在《實驗化學》教學中培養(yǎng)學生的探究能力

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1、在《實驗化學》教學中培養(yǎng)學生的探究能力 探究能力是學生能力體系中極為重要的一環(huán)，實驗教學又是最直接、最有效的培養(yǎng)途徑，所以教學中要充分利用新教材的實驗，特別是新編《實驗化學》，我們在教學中要挖掘蘊藏在教材實驗中的探究因素，以期對培養(yǎng)學生的探究能力有所幫助。 探究能力探究思維 我國化學家戴安邦先生曾指出：“只傳授化學知識和技術的化學教育，是片面的……..用實驗解決化學問題使各項智力因素得到發(fā)展，故化學實驗是化學教育的一種最有效的教育形式?！薄秾嶒灮瘜W》是蘇教版化學的六模塊之一，而浙江又是唯一把《實驗化學》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，所以我們如何發(fā)揮《實驗化學》的功能，是一個需要關心的問題。在今年高考考綱中新增了一條：“了解化學實驗是學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容必將有所體現(xiàn)。所以作為教師的我們在平時的教學過程中就應時時注意對學生探究能力的培養(yǎng)。本文在蘇教版《實驗化學》教學過程中做了以下幾點嘗試，對培養(yǎng)學生的探究能力收到了較好的效果。 一、創(chuàng)設探究學習情景，激發(fā)學生探究興趣 探究學習情景是探究學習活動的背景和舞臺。教師在發(fā)現(xiàn)一些可探究題材時，可以設計一個相應的真實情景，把學生置于問題的探究氛圍中。使

3、學生親身發(fā)現(xiàn)問題所在，教師適時的將以引導讓學生明白解決這一問題的意義，激發(fā)學生的探究欲望；還可以讓學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、設計實驗方案進行實驗，最后將實驗結果與理論結合得出結論。在整個過程中學生體會到了探究的樂趣，因此教師的教學設計不僅要考慮教學目標，還要把情景設置看做時教學設計的重要內容之一，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“知識預備”中告訴學生海帶中的碘是以I-的形式存在的，經過灼燒、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。單質碘能與淀粉溶液顯藍色。有關的反應方程式為：2I-+ Cl2 = I2+ 2Cl-, 2I-+ H2O2 + 2H += I2+2H2O 學生按照這一原理按下列步驟進行實驗： 教師讓學生用新制氯水做氧化劑創(chuàng)設情景。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。學生馬上就產生疑問：實驗用的氯水是不是變質了？這時教師可以告訴學生氯水新制的，絕對沒問題。這樣學生的疑惑進一步加大，新的情景產生。有的學生聯(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，告訴學生書本也有可能存在問題的，要推翻書本結論對于學生來說是個很大的挑戰(zhàn)，學生的探究欲望一下子被激發(fā)了出來。接下來組織學生分組討論，查閱資料，設計實驗方案，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)非預期現(xiàn)象，教師只要將以利用設計生動的探究學習情景就可以激發(fā)出學生的探究興趣。讓學生從多角度、多方面的思考問題，尋求多種可行的實驗方案，訓練學生思維的開放性、創(chuàng)造性，提高學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、設計探究性實驗，激活學生的探究思維 化學是一門實驗為基礎的科學，怎么強調實驗都不會過分。在

7、蘇教版化學教科書中的實驗主要是以驗證或鞏固相應知識為基本出發(fā)點來設置的驗證性實驗。學生根據(jù)原有的理論知識就可以直接推斷出實驗現(xiàn)象，得出結論。這種實驗模式缺乏對學生思維能力、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，使學生處于一種主動探究知識的興奮狀態(tài)，成為實驗結論的主導者，充分調動學生的積極性，這對激活學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 物質性質的探究 課題1 鋁及其化合物的性質 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、，與預期一致。（2）、（4）兩個實驗，反應非常慢經過1小時后才明顯看到有少量銅析出，經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，接下來鋁片又有大量氣泡產生，溶液溫度迅速升高等現(xiàn)象相差甚遠。到底使什么原因呢？應該怎么樣使實驗現(xiàn)象更明顯，又讓學生知道有氧化膜的存在呢？ 筆者在上課前讓學生進入回憶，蘇教版選修4《作業(yè)本》P47 第19題 在一次學生實驗中，某學生用鋁片分別與稀鹽酸與稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀鹽酸反應使現(xiàn)象非常明顯，而與稀硫酸幾乎不反應。這與教科書中“鋁與稀鹽酸或稀硫酸反應生成氫氣”的說法不一致。針對這題當時我們組織學生討論，

