新課程理念下化學實驗活動設計新思路的探究

何艷虹

摘 要：讓學生通過研究化學實驗過程中的種種新問題的嘗試和處理，不僅能豐富自身的知識結構，而且更大限度地鍛煉了學生的創(chuàng)新能力和主動學習能力，提升了他們的實驗教學的功效。

關鍵詞：新課程理念；化學實驗活動；實踐探究；創(chuàng)造性學習能力

傳統(tǒng)的實驗教學是以教師為中心，課前設計好做什么演示實驗，為了說明什么問題；課前反復試驗，演示大多是成功的。學生坐在那里看，不必考慮做什么實驗、怎樣做、為什么有時實驗會出現(xiàn)異常甚至失敗，至多得出既定的結論。化學實驗活動設計的新思路是將實驗問題改成全開放的小課題，學生可以通過他能想到的各種方法進行嘗試，得出他能得到的各種結論，其目標不是最后得出準確無誤的結論，而是追求研究的過程，思考其中出現(xiàn)的新問題，獲得除結論外更豐富的知識和方法，鍛煉各種研究和創(chuàng)造的能力，真正模擬了科學研究的方法和過程，將實驗的功能進一步提高和升華。

一、化學實驗活動設計新思路的實踐探究

化學實驗探究活動從內容上分為課內實驗課題和課外實驗課題。課內實驗課題主要來源于知識學習需要設計的某些非常規(guī)實驗，即其結論未必明確（或還未成定論的），也可來源于某些演示實驗或學生實驗中出現(xiàn)的非常規(guī)現(xiàn)象，為了了解和分析出現(xiàn)的原因，設計了實驗探索等。如：①不同溫度、濃度等條件下各種電解質的導電能力規(guī)律；②吸熱反應和放熱反應與反應物種類的關系；③鈉在空氣中燃燒后產(chǎn)物成分的檢驗；④不同方法的焰色反應的效果研究；⑤食鹽中含碘的成分檢測；⑥雙氧水和二氧化硫能漂白的物質種類的對照研究；⑦銅與濃硫酸反應時的非常規(guī)現(xiàn)象出現(xiàn)的原因的研究……課外實驗課題的選題不一定與課內知識緊密聯(lián)系，它可以是課內知識的延伸和發(fā)展，也可以僅具有化學學科特點。它的開放性更強，內涵和外延也更深廣。如：①材料標本的收集及性質測試；②不同水果電池的功率大小研究；③各種植物提取液制成的指示劑的效果比較研究；④膠卷上感光物質的分析；⑤新型陶瓷材料和普通陶瓷的性能對比實驗；⑥水污染的檢測和防治方法研究……

下面以銅與濃硫酸反應時的非常規(guī)現(xiàn)象為例展現(xiàn)一個研究小組的研究過程。

在銅與濃硫酸的反應的演示實驗中，出現(xiàn)了如下異常現(xiàn)象：

a.溶液顏色不是藍綠色而是藍黑色。b.產(chǎn)生大量灰黑色沉淀。c.反應后剩余的銅片表面不是光潔的亮紅色，而是黑色粗糙的表面。

推測：銅片純度低，含有較多的雜質。

課題：銅片中雜質種類的研究。

實驗設計：①取一定量的銅片與98%的濃硫酸共熱反應一段時間；②將反應后的溶液過濾；③將濾液稀釋，取少量加KSCN溶液，觀察；④取沉淀加水，充分振蕩，過濾，再重復幾次；剩余沉淀中加濃鹽酸，觀察；⑤取洗凈的反應后剩余的銅片，加入濃鹽酸，觀察，檢驗產(chǎn)生的氣體。

實驗現(xiàn)象及結論分析：

1.溶液顏色很深且渾濁，沉淀上層是灰黑色，下層是灰白色

推測：溶液中不止含硫酸銅一種物質；上層沉淀可能是CuO、CuS、Cu2S也可能是含其他金屬的硫化物或氧化物；下層沉淀可能是雜質，也可能含有無水硫酸銅等。

2.紙被濾液腐蝕

結論：濾液中含有濃硫酸。

3.濾液加KSCN溶液出現(xiàn)暗紅色

結論：濾液中含有Fe3+。

4.加水，灰白色的沉淀大部分溶解，溶液呈藍色，剩余沉淀呈黑色，不溶于鹽酸

結論：灰白色的沉淀是無水硫酸銅，黑色的沉淀可能是CuS、Cu2S或難溶雜質等。

5.溶液呈黃綠色，產(chǎn)生有臭味的氣體，用醋酸鉛試紙檢驗，試紙變黑，還有部分黑色固體不溶解

結論：剩余銅片表面的黑色固體中可溶的為CuO、Fe2O3、FeS，不溶的是CuS或Cu2S。

小結：實驗用的銅片的確不純，有CuO、Fe2O3、FeS、CuS、Cu2S或難溶于酸的雜質。

進一步研究的課題：定量分析雜質的含量，測定銅的純度。

通過這類課題研究，學生明白了課本上的實驗現(xiàn)象是理想化的，而實際操作中會有許多意想不到的因素干擾，因此出現(xiàn)異常也在所難免。在研究過程中學生在很大程度上鍛煉了分析能力、實驗設計能力以及實驗操作技能等。

二、創(chuàng)造性的主動學習能力的開發(fā)和拓展

1.挖掘問題的能力

實驗課題研究的最大特征就是學生必須不斷地想“為什么”“怎么樣”等，學生敢于提問、并能將有價值問題提煉成課題。培養(yǎng)自己勇于探索、求真求實的科學精神。

2.收集資料的能力

學生從開始根據(jù)教師推薦的資料入手，慢慢摸索收集資料的方法，總結經(jīng)驗，逐漸發(fā)展為能熟練地從圖書館、書店、網(wǎng)絡等各種途徑快速尋找和積累課題相關資料。

3.實驗設計的能力

因為是實驗課題研究，同學要將自己的推論、思路用實驗方法來證明和表現(xiàn)，這無不涉及實驗方案設計。通過大大小小的實驗方案設計，使學生整體設計能力不斷提高。

4.實踐創(chuàng)造的能力

在實驗課題研究過程中最主要的環(huán)節(jié)就是設計研究的方案和步驟，這是沒有書本或資料可照搬照抄的，完全需要同學們充分發(fā)揮創(chuàng)造能力，將已有的知識充分進行拼接、轉化，整合出全新的設計方案。所以，在此過程中無疑充分培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神，充分發(fā)掘了他們的創(chuàng)造能力。

學生通過對化學實驗活動設計新思路的嘗試，真正達到了新課程的目標，同時也更大限度地鍛煉了學生的各種主動學習能

力，強化了創(chuàng)造意識和創(chuàng)新精神。真正使學生學會學習，能學以致用。

參考文獻：

[1]趙滿軍.高中生研究性學習指導手冊.遼寧師范大學出版社，2001-08.

[2]上海市教委教研室.高中研究型課程實施案例選編.上海科技教育出版社，2000-01.

（作者單位 浙江省杭州第二中學）