化學探索性實驗教學的嘗試

李衛陳

摘 要：實施探索性實驗教學、開展研究性學習是新課改的精神要求。作者嘗試通過把驗證性實驗改為探索性實驗、開展小組研究性學習，激發學生的學習興趣，培養學生的創新精神和實踐能力。

關鍵詞：化學；探索性；實驗教學；嘗試

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 B 【文章編號】 1671-8437（2016）01-0017-02

化學是以實驗為基礎的學科，實施中學化學探索性實驗教學是培養學生思維能力和創新意識、創新精神的有效途徑。改變傳統的驗證性實驗教學模式為探索性實驗教學模式、積極開展小組研究性學習是有效的切入點。

1 驗證性實驗改為探索性實驗

在教學實踐活動中，為培養學生學習化學的興趣、動手實驗能力及創新意識，盡可能把驗證性實驗為探索性實驗，讓學生在親身實踐中增強認識，加深理解。

示例1：碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的對比實驗

蘇教版必修1專題2《碳酸鈉的性質與應用》中，“相同條件下，碳酸氫鈉與鹽酸的反應比碳酸鈉與鹽酸的反應劇烈得多”，這個知識點學生遺忘率極高，原因在于不理解反應的原理，本反應涉及CO32-的水解及離子反應CO32-+H+=HCO3-， HCO3-+H+=H2O+CO2↑的本質。因此，我們把教材里驗證性實驗“碳酸鈉與鹽酸反應的反應”，改為探索性實驗，并且“增加碳酸氫鈉在相同條件下與鹽酸的反應”來進行對比，通過對比兩個氣球膨脹的速率，獲得感性認識，學生就能很好地理解反應的本質。所以我們在講授《碳酸鈉的性質與應用》時，啟發學生去設計實驗。學生用老師提供的藥品、試管及小氣球，經過多次設計，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的量碳酸鈉、碳酸氫鈉粉末，試管盛裝相同物質的量鹽酸，把兩種粉末同時落入試管內”，并動手實驗。當學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，之后教師因勢利導引導學生分析反應實質，學生就能很快掌握這個知識點。像這樣把驗證性實驗巧妙地轉變成探索性實驗，不但有利于學生理解該知識點，也為學生理解后續的《化學反應原理》中涉及的“鹽酸逐滴滴入碳酸鈉溶液產生什么現象？”埋下伏筆，而且有利于學生智力的發展，激發學生的創新意識。

示例2：硝酸實驗

硝酸性質在中學化學中是非常重要的知識點，做好相關實驗是學生理解濃硝酸特性的關鍵，因此我們在講授硝酸時，增加4個探索實驗：觀察久置于無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比實驗，鐵粉與少量濃硝酸和過量濃硝酸兩種不同用量的對比實驗（需加熱）。提醒學生全班性實驗產生二氧化氮等有害氣體多，啟發學生如何設計具體方案減少環境污染，增強環保意識，大膽創新。學生通過討論一致考慮到三個關鍵：①最后一個實驗不能用試管進行實驗，因為不能控制硝酸的用量，不利于深入理解亞鐵離子、鐵離子相互轉化的條件，要用注射器代替試管進行實驗，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的濃硝酸。②要注意把后兩個實驗進行密封式固液加熱并把尾氣通入濃的氫氧化鈉溶液中進行吸收，減少污染。③實驗中要非常細心地使用硝酸這種強氧化劑，反應后要回收廢液并處理。學生制定了較好的實驗方案再來做實驗，自然就能收到較好的效果。通過這幾個探索性實驗學生既能更好地掌握濃硝酸的不穩定性、強氧化性等重要性質，復習前面所學的鐵三角知識，又能增強環保意識、培養創新意識。

示例3：鋁熱反應實驗

鋁熱反應是一個重要實驗，新教材沒有實驗方案，老教材設計的實驗存在不足：①反應中火星四射，發出耀眼光芒，融化物容易濺出，容易造成火災或人身傷害，安全隱患大。②反應中有濃厚白煙生成，充滿教室，難以散去，嚴重污染教室環境。因此我們布置學生對該實驗進行了修改，學生們集思廣益，最后提出較為妥當的改進方案：①把反應物鋁粉、三氧化二鐵按一定比例混合均勻后加入少量膠水，潤濕該混合物，將混合物均勻涂在細鐵絲上，放在干燥箱中干燥備用。②從干燥箱內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酒精燈點燃鎂條，火星四射、發出耀眼的光芒、細鐵絲變粗的現象清晰可見。在實驗中，學生深刻體會到鋁熱反應的劇烈程度，就能更好地理解其在工業、建筑業的用途。通過探索合理的方案，培養了學生的節約藥品、環保和安全意識，創新意識必然也在實驗中得到培養。

