在《實驗化學(xué)》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

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1、在《實驗化學(xué)》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力 探究能力是學(xué)生能力體系中極為重要的一環(huán)，實驗教學(xué)又是最直接、最有效的培養(yǎng)途徑，所以教學(xué)中要充分利用新教材的實驗，特別是新編《實驗化學(xué)》，我們在教學(xué)中要挖掘蘊藏在教材實驗中的探究因素，以期對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力有所幫助。 探究能力探究思維 我國化學(xué)家戴安邦先生曾指出：“只傳授化學(xué)知識和技術(shù)的化學(xué)教育，是片面的……..用實驗解決化學(xué)問題使各項智力因素得到發(fā)展，故化學(xué)實驗是化學(xué)教育的一種最有效的教育形式?！薄秾嶒灮瘜W(xué)》是蘇教版化學(xué)的六模塊之一，而浙江又是唯一把《實驗化學(xué)》定為必考模塊的一個省。如果將必

2、考模塊的分值進行均攤，實驗的分值將在20分左右，所以我們?nèi)绾伟l(fā)揮《實驗化學(xué)》的功能，是一個需要關(guān)心的問題。在今年高考考綱中新增了一條：“了解化學(xué)實驗是學(xué)科探究過程的一種重要方法，了解實驗探究的一般方法。”從考綱中我們隱約可以感覺到，今年高考探究性實驗內(nèi)容必將有所體現(xiàn)。所以作為教師的我們在平時的教學(xué)過程中就應(yīng)時時注意對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。本文在蘇教版《實驗化學(xué)》教學(xué)過程中做了以下幾點嘗試，對培養(yǎng)學(xué)生的探究能力收到了較好的效果。 一、創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生探究興趣 探究學(xué)習(xí)情景是探究學(xué)習(xí)活動的背景和舞臺。教師在發(fā)現(xiàn)一些可探究題材時，可以設(shè)計一個相應(yīng)的真實情景，把學(xué)生置于問題的探究氛圍中。使

3、學(xué)生親身發(fā)現(xiàn)問題所在，教師適時的將以引導(dǎo)讓學(xué)生明白解決這一問題的意義，激發(fā)學(xué)生的探究欲望；還可以讓學(xué)生明白這不能單靠教科書呈現(xiàn)的知識就能得出答案的，必須通過自己的思考（有哪些可能原因）、查閱資料、交流討論、設(shè)計實驗方案進行實驗，最后將實驗結(jié)果與理論結(jié)合得出結(jié)論。在整個過程中學(xué)生體會到了探究的樂趣，因此教師的教學(xué)設(shè)計不僅要考慮教學(xué)目標，還要把情景設(shè)置看做時教學(xué)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，充分挖掘教材中的探究因素。 例如：在專題1 課題1海帶中碘元素的分離及檢驗書本在“知識預(yù)備”中告訴學(xué)生海帶中的碘是以I-的形式存在的，經(jīng)過灼燒、溶解、過濾，碘元素便以I-的形式進入溶液中，用適量的雙氧水或氯氣等氧化劑均

4、可得到碘單質(zhì)。單質(zhì)碘能與淀粉溶液顯藍色。有關(guān)的反應(yīng)方程式為：2I-+ Cl2 = I2+ 2Cl-, 2I-+ H2O2 + 2H += I2+2H2O 學(xué)生按照這一原理按下列步驟進行實驗： 教師讓學(xué)生用新制氯水做氧化劑創(chuàng)設(shè)情景。意外出現(xiàn)了，在用氯水氧化后的溶液中滴加淀粉溶液沒有看到藍色現(xiàn)象，用四氯化碳萃取后也沒有得到紫紅色的有機層。學(xué)生馬上就產(chǎn)生疑問：實驗用的氯水是不是變質(zhì)了？這時教師可以告訴學(xué)生氯水新制的，絕對沒問題。這樣學(xué)生的疑惑進一步加大，新的情景產(chǎn)生。有的學(xué)生聯(lián)想到食鹽中的碘是以IO3-的形式存在的，如果是IO3-就不能被氯水氧化，也就不會有變藍的現(xiàn)象了，所以猜想海帶中碘不是

