化學實驗：學生自主探究的有效載體

黃浣清

【內容摘要】開展以實驗為主的多種探究活動，可以讓學生體驗科學研究的過程，培養科學探究的能力。結合日常教學實踐，發現在化學教學中以實驗為載體，通過引發沖突、促進創新、拓展延伸等手段可以很好地引導學生進行自主探究。

【關鍵詞】課堂教學 化學實驗 自主探究

化學實驗最能激發學生的好奇心和求知欲，為學生搭建一個可以大顯身手的廣闊舞臺。因此在日常課堂教學實踐中，借助化學實驗這一有效的載體，將動腦動手相結合，要求學生在“做化學”（即探究） 中學習化學，真正成為課堂的主人。

一、在實驗中抓住“意外”，引發沖突，喚醒學生探究的欲望

學生在實驗中經常會遇到很多不同于一般、不符合預測的“意外”情況，當“意外”與學生已有的認知產生矛盾或相異時就會產生強烈的認識沖突。認知沖突可看成學生認知過程中的“障礙”或“不協調”。這種認知沖突使學生心理原有的平衡狀態受到破壞，充滿著強烈的新奇感和緊張感，于是便產生了一種新的學習需要，從而激發進一步探究的愿望，去尋找“意外”背后的原因。

滬教版初中化學第二章第三節“奇妙的二氧化碳”，在探究二氧化碳性質的過程中，學生做了“二氧化碳熄滅蠟燭火焰”的實驗（見圖1），大部分學生觀察到下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅的實驗現象。但與此同時，也有部分學生卻觀察到上層蠟燭先熄滅，下層蠟燭后熄滅的“意外”現象。這是什么道理啊？同學們一頭霧水，議論紛紛。

請出現不同現象的兩組學生上臺完成實驗，其他學生一起觀看并查找原因，很快就發現了問題所在：原來有一組的學生是按照圖2的裝置來操作的，即將二氧化碳直接當頭“澆”到上層的蠟燭的火焰上。兩組實驗只是傾倒角度變了，然而問題實質沒有變，但現象卻完全不同了。

接著問學生：在桌面上點燃一長一短兩支蠟燭，用透明玻璃罩罩住，問哪一支蠟燭先熄滅？

學生不加思索，異口同聲地回答：“短的蠟燭先熄滅！”

實驗：在桌面上點燃一長一短兩支蠟燭，用透明玻璃罩罩住，長的蠟燭先熄滅。

學生們又開始討論，這是怎么回事呢？

經分析討論后，同學們豁然開朗：原來，哪支蠟燭先熄滅，關鍵是看蠟燭燃燒產生的二氧化碳氣體是上逸出還是下沉。因為二氧化碳的溫度比玻璃罩內空氣的溫度高得多，熱氣體上升，因此長得蠟燭先熄滅。

