探究學(xué)習(xí)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐研究

曾波

所謂探究，就其本意來說，是探討和研究。探討就是探求學(xué)問，探求真理和探本求源；研究就是研討問題，追根求源和多方尋求答案，解決疑問。對(duì)于學(xué)生來說，無法像科學(xué)家那樣探究未知的知識(shí)，他們通常是對(duì)已有的事實(shí)進(jìn)行探究，這就要求教師在教學(xué)屮要善于創(chuàng)設(shè)一定條件和氛圍，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生去模擬、探究，發(fā)現(xiàn)“新”現(xiàn)象，通過思考，假設(shè)、質(zhì)疑和綜合研究和分析，歸納出物質(zhì)呈現(xiàn)如此現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，運(yùn)用一定教學(xué)手段，采用多種啟發(fā)方式（如：講述、談話、提問、討論、實(shí)驗(yàn)、閱讀等），激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生掌握獲取知識(shí)的方法和能力，真正做到“授人以魚不如授人以漁”。

氯是典型的非金屬元素，氯氣及含氯化合物在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。氯氣與水反應(yīng)是氯氣用于自來水消毒的原理所在，是理解氯氣與堿溶液反應(yīng)的基礎(chǔ)，生活中使用的漂白粉（液）是利用了氯氣與堿溶液反應(yīng)的原理生產(chǎn)的，是化學(xué)在生活中應(yīng)用的典型范例。對(duì)氯水成分的認(rèn)識(shí)，如果僅通過教師的演示和講解，很難讓學(xué)生真正從微觀上加以認(rèn)識(shí)。此部分內(nèi)容非常適合開展學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)，我通過設(shè)計(jì)有吸引力、有層次、有梯度的問題引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，將知識(shí)學(xué)習(xí)、觀念建構(gòu)和問題解決有機(jī)結(jié)合起來。

本節(jié)內(nèi)容主要采取學(xué)生自主探究、教師引導(dǎo)和多媒體演示相結(jié)合，突出重點(diǎn)，把主要時(shí)間用于學(xué)生自主探究上，采用“提出問題、猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論”的探究性教學(xué)活動(dòng)，在教師的指導(dǎo)下探究氯水的成分及其主要性質(zhì)。

1.創(chuàng)設(shè)生活情景，激發(fā)學(xué)生的探究興趣

為了能讓學(xué)生積極地參與到探究活動(dòng)中來，我先展示了了三個(gè)生活情景，分別為：（1）2011年江蘇南通氯堿廠氯氣泄露新聞的視頻；（2）氯氣泡出雪白“黑心棉”新聞，在外打工的乾縣農(nóng)民鄭天（化名）春節(jié)回到家鄉(xiāng)，意外發(fā)現(xiàn)家鄉(xiāng)存在一些加工“黑心棉”的窩點(diǎn)。什么是黑心棉呢？黑心棉不是真正的棉花，是將廢舊和丟棄的布頭粉碎成短布頭，然后工人將這些布頭運(yùn)到院子中間的“水池”中浸泡，水池中是加入氯氣和工業(yè)堿（氫氧化鈉）的。據(jù)悉，浸泡的時(shí)間與溫度有關(guān)系，夏天一般3個(gè)小時(shí)后，水中的布頭就變得雪白，而冬天約需一天一夜。將漂白的布頭加工成絮狀，被充當(dāng)成棉花。（3）江西南昌發(fā)生一起兒童游泳集體氯氣中毒事件，11名癥狀較重的兒童被立刻送往醫(yī)院搶救。原因是館內(nèi)一工作人員操作失誤，在泳池內(nèi)還有隊(duì)員的情況下，將凈化水質(zhì)用的氯氣管道打開消毒，當(dāng)即導(dǎo)致靠近管道附近的多名小選手出現(xiàn)嘔吐、頭暈、四肢無力等氯氣中毒癥狀。 針對(duì)第一個(gè)生活情景設(shè)計(jì)兩個(gè)探究問題：（1）是否應(yīng)該轉(zhuǎn)移受災(zāi)人員，該如何轉(zhuǎn)移？ （2）消防員向空氣中噴灑的物質(zhì)是什么？通過這兩個(gè)探究問題引導(dǎo)學(xué)生分析氯氣的物理性質(zhì)。針對(duì)第二和第三兩個(gè)生活情景設(shè)計(jì)了三個(gè)探究問題： （1）是氯氣具有漂白作用還是氯水具有漂白作用？ （2）為什么氯水能漂白有色物質(zhì)，起漂白作用的成分是什么？（3）黑心棉商家在水池中加入工業(yè)堿的目的是什么？這三個(gè)探究問題分別對(duì)應(yīng)的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)為（1）氯氣能否與水反應(yīng)；（2）氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物，氯水的成分；（3）氯氣與堿的反應(yīng)。

2.提出猜想，教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究

（1）氯氣的物理性質(zhì)

