采用探究式教學 分析化學實驗現象

曹榮星

化學是一門以實驗為基礎的學科。化學實驗不僅與課堂知識緊密結合，幫助學生更好地熟悉和鞏固課堂知識；同時還可以培養學生的觀察能力、動手能力、思維能力和應變能力；為學生將來參加社會實踐或進一步深造學習打下良好的基礎。

化學實驗的目的，是通過觀察和記錄化學反應中的實驗現象和實驗數據，經過分析歸納出較準確的實驗結論，從而得出相關的知識或客觀規律。因此實驗現象的觀察和記錄及其分析是實驗的基礎部分，也是歷年高考考點的重要內容之一。那么在教學過程中怎樣引導學生來觀察，記錄和分析實驗現象呢？

一、準確描述實驗現象

化學反應時原有物質（反應物）減少和新物質（生成物）增多，同時還伴有能量的變化。首先怎樣根據化學反應中物質的增減和能量的變化，來分析描述該化學反應中應有的實驗現象呢。

例如，在《鈉與水的反應》（本節的第二課時）時可進行如下設計：第一步，鞏固復習鈉的物理性質和鈉與非金屬的反應。第二步，提出鈉能與水反應，并規范地寫出化學反應方程式。第三步，要求學生運用《氧化-還原反應》的知識來分析該化學反應方程式，并分析氧化還原和電子轉移情況。第四步，要求學生運用《離子反應》的知識來分析并寫出該化學反應的離子方程式。第五步，提示鈉與水的反應劇烈放熱，要求學生閱讀課本第29頁和30頁的相關內容，思考第30頁的《討論》。第六步，請學生回答《討論》的內容。基本上能答出：“鈉浮在水面上，鈉熔化成小球，溶液變成紅色，還有氣泡產生”同時還能說明產生現象的原因。第七步，進行實驗，同時要求學生仔細觀察實驗現象，是否還有其他現象。很明顯，除了以上實驗現象之外還有“鈉在水面上旋轉，伴有嘶嘶聲，鈉最后完全消失”，其理由是：“產生的氫氣有反沖作用并且燃燒，水過量鈉完全溶解”。第八步，歸納總結該實驗中所有的實驗現象以及產生這些現象的原因。第九步，思考“鈉與硫酸銅溶液作用時發生哪些化學反應？同時可能產生哪些實驗現象？”通過學生共同討論，然后用實驗來進行論證，最后得出相關的結論，完成本節課的教學內容。

這節課先復習鈉的相關性質；再根據鈉的減少、氫氧化鈉和氫氣的產生以及反應劇烈放熱等，來分析探討該實驗中可能產生的實驗現象；然后通過實驗來論證和補充，以加深印象；最后讓學生來討論和觀察并進行總結，從而達到更深層次的認識。

采用這種探究式的教學方法，可指導學生根據該化學反應自身的特點，全面分析探討該實驗中可能產生的實驗現象，這樣可以避免學生機械地記憶實驗現象（不可能記住所有實驗的化學實驗現象），從而減輕學生的學習負擔，還可以提高學生的學習興趣；更重要的是引導學生準確描述實驗現象的方法——“通過分析反應物的減少和生成物的增多以及反應中表現出來的相關性質，來描述反應的實驗現象”；最終提高了教學效果。

二、正確分析實驗現象

通過化學實驗培養學生的觀察能力和科學地分析能力，指導學生仔細觀察化學反應中的實驗現象，從中獲得重要的相關信息，經過加工分析歸納和總結，得出有關化學知識和規律。那么，怎樣引導學生來分析化學反應中的實驗現象呢？