5、以I-形式存在，而是象食鹽一樣以IO3-的形式存在。這時教師進行適當引導(dǎo)，告訴學(xué)生書本也有可能存在問題的，要推翻書本結(jié)論對于學(xué)生來說是個很大的挑戰(zhàn)，學(xué)生的探究欲望一下子被激發(fā)了出來。接下來組織學(xué)生分組討論，查閱資料，設(shè)計實驗方案，再把實驗方案匯總討論，用現(xiàn)有的試劑進行實驗，最后得出了最佳的實驗方案如下： 實驗序號實驗操作實驗現(xiàn)象 ①在濾液中滴入數(shù)滴淀粉溶液，再快速加入足量新制的飽和氯水，震蕩溶液無藍色出現(xiàn) ②在濾液中滴入數(shù)滴淀粉溶液，再逐滴入新制氯水，邊滴邊震蕩溶液先變藍色，繼續(xù)滴加后變成無色 ③往濾液中滴加酸化過的雙氧水，震蕩，片刻后，往試管加入少量的四氯化碳，震蕩，靜置四氯化碳層中

6、出現(xiàn)了紫紅色 ④往濾液中滴加適量的稀硫酸，震蕩，片刻后，往試管中加入少量的四氯化碳，震蕩，靜置四氯化碳層呈無色 結(jié)論：①海帶中的碘是以I-的形式存在，沒有IO3-；②新制氯水的氧化性太強可以將I-氧化成IO3-，因此這個實驗最好的氧化劑是雙氧水。 當實驗中出現(xiàn)非預(yù)期現(xiàn)象，教師只要將以利用設(shè)計生動的探究學(xué)習(xí)情景就可以激發(fā)出學(xué)生的探究興趣。讓學(xué)生從多角度、多方面的思考問題，尋求多種可行的實驗方案，訓(xùn)練學(xué)生思維的開放性、創(chuàng)造性，提高學(xué)生對實驗方案的評價能力，探究能力也會在不知不覺中得到提高。 二、設(shè)計探究性實驗，激活學(xué)生的探究思維 化學(xué)是一門實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，怎么強調(diào)實驗都不會過分。在

7、蘇教版化學(xué)教科書中的實驗主要是以驗證或鞏固相應(yīng)知識為基本出發(fā)點來設(shè)置的驗證性實驗。學(xué)生根據(jù)原有的理論知識就可以直接推斷出實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。這種實驗?zāi)Ｊ饺狈W(xué)生思維能力、探究能力的培養(yǎng)。如果能將教材中的驗證性實驗改為探究性實驗，使學(xué)生處于一種主動探究知識的興奮狀態(tài)，成為實驗結(jié)論的主導(dǎo)者，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，這對激活學(xué)生的探究思維所起的作用是驗證性實驗所無法替代的。 例如：專題2 物質(zhì)性質(zhì)的探究 課題1 鋁及其化合物的性質(zhì) 實驗2 鋁表面氧化膜的實驗探究實驗步驟： （1）取三塊鋁片，將其中兩塊分別用砂紙擦去表面的氧化膜。 （2）將一塊擦去氧化膜的鋁片放入20ml0.5mol/l CuS

8、O4溶液中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。 （3）將一塊未擦去氧化膜的鋁片放入20ml0.5mol/l CuSO4溶液中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。 （4）取步驟（3）中鋁片，用水沖洗后，放入盛有3ml 6mol/l NaOH溶液試管中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。1~2min后取出鋁片，洗凈，再放入盛有20ml0.5mol/l CuSO4溶液的試管中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。 （5）將另一塊擦去表面氧化膜的鋁片放入盛有3 ml濃硝酸的試管中，觀察現(xiàn)象。取出鋁片，用水洗凈，再放入盛有20ml0.5mol/l CuSO4溶液的試管中，觀察鋁片表面的現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：（3）、（5）兩個實驗，在整個過程中看不到任何現(xiàn)象

