化学探索性实验教学的尝试

李卫陈

摘 要：实施探索性实验教学、开展研究性学习是新课改的精神要求。作者尝试通过把验证性实验改为探索性实验、开展小组研究性学习，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力。

关键词：化学；探索性；实验教学；尝试

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-8437（2016）01-0017-02

化学是以实验为基础的学科，实施中学化学探索性实验教学是培养学生思维能力和创新意识、创新精神的有效途径。改变传统的验证性实验教学模式为探索性实验教学模式、积极开展小组研究性学习是有效的切入点。

1 验证性实验改为探索性实验

在教学实践活动中，为培养学生学习化学的兴趣、动手实验能力及创新意识，尽可能把验证性实验为探索性实验，让学生在亲身实践中增强认识，加深理解。

示例1：碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的对比实验

苏教版必修1专题2《碳酸钠的性质与应用》中，“相同条件下，碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠与盐酸的反应剧烈得多”，这个知识点学生遗忘率极高，原因在于不理解反应的原理，本反应涉及CO32-的水解及离子反应CO32-+H+=HCO3-， HCO3-+H+=H2O+CO2↑的本质。因此，我们把教材里验证性实验“碳酸钠与盐酸反应的反应”，改为探索性实验，并且“增加碳酸氢钠在相同条件下与盐酸的反应”来进行对比，通过对比两个气球膨胀的速率，获得感性认识，学生就能很好地理解反应的本质。所以我们在讲授《碳酸钠的性质与应用》时，启发学生去设计实验。学生用老师提供的药品、试管及小气球，经过多次设计，最后选定方案为“把气球套在试管上，气球里事先分别盛装相同物质的量碳酸钠、碳酸氢钠粉末，试管盛装相同物质的量盐酸，把两种粉末同时落入试管内”，并动手实验。当学生观察到碳酸氢钠粉末从气球落入盛有盐酸的试管后，气球迅速膨胀，印象极其深刻，之后教师因势利导引导学生分析反应实质，学生就能很快掌握这个知识点。像这样把验证性实验巧妙地转变成探索性实验，不但有利于学生理解该知识点，也为学生理解后续的《化学反应原理》中涉及的“盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液产生什么现象？”埋下伏笔，而且有利于学生智力的发展，激发学生的创新意识。

示例2：硝酸实验

硝酸性质在中学化学中是非常重要的知识点，做好相关实验是学生理解浓硝酸特性的关键，因此我们在讲授硝酸时，增加4个探索实验：观察久置于无色试剂瓶的浓硝酸呈黄色，铝铁在冷浓硝酸中钝化，木炭与浓硝酸不加热及加热两种不同条件下的对比实验，铁粉与少量浓硝酸和过量浓硝酸两种不同用量的对比实验（需加热）。提醒学生全班性实验产生二氧化氮等有害气体多，启发学生如何设计具体方案减少环境污染，增强环保意识，大胆创新。学生通过讨论一致考虑到三个关键：①最后一个实验不能用试管进行实验，因为不能控制硝酸的用量，不利于深入理解亚铁离子、铁离子相互转化的条件，要用注射器代替试管进行实验，如先在两支50mL注射器分别放入3g铁粉，在用注射器慢慢吸入微热过的浓硝酸。②要注意把后两个实验进行密封式固液加热并把尾气通入浓的氢氧化钠溶液中进行吸收，减少污染。③实验中要非常细心地使用硝酸这种强氧化剂，反应后要回收废液并处理。学生制定了较好的实验方案再来做实验，自然就能收到较好的效果。通过这几个探索性实验学生既能更好地掌握浓硝酸的不稳定性、强氧化性等重要性质，复习前面所学的铁三角知识，又能增强环保意识、培养创新意识。

示例3：铝热反应实验

铝热反应是一个重要实验，新教材没有实验方案，老教材设计的实验存在不足：①反应中火星四射，发出耀眼光芒，融化物容易溅出，容易造成火灾或人身伤害，安全隐患大。②反应中有浓厚白烟生成，充满教室，难以散去，严重污染教室环境。因此我们布置学生对该实验进行了修改，学生们集思广益，最后提出较为妥当的改进方案：①把反应物铝粉、三氧化二铁按一定比例混合均匀后加入少量胶水，润湿该混合物，将混合物均匀涂在细铁丝上，放在干燥箱中干燥备用。②从干燥箱内把涂有混合物的铁丝取出，取一段镁条，并用铁钉在其上打一小孔后挂在铁丝上。

