例析高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探究性學(xué)習(xí)

薛婉若

【摘 要】“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”是學(xué)習(xí)高中化學(xué)課程的必由之路。現(xiàn)在的高考，化學(xué)學(xué)科對學(xué)生的能力要求越來越高，而實(shí)驗(yàn)是學(xué)生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ饪空n本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)及老師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們有必要而且必須在課堂內(nèi)外加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。適時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學(xué)生站在一定高度認(rèn)識(shí)事物，提升能力，做到知識(shí)與能力并重，過程與方法兼顧，提高學(xué)習(xí)效率，最終促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；探究性學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2016）36-0094-02

“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”是學(xué)習(xí)高中化學(xué)課程的必由之路。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取知識(shí)，提高能力的重要途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力，發(fā)展學(xué)生智力。面對現(xiàn)在的高考，化學(xué)學(xué)科對學(xué)生的能力要求越來越高，而實(shí)驗(yàn)是學(xué)生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ饪空n本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)及老師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們有必要而且必須在課堂上及課堂外加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，以便很好地適應(yīng)高考的形式及高考的變化。為此，在課堂上應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)練習(xí)的力度，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)練習(xí)的方法，必要時(shí)可以多到實(shí)驗(yàn)室去練習(xí)，以提高對實(shí)驗(yàn)的綜合分析探究能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。

在化學(xué)探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以通過老師創(chuàng)設(shè)的問題情境，培養(yǎng)激發(fā)自己的探究精神和探究能力。筆者非常重視通過典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)事例來認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律。適時(shí)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學(xué)生站在一定高度認(rèn)識(shí)事物，提升能力，做到知識(shí)與能力并重，過程與方法兼顧，提高學(xué)習(xí)效率，最終促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主發(fā)展。

下面是筆者在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的嘗試：

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生經(jīng)常容易有這樣那樣的誤解，這個(gè)時(shí)候探究性學(xué)習(xí)就非常必要而且重要。如學(xué)習(xí)金屬元素鋁時(shí)，我們都很重視Al（OH）3的兩性， 課堂上教師通過演示實(shí)驗(yàn)、討論等多種方式學(xué)習(xí)了Al（OH）3是兩性氫氧化物，在溶液中同時(shí)存在著兩種電離平衡：

H2O+H++AlO2- ? Al（OH）3 ? Al3++3OH-

酸式電離 堿式電離

我們也知道HCO3-為弱酸的酸式酸根，在水溶液中同時(shí)存在兩種趨勢：

電離平衡：HCO3- ? H++CO32-；

水解平衡：HCO3-+H2O ? H2CO3+OH-

但是在學(xué)生中還是較普遍反映出這樣一個(gè)問題：認(rèn)為Al3+與AlO2-，AlO2-與HCO3-在水溶液中均會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)而生成Al（OH）3和CO2，還有不少人認(rèn)為Al3+與HCO3-反應(yīng)，不能大量共存，AlO2-與HCO3-不反應(yīng)，能大量共存于溶液中。

為解決這一問題，加深對金屬元素鋁學(xué)習(xí)的印象，這時(shí)不要急于從書本或教師那得到結(jié)論，由老師帶領(lǐng)著進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)者通過親手實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真將二者進(jìn)行對比，然后探究得出結(jié)論，這樣得來的知識(shí)才會(huì)深刻鞏固。探究過程如下：

1. 根據(jù)桌上的藥品（AlCl3、NaHCO3、NaOH溶液）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究兩個(gè)反應(yīng)的差異

學(xué)生觀察后發(fā)現(xiàn)沒有NaAlO2溶液，通過討論決定用AlCl3溶液與NaOH溶液制取NaAlO2溶液，方法：在試管中加適量AlCl3溶液，然后逐滴滴加NaOH溶液直至生成的沉淀剛好溶解為止，即得NaAlO2溶液。

2. 學(xué)生設(shè)計(jì)了對比實(shí)驗(yàn)，并記錄下現(xiàn)象

先向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液，看到白色沉淀逐漸增多，同時(shí)有大量氣泡溢出，驗(yàn)證了自己的認(rèn)識(shí)是正確的。然后向制得的NaAlO2溶液中逐滴滴入NaHCO3溶液至過量，現(xiàn)象卻不同：白色沉淀逐漸增多，但整個(gè)滴加過程中沒有氣泡產(chǎn)生。學(xué)生發(fā)現(xiàn)了自己認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤， AlO2-與HCO3-會(huì)發(fā)生反應(yīng)，卻不同于Al3+與AlO2-。

3. 分析現(xiàn)象，探究總結(jié)結(jié)論

Al3+與HCO3-在溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng)生成Al（OH）3和CO2。即Al3+ + HCO3-= Al（OH）3↓+3 CO2↑，ALO2-與HCO3-反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：ALO2-結(jié)合H+的能力強(qiáng)于HCO3-，HCO3-在溶液中不發(fā)生水解而發(fā)生電離，即AlO2- + HCO3- +H2O= Al（OH）3↓+CO32-