趁熱打鐵，用視頻把學生帶入了火場逃生現場。假如你在火災現場，怎么逃？

這下子學生都答對了：有人說用濕毛巾捂住口鼻，有人補充說彎腰前行，必要時匍匐前進！這種場景在電視里經常看到，原來就是這個道理啊，同學們恍然大悟。

二、在實驗中鼓勵交流，促進創新，激活學生探究的思維

思維是探究的靈魂，在實驗中創造條件，鼓勵學生交流、實驗和驗證，在探究中發散思維，主動去獲得新知識、新方法。讓智慧火花、創新思維萌動、生長、孕育出新的成果。

1.引導學生設計實驗方案

案例：探究二氧化碳在水中的溶解性

根據生活經驗，碳酸飲料中溶有大量的二氧化碳氣體，查書又得知：1體積水中能溶解1體積二氧化碳。

[提出問題]如何用實驗來證明二氧化碳能溶于水呢？

[方案1] 在空的礦泉水瓶中集滿二氧化碳氣體，然后加入半瓶水，旋緊瓶蓋，倒過來振蕩，觀察現象。

[方案2] 先在集氣瓶中收集好一瓶二氧化碳氣體，蓋好玻璃片，然后迅速往集氣瓶中倒入適量的水，振蕩，接著把集氣瓶倒過來，觀察玻璃片是否會掉下來。

[動手實驗] 同學們分別看到了方案1中的礦泉水瓶發出噼里啪啦的響聲，明顯癟了下去。方案2中的玻璃片牢牢地“粘”在瓶口不掉下來。

學生通過設計實驗方案，打開了思維的閘門，輕輕松松解決拿了問題。在交流合作、動手實踐的過程中碰撞出創新的火花，并將知識牢牢地扎根于頭腦中。

2.組織學生改進實驗裝置

改進實驗裝置可以促進學生更好地理解實驗原理和操作原理，激發學生的創新思維活動。

如在探究微粒間存在空隙的時候，若按教科書上用100ml水和100ml酒精混合，不僅藥品用量多，而且耗時長。學生對此進行了改進：取一個滴眼液瓶， 用注射器從尖嘴口注入紅色的水（約占總體積的一半），再注入無色乙醇至滿， 用拇指堵住瓶口， 上下顛倒幾次，使之充分混合。

可見瓶壁向內凹， 松開拇指， 液面明顯下降。

將書本實驗微型化，不僅操作簡單，藥品用量少，而且現象明顯，富有趣味性。

化學實驗探究教學中，教師要盡量給學生動腦、動手的機會，培養他們積極思維的習慣，發展他們的創造能力，讓學生在探究中成長。

三、在實驗中積極拓展，適度延伸，增強學生探究的能力

在義務教育階段，注重初高中知識的銜接，在課堂教學中適度拓展，讓學生在實驗中體驗探究的過程，培養探究的能力。

在學了第七章應用廣泛的酸、堿、鹽后，學生知道酸溶液顯酸性，堿溶液顯堿性，那么鹽溶液顯什么性呢？

通過酸堿指示劑實驗驗證得知NH4Cl溶液顯酸性，CH3COONa溶液顯堿性， NaCl溶液顯中性。

這是為什么呢？有沒有什么規律可循？

指導學生從鹽的組成特點上分析：鹽可以看作是酸和堿發生中和反應得到的。

例如，NH4Cl可以用氨水（NH3·H2O）和鹽酸（HCl）反應得到，CH3COONa可以用醋酸（CH3COOH）和氫氧化鈉（NaOH）溶液反應得到，NaCl可以用氫氧化鈉（NaOH）溶液和鹽酸（HCl）反應得到。

在此啟發下，馬上有學生提出猜想，鹽溶液的酸堿性是否與其所組成的酸和堿的性質有關呢？

大多數學生表示贊成。又讓學生測了一下實驗桌上提供的其他各種鹽溶液的酸堿性。

結果表明：顯酸性的鹽溶液，除了NH4Cl溶液，還有Al2（SO4）3溶液、Mg（NO3）2等溶液。顯堿性的鹽溶液，除了CH3COONa溶液，還有Na2CO3溶液、CH3COOK等溶液。顯中性的鹽溶液，除了NaCl溶液，還有KNO3溶液、Na2SO4等溶液。

經分析研究，可以看出：由強酸（HCl、H2SO4、HNO3）和強堿（NaOH、KOH）形成的鹽溶液顯中性，由強酸（HCl、H2SO4、HNO3）和弱堿[NH3·H2O、Al（OH）3、Mg（OH）2]形成的鹽溶液顯酸性，由強堿（NaOH、KOH）和弱酸（CH3COOH、H2CO3）形成的鹽溶液顯堿性。

在適度的拓展和延伸之后，得到了規律性的結論：“誰強顯誰性”——強酸強堿鹽的水溶液呈中性，強酸弱堿鹽的水溶液呈酸性，強堿弱酸鹽的水溶液呈堿性。在高中化學鹽類的水解中我們將進一步探究其原因。

在此基礎上，讓學生分析一道題：某學生在做Fe和CuSO4溶液這一置換反應時，驚奇地發現除了看到鐵片表面覆蓋一層紅色的物質外竟然還有氣泡產生。現在你們能對此現象做出解釋嗎？

當然！因為CuSO4是強酸弱堿鹽，其水溶液顯酸性，有少量Fe與溶液中的酸性物質發生了反應！

在教學中要充分發揮學生的主體性，讓學生在實驗探究中實現由被動學習向主動學習的飛躍，從而實現質的突破！

（作者單位：蘇州市吳江經濟技術開發區實驗初級中學）