③酒精灯点燃镁条，火星四射、发出耀眼的光芒、细铁丝变粗的现象清晰可见。在实验中，学生深刻体会到铝热反应的剧烈程度，就能更好地理解其在工业、建筑业的用途。通过探索合理的方案，培养了学生的节约药品、环保和安全意识，创新意识必然也在实验中得到培养。

我们除了从方法上启发学生对验证性实验进行探索改进外，还根据学习内容的需要适当补充一些实验，或者启发学生增加一些试剂使实验现象更加清楚来提高学生的探究能力，培养学生的创新意识。如乙醇、苯酚、乙酸三种物质分别与钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的反应，最好将书上没有做的实验补充完整，观察是否都有反应，反应速度是否有差异。通过实验探索，学生就能搞清容易混淆的知识。再如乙酸乙酯的制取，为了看清油层的出现，我们启发学生增加一种试剂就能更好地看清油层的出现，让学生思考用什么试剂呢？……总之，实验教学中如能处处留心小小的细节，合理启发，注意引导探索为什么这样做实验，有更好的改进方法吗，怎么改进方法呢，等问题。甚至可以让学生参与分组实验前的准备工作，培养其兴趣和创新精神，训练其动手能力。

2 开展小组研究性学习

为了提高学生的动手实验能力，培养学习化学的兴趣和实事求是的科学精神以及克服困难的意志，我们积极开展研究性学习。三五个学生或七八个学生组成研究性学习小组，开展学习互助小组、课外兴趣小组。学习上相互帮助，课余时间到开放性实验室进行实验、发现问题（应在教师指导下），或走出校门，到附近工厂、单位开展专题调查。由于研究性学习带有很强的实践性、社会性和探索性，所以在研究性学习过程中不仅能培养学生的实践能力，丰富学生的课外生活，促使课堂教学与课外活动有机结合，充分开发学生的潜力，而且对培养学生的创新意识，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

比如，有机物中乙酸、碳酸、苯酚的酸性大小顺序，可以通过实验检验，怎样设计检验方法呢？有些学习小组设计出较合理的方案，在实验员老师的指导配合下，成功检验出三种物质的酸性大小，这样既有利于学生掌握知识，更主要能调动学生学习的主动性，变“要我学”为“我要学”、“怎样学”，培养学生的学习兴趣，培养他们的团队合作精神和创新意识。再如，本人任教高一年级时，曾经组织7个学生组成兴趣小组，积极开展研究性学习，探讨水质与人体健康的关系。7个学生查阅自来水净化、消毒的有关化学知识，并到我县自来水厂参观生产流程，了解自来水厂源水净化的原料及原理、氯气的消毒原理、检测出厂水是否符合饮用水的卫生标准的方法，参观自来水厂、防疫站分别是如何测定源水、出厂水、末梢水的理化生成分，并在自来水厂技术人员指导下进行实验测定，培养学生的实验操作能力。学生还针对我县是山区小县有较丰富的地下水资源，到不同地点采集几份泉水，联系县防疫站进行泉水理化生成分的测定。通过对自来水、泉水理化生指标的测定，查阅饮用水卫生标准（GB5749—85规定），了解我县饮用水资源状况。通过查阅图书馆的相关资料及网上相关信息提出我县饮用水卫生状况，探讨水质与人体健康的关系。针对全球淡水资源日趋枯竭，向全校师生发出“爱护水资源、保护水资源”的倡议。该研究性成果获市研究性学习优秀成果二等奖，在学校师生中引起较大的反响。

总之，在新课程理念的指导下，化学教学应让学生走出课堂、走出校门，让学生在探索实践中培养实践能力和创新意识，促进学生全面发展。

参考文献：

[1] 王祖浩.高中化学苏教版教材必修1[M].南京：江苏教育出版社，2012，6.

[2] 王祖浩.高中化学苏教版教材必修2[M].南京：江苏教育出版社，2013，1.

[3] 王祖浩，胡列扬.高中化学教学参考书[M].南京：江苏教育出版社，2012，6.