器代替試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如先在兩支50mL注射器分別放入3g鐵粉，在用注射器慢慢吸入微熱過(guò)的濃硝酸。②要注意把后兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行密封式固液加熱并把尾氣通入濃的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行吸收，減少污染。③實(shí)驗(yàn)中要非常細(xì)心地使用硝酸這種強(qiáng)氧化劑，反應(yīng)后要回收廢液并處理。學(xué)生制定了較好的實(shí)驗(yàn)方案再來(lái)做實(shí)驗(yàn)，自然就能收到較好的效果。通過(guò)這幾個(gè)探索性實(shí)驗(yàn)學(xué)生既能更好地掌握濃硝酸的不穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性等重要性質(zhì)，復(fù)習(xí)前面所學(xué)的鐵三角知識(shí)，又能增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

示例3：鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

鋁熱反應(yīng)是一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，新教材沒(méi)有實(shí)驗(yàn)方案，老教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)存在不足：①反應(yīng)中火星四射，發(fā)出耀眼光芒，融化物容易濺出，容易造成火災(zāi)或人身傷害，安全隱患大。②反應(yīng)中有濃厚白煙生成，充滿教室，難以散去，嚴(yán)重污染教室環(huán)境。因此我們布置學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了修改，學(xué)生們集思廣益，最后提出較為妥當(dāng)?shù)母倪M(jìn)方案：①把反應(yīng)物鋁粉、三氧化二鐵按一定比例混合均勻后加入少量膠水，潤(rùn)濕該混合物，將混合物均勻涂在細(xì)鐵絲上，放在干燥箱中干燥備用。②從干燥箱內(nèi)把涂有混合物的鐵絲取出，取一段鎂條，并用鐵釘在其上打一小孔后掛在鐵絲上。

③酒精燈點(diǎn)燃鎂條，火星四射、發(fā)出耀眼的光芒、細(xì)鐵絲變粗的現(xiàn)象清晰可見(jiàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生深刻體會(huì)到鋁熱反應(yīng)的劇烈程度，就能更好地理解其在工業(yè)、建筑業(yè)的用途。通過(guò)探索合理的方案，培養(yǎng)了學(xué)生的節(jié)約藥品、環(huán)保和安全意識(shí)，創(chuàng)新意識(shí)必然也在實(shí)驗(yàn)中得到培養(yǎng)。

我們除了從方法上啟發(fā)學(xué)生對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索改進(jìn)外，還根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的需要適當(dāng)補(bǔ)充一些實(shí)驗(yàn)，或者啟發(fā)學(xué)生增加一些試劑使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加清楚來(lái)提高學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。如乙醇、苯酚、乙酸三種物質(zhì)分別與鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉的反應(yīng)，最好將書(shū)上沒(méi)有做的實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整，觀察是否都有反應(yīng)，反應(yīng)速度是否有差異。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生就能搞清容易混淆的知識(shí)。再如乙酸乙酯的制取，為了看清油層的出現(xiàn)，我們啟發(fā)學(xué)生增加一種試劑就能更好地看清油層的出現(xiàn)，讓學(xué)生思考用什么試劑呢？……總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如能處處留心小小的細(xì)節(jié)，合理啟發(fā)，注意引導(dǎo)探索為什么這樣做實(shí)驗(yàn)，有更好的改進(jìn)方法嗎，怎么改進(jìn)方法呢，等問(wèn)題。甚至可以讓學(xué)生參與分組實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，培養(yǎng)其興趣和創(chuàng)新精神，訓(xùn)練其動(dòng)手能力。

2 開(kāi)展小組研究性學(xué)習(xí)

為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和實(shí)事求是的科學(xué)精神以及克服困難的意志，我們積極開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。三五個(gè)學(xué)生或七八個(gè)學(xué)生組成研究性學(xué)習(xí)小組，開(kāi)展學(xué)習(xí)互助小組、課外興趣小組。學(xué)習(xí)上相互幫助，課余時(shí)間到開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題（應(yīng)在教師指導(dǎo)下），或走出校門(mén)，到附近工廠、單位開(kāi)展專題調(diào)查。由于研究性學(xué)習(xí)帶有很強(qiáng)的實(shí)踐性、社會(huì)性和探索性，所以在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，豐富學(xué)生的課外生活，促使課堂教學(xué)與課外活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，充分開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛力，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

比如，有機(jī)物中乙酸、碳酸、苯酚的酸性大小順序，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，怎樣設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方法呢？有些學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)出較合理的方案，在實(shí)驗(yàn)員老師的指導(dǎo)配合下，成功檢驗(yàn)出三種物質(zhì)的酸性大小，這樣既有利于學(xué)生掌握知識(shí)，更主要能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”、“怎樣學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。再如，本人任教高一年級(jí)時(shí)，曾經(jīng)組織7個(gè)學(xué)生組成興趣小組，積極開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，探討水質(zhì)與人體健康的關(guān)系。7個(gè)學(xué)生查閱自來(lái)水凈化、消毒的有關(guān)化學(xué)知識(shí)，并到我縣自來(lái)水廠參觀生產(chǎn)流程，了解自來(lái)水廠源水凈化的原料及原理、氯氣的消毒原理、檢測(cè)出廠水是否符合飲用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的方法，參觀自來(lái)水廠、防疫站分別是如何測(cè)定源水、出廠水、末梢水的理化生成分，并在自來(lái)水廠技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。學(xué)生還針對(duì)我縣是山區(qū)小縣有較豐富的地下水資源，到不同地點(diǎn)采集幾份泉水，聯(lián)系縣防疫站進(jìn)行泉水理化生成分的測(cè)定。通過(guò)對(duì)自來(lái)水、泉水理化生指標(biāo)的測(cè)定，查閱飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749—85規(guī)定），了解我縣飲用水資源狀況。通過(guò)查閱圖書(shū)館的相關(guān)資料及網(wǎng)上相關(guān)信息提出我縣飲用水衛(wèi)生狀況，探討水質(zhì)與人體健康的關(guān)系。針對(duì)全球淡水資源日趨枯竭，向全校師生發(fā)出“愛(ài)護(hù)水資源、保護(hù)水資源”的倡議。該研究性成果獲市研究性學(xué)習(xí)優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)，在學(xué)校師生中引起較大的反響。

總之，在新課程理念的指導(dǎo)下，化學(xué)教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生走出課堂、走出校門(mén)，讓學(xué)生在探索實(shí)踐中培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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