9、，與預(yù)期一致。（2）、（4）兩個實驗，反應(yīng)非常慢經(jīng)過1小時后才明顯看到有少量銅析出，經(jīng)過一天也就只有四分之一的銅覆蓋在鋁片上，這與教參對實驗現(xiàn)象的描述：鋁片表面很快出現(xiàn)海綿狀的暗紅色物質(zhì)，接下來鋁片又有大量氣泡產(chǎn)生，溶液溫度迅速升高等現(xiàn)象相差甚遠。到底使什么原因呢？應(yīng)該怎么樣使實驗現(xiàn)象更明顯，又讓學(xué)生知道有氧化膜的存在呢？ 筆者在上課前讓學(xué)生進入回憶，蘇教版選修4《作業(yè)本》P47 第19題 在一次學(xué)生實驗中，某學(xué)生用鋁片分別與稀鹽酸與稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀鹽酸反應(yīng)使現(xiàn)象非常明顯，而與稀硫酸幾乎不反應(yīng)。這與教科書中“鋁與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣”的說法不一致。針對這題當時我們組織學(xué)生討論，

10、提出可能的假設(shè)，并設(shè)計方案，按照方案進行了實驗，最終得出實驗的結(jié)論是:Cl-對鋁與酸的反應(yīng)起到催化作用。我們還組織學(xué)生到圖書館查閱期刊文獻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cl-是對鋁表面氧化膜的除去有催化作用。復(fù)習(xí)了這樣一個探究實驗后，再讓學(xué)生做實驗2 ，當出現(xiàn)現(xiàn)象與預(yù)期不一致時，學(xué)生有了一定的理論依據(jù)。猜想可能時鋁表面的氧化膜通過砂紙磨或者與氫氧化鈉反應(yīng)均難以徹底除去，因為在除去的過程中又在重新生成，所以學(xué)生認為是鋁表面的氧化膜阻止反應(yīng)進一步發(fā)生。這時教師可以利用回憶的知識將以引導(dǎo)，如果是鋁表面的氧化膜沒除干凈，我們怎么做才能加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間呢？學(xué)生的探究思維從一個實驗跨越到另一實驗，思維也得到了拓展，

11、新的探究實驗設(shè)計順利的展開了。同學(xué)們提出了下列猜想：（1）用0.5mol/l氯化銅代替0.5mol/l硫酸銅進行實驗 （2）在原有實驗的基礎(chǔ)上向0.5mol/l硫酸銅溶液中滴加幾滴氯化鈉溶液，看反應(yīng)速率是否會加快。筆者把學(xué)生分成兩組分別對兩種猜想進行驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用這兩種方法看到現(xiàn)象的時間明顯縮短，海綿狀的銅，量也要多些。最后同學(xué)們還討論總結(jié)出第（2）組實驗55方案更具有說服力。 全班同學(xué)臉上洋溢著勝利的笑容，因為他們發(fā)現(xiàn)書本的有些知識并不是最好的，特別是《實驗化學(xué)》這一門新增的課程，里面有的知識點有待我們進一步去完善。通過這次探究活動一定程度上激發(fā)了學(xué)生的探究思維，學(xué)生的自信心也有所增強

12、。 三、開展探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生探究能力 在實驗教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生多角度的思考問題，以求得多種設(shè)想、方案或結(jié)論。通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究實驗，學(xué)生的創(chuàng)新思維可以得到“活化”和發(fā)展，探究能力也會得到相應(yīng)的提高。 例如：專題3 物質(zhì)檢驗與鑒別 課題1 牙膏中某些成分的檢驗書本只是就牙膏中的摩擦劑碳酸鈣、保濕劑甘油做了檢驗。而我們目前市場上在賣的牙膏只有LG牙膏把其成分全部標出的，其他基本上都只標了牙膏的活性成分。像高露潔、佳潔士等標明采用的是二氧化硅做摩擦劑，竹鹽用的是磷酸氫鈣二水物和水合硅石，真正只用碳酸鈣做摩擦劑的都沒有標出。同樣市場上沒有一種牙膏標出它的成分中有甘油的，反而像竹鹽、小白兔兒