例如，在《濃硫酸的強氧化性》（本節的第二課時）時可進行如下設計：第一步，鞏固復習濃硫酸的吸水性、脫水性和酸的通性。第二步，依據酸的通性“稀硫酸能與銅反應嗎？”“不能！”，那么“濃硫酸能與銅反應嗎？”。提出疑問，激發學生的求知欲望。第三步，進行實驗，要求學生仔細觀察，注意銅片上的變化以及液體的顏色等。第四步，請學生回答觀察到的實驗現象，并進行歸納和總結所有的實驗現象。第五步，共同討論和分析這些實驗現象：“加熱時銅片變小，伴有氣泡”說明加熱時濃硫酸能與銅反應而且有氣體生成；“氣體能使品紅溶液褪色，能使石蕊溶液變紅”說明該氣體為二氧化硫；“反應混合物倒入水中變藍”說明有銅鹽生成。第六步，根據溶液的電中性得出銅鹽為硫酸銅；根據氫元素的守恒有水生成；第七步，小結：濃硫酸加熱時能與銅反應生成二氧化硫，硫酸銅和水。規范地寫出化學反應方程式，強調反應的條件。第八步，要求學生運用《氧化——還原反應》的知識來分析該反應方程式以及濃硫酸的作用。最后分析完成濃硫酸與木炭的反應、與鐵鋁的鈍化以及濃硫酸的用途等內容。

這節課主要通過觀察記錄化學反應過程中的實驗現象，證明該反應能夠進行，并且通過分析實驗現象得出相應的變化和生成物，從而得到所需要的實驗結論，有效地完成本節課的教學內容和教學目標。

這種探究式的教學形象直觀，生動有趣，有利于培養和激發學生的學習興趣；培養學生的觀察能力和科學地分析能力；引導學生分析實驗現象，獲得了新的知識。

三、探究實驗的意外現象

化學反應通常會受到反應裝置、反應條件、應物的性質、反應物的用量以及副反應等諸多因素的影響，會干擾實驗的現象。例如，氨的噴泉實驗時沒有形成噴泉；銅-鋅原電池實驗時鋅片上也有氣泡；乙烯與溴加成時，溴水不褪色反而出現顏色更深；銀鏡反應中沒有生成銀鏡而得到黑色沉淀；乙醛與氫氧化銅煮沸沒有紅色沉淀而有黑色沉淀等等意外的實驗現象。如果此時處理不當，不僅未能達到化學實驗的目的，相反還有可能出現誤導和誤解，不利于課堂教學。那么此時怎樣正確地分析和處理這些意外的實驗現象呢？

在《溴乙烷的消去反應》（本節的第二課時）中，將溴乙烷與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱，再用溴水來驗證反應的生成物時，“溴水沒有褪色反而出現下層顏色更深”這個意外現象。“為什么會出現這種現象呢？”怎樣來分析？第一，驗證生成物乙烯時的反應方程式為：CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br，溴水應該會褪色，與該反應的現象不符；第二，原反應物溴乙烷和乙醇均為無色，共熱時有少量的揮發出來進入到溴水中，不會變成有色物質，當然不影響液體的顏色；第三，乙烯為無色氣體，CH2Br-CH2Br無色液體，也不會影響液體的顏色；第四，這些物質中只有Br2為紅色，而且在有機物中顏色會加深，因此這個意外的實驗現象可能是由Br2引起，即溴水中的Br2過量引起的。第五，取實驗中的下層液體與淀粉——KI溶液作用，液體變藍，進一步說明Br2過量。第六，重新進行實驗，改用少量的稀溴水來驗證，溴水褪色沒有出現意外的實驗現象。最后歸納總結“溴乙烷與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱，發生消去反應，并生成不飽和烴乙烯”。

在化學實驗中經常會出現類似的意外現象，此時可乘機進行反問，自然地激發學生的興趣和好奇心，能有目的地調動學生的積極性，使學生來積極思考，共同探究該反應中可能會出現的現象及其產生現象的各種原因，再通過歸納總結得出造成意外現象的原因，圓滿地得到實驗的結果，達到實驗教學的目的。這樣不僅可以幫助學生鞏固和熟悉課堂知識，同時還可以培養學生的分析能力和應變能力。

化學實驗是化學教學的重要組成部分，在進行化學實驗教學時多采用探究式教學，通過實驗不僅可以幫助學生掌握化學實驗的基本操作和基本技能技巧；學會觀察描述和分析實驗現象，鞏固化學基礎知識；同時還可以指導學生記錄分析和處理實驗數據，識別繪制和連接實驗裝置，指導學生進行簡單的實驗方案設計等；也可以幫助學生為參加社會實踐或進一步深造學習打下扎實的基礎。

【參考文獻】

[1] 劉知新 主編.《化學教學論》，高等教育出版社.

[2] 范杰、張耕溪 等主編.《化學教學法》，浙江教育出版社.

（作者單位：江西省九江市第三中學）