10、提出可能的假設，并設計方案，按照方案進行了實驗，最終得出實驗的結論是:Cl-對鋁與酸的反應起到催化作用。我們還組織學生到圖書館查閱期刊文獻，結果發(fā)現(xiàn)Cl-是對鋁表面氧化膜的除去有催化作用。復習了這樣一個探究實驗后，再讓學生做實驗2 ，當出現(xiàn)現(xiàn)象與預期不一致時，學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，所以學生認為是鋁表面的氧化膜阻止反應進一步發(fā)生。這時教師可以利用回憶的知識將以引導，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速率，縮短反應時間呢？學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、新的探究實驗設計順利的展開了。同學們提出了下列猜想：（1）用0.5mol/l氯化銅代替0.5mol/l硫酸銅進行實驗 （2）在原有實驗的基礎上向0.5mol/l硫酸銅溶液中滴加幾滴氯化鈉溶液，看反應速率是否會加快。筆者把學生分成兩組分別對兩種猜想進行驗證，結果發(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。最后同學們還討論總結出第（2）組實驗55方案更具有說服力。 全班同學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》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)了學生的探究思維，學生的自信心也有所增強

12、。 三、開展探究性實驗，培養(yǎng)學生探究能力 在實驗教學過程中鼓勵學生多角度的思考問題，以求得多種設想、方案或結論。通過引導學生設計探究實驗，學生的創(chuàng)新思維可以得到“活化”和發(fā)展，探究能力也會得到相應的提高。 例如：專題3 物質檢驗與鑒別 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)學生的興趣。 教師可以讓學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，所以學生按照書本提供的這四種摩擦劑進行假設：假設1 是碳酸鈣 ，假設2 是二氧化硅， 假設3是磷酸氫鈣，假設4 是氫氧化鋁 ，然后根據(jù)物質的性質設計實驗方案，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，經過學生的探究都得到了結論，所以現(xiàn)在也就敢于懷疑書本。學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，學生發(fā)現(xiàn)山

15、梨醇是一種六個羥基的醇。經過總結推論，得出用新制Cu(OH)2可以檢驗多羥基物質，并不局限于甘油的檢驗。單檢驗這兩種成分還滿足不了學生的好奇心，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生自己取查閱資料，設計實驗方案進行探究。 利用好教材中學生感興趣的題材，充分挖掘蘊藏在里面的探究因子。學生從中體會到化學“源于生活、用于生活”，跟我們的生活息息相關。這樣就更能激發(fā)學生學習化學的興趣，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，學生習慣了按教科書的實驗步驟進行實驗，缺乏自主探究的精神，在這種教學模

16、式下長大的學生，對于現(xiàn)行高考實驗命題的趨勢肯定是無法適應的。所以我們要改變教學思想，利用新的實驗題材、新的實驗教學模式給學生提供主動探求知識的寬松環(huán)境，在實驗教學過程中滲透對學生探究能力的培養(yǎng)。通過對《實驗化學》中出現(xiàn)的非預設結果的探究，學生積極地去思考、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①（必修）參考書》 [2]《走進新課程》叢書編委會組織.化學課程標準研制組編寫.普通高中化學課程標準（實驗）解讀，武漢：湖北教育出版社，2004 [3]劉知新主編.化學教學論（第三版），北京：高等教育出版社，2004 [4]《實驗化學》教學指導意見