13、童牙膏標的都是山梨醇做保濕劑。這就給學(xué)生的檢驗帶來了困擾，所以教師如果把這個驗證性實驗，改成是探究性的實驗更加貼合我們的生活實際，更能激發(fā)學(xué)生的興趣。 教師可以讓學(xué)生把自己平時使用的牙膏帶來，對不同類別的牙膏進行分類。分小組對不同品牌牙膏的摩擦劑、保濕劑進行探究。第一步因為的大部分牙膏都沒有標摩擦劑成分，所以學(xué)生按照書本提供的這四種摩擦劑進行假設(shè)：假設(shè)1 是碳酸鈣 ，假設(shè)2 是二氧化硅， 假設(shè)3是磷酸氫鈣，假設(shè)4 是氫氧化鋁 ，然后根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實驗方案，進行實驗驗證，最終得出自己平時在使用牙膏的摩擦劑是屬于哪一種的。第二步對上面牙膏的濾液進行探究，檢驗里面是否有甘油。按照書本向1ml0

14、.5mol/l CuSO4溶液中加入幾滴1mol/l NaOH溶液，制得新制Cu(OH)2，然后再加入1ml的濾液，結(jié)果不管是哪個品牌的牙膏都沒有出現(xiàn)絳藍色現(xiàn)象。到底是什么原因呢？有同學(xué)想到在檢驗葡萄糖中的醛基時，所用的新制Cu(OH)2是按氫氧化鈉過量制備的，而這里是CuSO4過量，是不是也應(yīng)該是堿過量呢？在前面幾個專題中都有出現(xiàn)現(xiàn)象與教科書不符合的地方，經(jīng)過學(xué)生的探究都得到了結(jié)論，所以現(xiàn)在也就敢于懷疑書本。學(xué)生就用具體的實驗來驗證，換成堿過量來制備Cu(OH)2，最終得到了絳藍色溶液。但是新的問題又出來了，不管是哪個品牌的牙膏，即使標的是山梨醇的也出現(xiàn)了絳藍色現(xiàn)象。通過查閱資料，學(xué)生發(fā)現(xiàn)山

15、梨醇是一種六個羥基的醇。經(jīng)過總結(jié)推論，得出用新制Cu(OH)2可以檢驗多羥基物質(zhì)，并不局限于甘油的檢驗。單檢驗這兩種成分還滿足不了學(xué)生的好奇心，他們想知道在自己使用的沒標成分的牙膏中還有哪些成分，探究的興趣也就更加濃厚了。書本P36的交流討論就可以讓學(xué)生自己取查閱資料，設(shè)計實驗方案進行探究。 利用好教材中學(xué)生感興趣的題材，充分挖掘蘊藏在里面的探究因子。學(xué)生從中體會到化學(xué)“源于生活、用于生活”，跟我們的生活息息相關(guān)。這樣就更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，為能力的提高提供了客觀條件。 四、反思 受傳統(tǒng)填鴨式實驗教育模式的影響，學(xué)生習(xí)慣了按教科書的實驗步驟進行實驗，缺乏自主探究的精神，在這種教學(xué)模

16、式下長大的學(xué)生，對于現(xiàn)行高考實驗命題的趨勢肯定是無法適應(yīng)的。所以我們要改變教學(xué)思想，利用新的實驗題材、新的實驗教學(xué)模式給學(xué)生提供主動探求知識的寬松環(huán)境，在實驗教學(xué)過程中滲透對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。通過對《實驗化學(xué)》中出現(xiàn)的非預(yù)設(shè)結(jié)果的探究，學(xué)生積極地去思考、去探索，從中就會迸發(fā)出更多的智慧和靈感，探究能力也必然會得到提高。 [1]人民教育出版社《普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)①（必修）參考書》 [2]《走進新課程》叢書編委會組織.化學(xué)課程標準研制組編寫.普通高中化學(xué)課程標準（實驗）解讀，武漢：湖北教育出版社，2004 [3]劉知新主編.化學(xué)教學(xué)論（第三版），北京：高等教育出版社，2004 [4]《實驗化學(xué)》教學(xué)指導(dǎo)意見