通過這次實(shí)驗(yàn)學(xué)生很輕松地解決了問題，真正學(xué)到了知識(shí)，鞏固了知識(shí)，在以后的考試中再遇到這類問題，答題的錯(cuò)誤率就會(huì)大大降低，成績自然得到提升。

經(jīng)過這一次的實(shí)驗(yàn)嘗試，筆者認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)對于實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)課程目標(biāo)具有不可替代的作用，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄現(xiàn)象、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中，不僅能獲取知識(shí)、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態(tài)度和價(jià)值觀。因此，在之后的化學(xué)學(xué)習(xí)中更加重視實(shí)驗(yàn)探究，以加強(qiáng)提升設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察記錄現(xiàn)象、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的探究能力。下面是我們對掌握CO32-、Cl-、Br-、I-、Na+、K+性質(zhì)所做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究分析。

首先是老師給出問題情境：現(xiàn)在有4瓶已失去標(biāo)簽的試液，實(shí)驗(yàn)員已經(jīng)不知道它們分別是什么藥品，只知道它們的陽離子是鈉離子或鉀離子，4種陰離子可能是CO32-、Cl-、Br-、I-，現(xiàn)在任意挑選試劑，設(shè)計(jì)1個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，將這4瓶試劑的成分鑒別出來。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有大家所需的各種試劑，現(xiàn)在給大家十分鐘的時(shí)間完成自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以相互討論，設(shè)計(jì)的方案越多越好，完成后，請同學(xué)到講臺(tái)上來，介紹自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，最后看誰設(shè)計(jì)得最簡潔、最合理、效果最好。

這時(shí)候同學(xué)們的積極性被激發(fā)起來，大家都很興奮，相互積極的討論，課堂的氣氛被充分調(diào)動(dòng)起來。老師給的十分鐘時(shí)間很快就過去了，但同學(xué)們意猶未盡，熱情地探究討論，不斷將自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行梳理，使方案條理更清晰更完善。之后小組代表到講臺(tái)上做答。

一組同學(xué)認(rèn)為可以先做焰色實(shí)驗(yàn)，如果火焰呈黃色則為鈉鹽，如果隔過藍(lán)色鈷玻璃火焰呈紫色則為鉀鹽。然后再根據(jù)陰離子的性質(zhì)區(qū)別，來鑒定陰離子。他們選用的試劑是硝酸銀和稀硝酸。加硝酸銀后，出現(xiàn)黃色沉淀含的陰離子是I-，出現(xiàn)淺黃色沉淀則含的陰離子是Br-，出現(xiàn)白色沉淀則可能是CO32-、Cl-，加稀硝酸后，沉淀消失的是碳酸鹽。

教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究做出評價(jià)，肯定該組的方案設(shè)計(jì)得很好，這樣的及時(shí)肯定能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣。同時(shí)，老師鼓勵(lì)其他組同學(xué)對上面的實(shí)驗(yàn)方案展開討論，提出意見和建議。同學(xué)們的熱情被調(diào)動(dòng)起來了，紛紛發(fā)表意見。有的同學(xué)認(rèn)為上面的方案有不盡完善之處，應(yīng)該先給試劑瓶編號(hào)，不然很容易弄混。對此，老師給予熱情地鼓勵(lì)和贊賞，表揚(yáng)這個(gè)同學(xué)細(xì)心用心，做的補(bǔ)充非常有必要。并鼓勵(lì)該同學(xué)也參與這一組的實(shí)驗(yàn)，和他們共同完成他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。同時(shí)，提醒做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)在鑒別完后應(yīng)該標(biāo)上試劑名，并提醒其他同學(xué)密切注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，看看做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范。

用焰色實(shí)驗(yàn)來鑒別4瓶試劑成分的設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)效果很好，老師給予了充分肯定，這讓更多同學(xué)想展示自己的設(shè)計(jì)方案，于是奇思妙想紛紛“出爐”。有的同學(xué)說自己設(shè)計(jì)的方案，前面的陽離子鑒別和上一組同學(xué)的一樣，用焰色反應(yīng)來鑒別，但是在鑒別陰離子的時(shí)候，選用的試劑是鹽酸、氯水和四氯化碳，四氯化碳也可以換成苯。先用焰色反應(yīng)鑒別出陽離子，再分別取少量試劑放在4支試管中，先滴加鹽酸，有氣體產(chǎn)生的是碳酸鹽，然后在沒有現(xiàn)象的3支試管中滴加氯水，充分反應(yīng)后，再加四氯化碳進(jìn)行萃取，充分振蕩，靜置分層，分層后下層為紫色的原溶液含的陰離子是I-，下層為橙色的原溶液含的陰離子為Br-，另外剩余的1支試管的溶液中含的陰離子則為Cl-。最后在相應(yīng)的試劑瓶上標(biāo)上試劑名。老師和同學(xué)們都對該同學(xué)的方案設(shè)計(jì)點(diǎn)贊，認(rèn)為設(shè)計(jì)方案注意到了層次，非常嚴(yán)密。這位同學(xué)出色完成了實(shí)驗(yàn)操作，效果非常好。通過這樣的開放式的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時(shí)完成和解決實(shí)驗(yàn)的能力有了很大的提高。

（編輯：胡 璐）