此階段由于氯氣毒性太強(qiáng)，未采取分組實(shí)驗(yàn)，以小組討論，派學(xué)生代表動(dòng)手研究，共同歸納出氯氣的物理性質(zhì)，從而解決受災(zāi)群眾該應(yīng)向高處轉(zhuǎn)移，消防員向空氣中噴灑物質(zhì)為水這兩個(gè)問題。

（2）氯氣與水的反應(yīng)

這一知識(shí)難點(diǎn)主要是要解決“氯氣與水能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)物是什么”“氯水中有哪些成分”“起漂白作用的為哪一成分”這三個(gè)問題。學(xué)生通過對(duì)第（2）和第（3）個(gè)生活情景的了解，能夠得出來氯氣通入到水中有殺菌消毒和漂白的作用，接著我問學(xué)生到底是氯氣能夠漂白有色物質(zhì)還是氯水能夠漂白有色物質(zhì)，學(xué)生答案不統(tǒng)一。通過這一認(rèn)知沖突，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)。

通過這一實(shí)驗(yàn)，得出了氯氣不能漂白有色物質(zhì)而氯水可以這一結(jié)論。這說明氯氣溶于水時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化。為了解決為什么“氯水能漂白有色物質(zhì)，起漂白作用的成分是什么”這一問題，我引導(dǎo)學(xué)生對(duì)氯水中的成分進(jìn)行了探究。請(qǐng)學(xué)生提出假設(shè)，并根據(jù)以下藥品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，可用試劑有：氯水、鎂條、石蕊溶液、pH試紙、AgNO3溶液、無水硫酸銅、碳酸鈉粉末、鹽酸、紅色紙條。學(xué)生能夠通過觀察氯水的顏色和氣味得知可能存在Cl2和H2O，并能從氧化還原的角度分析出由于氯氣具有強(qiáng)化性，氯氣得電子變?yōu)镃l-，從而得出有HCl生成，學(xué)生也能夠通過所給試劑設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)而驗(yàn)證假設(shè)。

HClO的生成是學(xué)生的認(rèn)知難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明氯氣與水反應(yīng)除了有鹽酸生成還有一種具有漂白性的物質(zhì)生成。我引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)從氧化還原的角度去分析，能夠升高的只有氯元素和氧元素，O2不具有漂白性。那么升高的只有Cl元素，類比過氧化鈉與水的反應(yīng)，氯氣中的氯元素位于中間價(jià)態(tài)，在與水反應(yīng)時(shí)同樣既作氧化劑又作還原劑，從而引出HClO的生成。從介紹HClO的弱酸性而得出氯水中有HClO和ClO-的存在。通過這一個(gè)過程，氯水中的成分以及起漂白作用的成分這兩個(gè)問題得到了解決。

（3）氯氣與堿的反應(yīng)

氯氣與堿的反應(yīng)是本節(jié)內(nèi)容的另一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)“黑心棉商家在水池中加入工業(yè)堿的”原因，學(xué)生提出猜想：（1）從氯水中的成分可知，氯水中的鹽酸和次氯酸應(yīng)該能與氫氧化鈉反應(yīng)，ClO-濃度增加，漂白性增強(qiáng)。（2）氯水中的次氯酸具有不穩(wěn)定性，將次氯酸變?yōu)榇温人猁}可增強(qiáng)漂白物質(zhì)的穩(wěn)定性，有利于長(zhǎng)時(shí)間漂白。通過猜想，學(xué)生設(shè)計(jì)了氯水與氫氧化鈉的實(shí)驗(yàn)：

通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出，氯水能與氫氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物可引導(dǎo)學(xué)生從氯水中的成分去分析：

產(chǎn)物和氫氧化鈉本身并不能增強(qiáng)氯水的漂白性。第1個(gè)猜想不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。從第2個(gè)猜想考慮，有可能是將不穩(wěn)定的次氯酸轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的次氯酸鹽，引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本第84—85頁漂白液和漂白粉的制備，從而解決氯氣與堿溶液反應(yīng)這一難點(diǎn)，并對(duì)漂白液和漂白粉的漂白原理做了鋪墊，也進(jìn)一步深化氯水中起漂白作用的為HClO而非ClO-這一迷思概念。

3.實(shí)踐反思

對(duì)氯氣性質(zhì)這一節(jié)的教學(xué)，由于氯氣的毒性太強(qiáng)，對(duì)氯氣物理性質(zhì)的探究未采取分組實(shí)驗(yàn)的形式，而對(duì)氯水成分的探究以及氯氣與堿的反應(yīng)則進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn)。從課堂效果來看，氯氣泄漏新聞、氯氣泡出雪白“黑心棉”新聞和游泳池中毒新聞都能很好地激發(fā)學(xué)生對(duì)氯氣的探究興趣，對(duì)課堂上提出的探究問題也都能引起同學(xué)們的熱烈討論和參與，并能紛紛主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行氯氣與水反應(yīng)的探究時(shí)，大部分學(xué)生都能很好地從硅酸鈉防火實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)會(huì)到設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)以及控制變量的思想。