我們除了從方法上啟發學生對驗證性實驗進行探索改進外，還根據學習內容的需要適當補充一些實驗，或者啟發學生增加一些試劑使實驗現象更加清楚來提高學生的探究能力，培養學生的創新意識。如乙醇、苯酚、乙酸三種物質分別與鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉的反應，最好將書上沒有做的實驗補充完整，觀察是否都有反應，反應速度是否有差異。通過實驗探索，學生就能搞清容易混淆的知識。再如乙酸乙酯的制取，為了看清油層的出現，我們啟發學生增加一種試劑就能更好地看清油層的出現，讓學生思考用什么試劑呢？……總之，實驗教學中如能處處留心小小的細節，合理啟發，注意引導探索為什么這樣做實驗，有更好的改進方法嗎，怎么改進方法呢，等問題。甚至可以讓學生參與分組實驗前的準備工作，培養其興趣和創新精神，訓練其動手能力。

2 開展小組研究性學習

為了提高學生的動手實驗能力，培養學習化學的興趣和實事求是的科學精神以及克服困難的意志，我們積極開展研究性學習。三五個學生或七八個學生組成研究性學習小組，開展學習互助小組、課外興趣小組。學習上相互幫助，課余時間到開放性實驗室進行實驗、發現問題（應在教師指導下），或走出校門，到附近工廠、單位開展專題調查。由于研究性學習帶有很強的實踐性、社會性和探索性，所以在研究性學習過程中不僅能培養學生的實踐能力，豐富學生的課外生活，促使課堂教學與課外活動有機結合，充分開發學生的潛力，而且對培養學生的創新意識，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

比如，有機物中乙酸、碳酸、苯酚的酸性大小順序，可以通過實驗檢驗，怎樣設計檢驗方法呢？有些學習小組設計出較合理的方案，在實驗員老師的指導配合下，成功檢驗出三種物質的酸性大小，這樣既有利于學生掌握知識，更主要能調動學生學習的主動性，變“要我學”為“我要學”、“怎樣學”，培養學生的學習興趣，培養他們的團隊合作精神和創新意識。再如，本人任教高一年級時，曾經組織7個學生組成興趣小組，積極開展研究性學習，探討水質與人體健康的關系。7個學生查閱自來水凈化、消毒的有關化學知識，并到我縣自來水廠參觀生產流程，了解自來水廠源水凈化的原料及原理、氯氣的消毒原理、檢測出廠水是否符合飲用水的衛生標準的方法，參觀自來水廠、防疫站分別是如何測定源水、出廠水、末梢水的理化生成分，并在自來水廠技術人員指導下進行實驗測定，培養學生的實驗操作能力。學生還針對我縣是山區小縣有較豐富的地下水資源，到不同地點采集幾份泉水，聯系縣防疫站進行泉水理化生成分的測定。通過對自來水、泉水理化生指標的測定，查閱飲用水衛生標準（GB5749—85規定），了解我縣飲用水資源狀況。通過查閱圖書館的相關資料及網上相關信息提出我縣飲用水衛生狀況，探討水質與人體健康的關系。針對全球淡水資源日趨枯竭，向全校師生發出“愛護水資源、保護水資源”的倡議。該研究性成果獲市研究性學習優秀成果二等獎，在學校師生中引起較大的反響。

總之，在新課程理念的指導下，化學教學應讓學生走出課堂、走出校門，讓學生在探索實踐中培養實踐能力和創新意識，促進學生全面發展。

參考文獻：

[1] 王祖浩.高中化學蘇教版教材必修1[M].南京：江蘇教育出版社，2012，6.

[2] 王祖浩.高中化學蘇教版教材必修2[M].南京：江蘇教育出版社，2013，1.

[3] 王祖浩，胡列揚.高中化學教學參考書[M].南京：江蘇教育出版社，2012，6.