例談學生化學課外探究學習

關鍵詞 化學 課外探究

課改倡導自主探究的學習方式，這種方式充分體現了學生在學習中的主體作用，讓學生在探究的過程中建構自己的知識體系，不僅獲得了知識，而且培養了能力，對提高學生的科學素養具有不可替代的作用。

為了最大限度地發揮學生學習的自主性和積極性，除了讓學生做好課本的探究實驗，還應將課堂上的探究學習延伸到課外，給學生更大的探究空間。例如，課本中有一道題:雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，將一個新鮮的雞蛋放在盛有足量稀鹽酸的玻璃杯中，可觀察到雞蛋一邊冒氣泡一邊沉到水底，一會兒又慢慢上浮，到接近液面時又下沉，請你解釋該現象。學生看到這些描述時往往露出質疑的眼神躍躍欲試，教師抓住這個機會讓學生開展自主探究。探究過程如下:

1 器材準備:250ml燒杯，鮮雞蛋若干個，鹽酸，水，滴管，10ml量筒，100ml量筒，玻璃棒。

2 先取200ml 20%的實驗室用鹽酸倒入燒杯，然后把一只鮮蛋輕輕放入鹽酸中。這時看到蛋殼表面瞬間產生大量的氣泡，反應很劇烈。雞蛋沒有沉到杯底就上浮了，同時有許多白色泡沫從燒杯里慢慢溢出，可聞到有少許帶刺激性的氣味，看到有霧冒出。過了10分鐘，蛋一直漂浮著，并沒有像課本說的那樣會自動上下浮沉。

3 經過討論，大家認為之所以沒有出現課本上所講的現象與鹽酸的濃度有關，剛才用的鹽酸濃度可能太大了。

4 于是改用38%的濃鹽酸與水的體積比分別為5:5，4:6，3:7，2:8，1:9，10:190，9:191，8:192，5:195的溶液做實驗，分別出現不同的實驗現象，得到不同的實驗結果。有的蛋始終漂浮，有的只有上浮沒有下沉，有的只有下沉沒有上浮，有的有沉有浮。

5 得出結論:用38%的濃鹽酸和水以8:192體積比混合，做雞蛋沉浮實驗比較合適。由于雞蛋浮到液面時只是露出液面一小部分，逸出的氣體少，對浮力的改變影響不大，所以它不會“主動”下沉。

6 反思評價:實驗結束后，浸過鹽酸的雞蛋要扔掉，挺可惜的。經過討論，決定用食醋代替鹽酸。把200ml的食醋(9°)倒入玻璃杯中，放入一只洗凈的雞蛋，觀察到雞蛋表面慢慢形成許多小氣泡，反應速率明顯比用上述的鹽酸慢。大約4分鐘后，可觀察到雞蛋上浮，浮出水面后只有極少部分氣泡消失，但雞蛋并沒有下沉。刮走一些氣泡后，雞蛋下沉，實驗基本能夠觀察到雞蛋“沉-浮-沉”的現象。

在該實驗中，學生初步學到了科學探究的方法:提出問題-尋找資料-設計方案-實驗探究-解決問題-得出結論-指導實踐-展示成果-反思提升，不但提高了探究興趣，而且還培養了創新精神和實踐能力。

從這個研究過程可以看到學生們身上蘊藏著巨大的學習潛能。一本教師培訓教材中說到:“雞蛋在稀鹽酸(20%)溶液中……會像海洋的潛水艇一樣自動潛水”，而現在學生得出的結論是鹽酸濃度應約為1.8%，同時學生還發現了雞蛋是否“自動”沉浮，要由氣泡的逸散多少來決定。當然，實驗現象還會因使用的雞蛋不同等其他因素而不同，但學生勇于懷疑、敢于創新的精神正是我們當今教育要大力提倡的。

又如，在學習了《二氧化碳制取的研究》這一課題內容后有學生提出二氧化碳也能用排水法收集，其理由是:課本14頁上講到，在人呼出氣體中的二氧化碳不是很多的情況下可以用排水法收集。教師建議他們通過做實驗來驗證，結果他們成功地證明了在一定的前提條件下(如不用定量檢測二氧化碳)二氧化碳是可以用排水法收集的。

在中考復習中，我們會遇到這種類型的經典試題:欲測定某一部分變質為碳酸鈉的氫氧化鈉固體中氫氧化鈉的含量，小明同學取樣品5.06g放于燒杯中，向其中滴加10%的稀鹽酸，所加稀鹽酸的質量和產生的氣體質量關系如左圖所示。求:(1)反應完畢后產生二氧化碳的質量;(2)原固體中氫氧化鈉的質量分數。

很多老師這樣分析:加入的稀鹽酸與氫氧化鈉、碳酸鈉都能反應，反應順序是先與氫氧化鈉反應，當氫氧化鈉完全反應后，才與碳酸鈉反應生成二氧化碳。

學生對此產生疑問:難道開始時稀鹽酸一點都不與碳酸鈉反應?他們帶著疑問走進實驗室，當往變質的氫氧化鈉固體滴加稀鹽酸時，可以看到其表面有少量氣泡冒出，經過檢驗，產生的氣體是二氧化碳。這是怎么回事呢?

其實，不管鹽酸是先與NaOH反應還是先與Na₂CO3反應，最終產生的二氧化碳的質量是相等的。學生想證明這一點，經過教師的引導，學生討論之后設計了如下圖的實驗:把準確稱量的5.3gNa₂CO₃和4gNaOH樣品裝入B瓶，將B裝置分別與試管A和c瓶相連。打開開關K，從a處緩緩鼓入空氣幾分鐘后，將開關K關閉。再將已稱量過的干燥管D與c瓶連接，然后將足量稀HCl緩緩注入B瓶中。待反應完全后，再次打開開關K緩緩鼓人空氣幾分鐘，最后稱量干燥管D，結果增重2.2g。增重質量與理論值相一致。經過學生自己探究而學會的知識，會在他們的大腦中留下深刻的印象。同時，在探究的過程中，學生體驗了如何通過探究去解決問題。

這個實驗也促使教師進行反思，對于這種類型的題目，這樣講解會更易讓學生接受:加入的稀鹽酸與氫氧化鈉、碳酸鈉都能反應，剛開始反應時，產生的CO₂大部分被NaOH吸收了，所以剛開始氣泡很少，到后面就越來越多了。為了研究方便，在理論上我們可以把這個反應過程分為先后2個時間段:第一階段鹽酸先與氫氧化鈉反應，至完全反應;第二階段，鹽酸才與碳酸鈉反應。可見，通過學生的探究也可幫助教師提高教學水平，真可謂教學相長，相得益彰。

新教材新教法擴大了學生的視野，學生們已不滿足于課堂45分鐘的探索與交流，渴望老師在課外引導他們獨立地進行一些化學探究活動。通過課外自主探究，學生學習興趣大大增強，不僅能獲得知識，更重要的是能從多方位、多角度促進學生全面發展。將學生的自主探究學習從課內延伸到課外大有可為。

(責編 王學軍)