合作和自主學習在實驗教學中探究

曾平鳳

摘要：合作和自主學習實驗探究與創新意識意義，如何發揮化學實驗在課程改革中的重要作用，使學生更能主動地、富有個性地學好化學這門課程，以高三元素化合物對分復習專題——鈉及其化合物實驗為例，探討合作和自主學習實驗探究模式設計，對于促進學生的參與、探索、合作與實踐能力的發展有著積極意義。

關鍵詞： 實驗探究 ? 合作和自主 ? 學習

一、合作和自主學習實驗探究與創新意識意義

1.實驗探究與創新意識是發現和提出有探究價值的化學問題，能依據探究目的設計并優化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論;能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設想;能尊重事實和證據，不迷信權威，具有獨立思考、敢于質疑和批判的創新精神。

2.化學實驗作為認識化學物質及其變化的實踐活動的重要工具與手段，對“化學實踐”具有重要的認識論、方法論功能，對學生“化學實踐”能力的提升具有重要的價值。而化學實驗上述功能價值的發揮，又有賴于學生實驗素養的高低、探究水平的強弱。因此，化學核心素養中的“實驗探究與創新意識”等要素，反映了“化學實踐”環節的化學核心素養要求，是化學學科實踐能力的重要表征。

二、合作和自主學習化學實驗教學模式的主要類型及特點

1.從內容上看，化學實驗可分為：基本操作的實驗;元素化合物性質和制備的實驗;形成化學要領和化學基礎理論的實驗;揭示化工生產中化學反應原理的實驗;解答化學問題的實驗;生活化學實驗;趣味化學實驗

2.按實驗主體分類有演示實驗、學生實驗;按質和量的關系分類有定性實驗、定量實驗

3.按實驗在認識過程中的作用分類有啟發性實驗有（發現式、探究式或探索性實驗）、驗證性;實驗按實驗環境的分類有實驗室實驗，教室實驗，家庭實驗。

因此化學實驗模式的優化要根據相應的教學內容、教學目標和實驗環境等條件來進行設計和操作。

三、合作和自主實驗探究模式的案例分析

以高三元素化合物復習專題——鈉及其化合物實驗為例開展同學進行合作和自主學習。

問題：（一）某研究小組為了研究金屬鈉及其化合物的性質，設計并完成了以下實驗，請補充完成。

1. 為了研究金屬鈉的性質，該小組完成以下3個小實驗。

實驗1用小切金屬鈉：實驗2在坩堝中點燃鈉;實驗3在加入酚酞水中加金屬鈉.寫出相應方程式？思考三個實驗體現金屬Na的哪種性質？

2.甲同學取少量實驗2中生成的黃色粉末于試管1中，用滴管加入少量水，觀察現象，并檢驗產物。

（1）你預計觀察到的現象有什么？

思考：要做到全面準確描述現象，關鍵是什么？

（2）如何檢驗試管中生成的產物？

①待檢產物1是什么？檢驗方法和現象是什么？

②待檢產物2是什么？檢驗方法和現象是什么？

思考：物質檢驗時要注意什么問題？

（3）根據上述現象和檢驗結果可知，該黃色粉末和水反應的離子方程式為

（4）根據上述實驗可知，該黃色粉末典型的化學性質有什么？

3.乙同學往試管1中的溶液通入CO2一段時間至NaOH完全反應。（假設溶液中不存在多余的CO2）

（1）該過程中可能涉及到的離子方程式為（2）若所得溶液中溶質只有一種，則可能為

若所得溶液中溶質只有兩種，則可能為

4.丙同學為了探究上述溶液中溶質成分的組成，特設計以下實驗，限選試劑：稀鹽酸、澄清石灰水、NaOH溶液、CaCl2溶液、酚酞溶液

實驗目的：探究上述溶液成分的組成

實驗操作：步驟1：取少量上述溶液于試管中，加入 ，充分振蕩后，靜置，上層清液備用。步驟2：分別證明溶液中含Na2CO3;NaHCO3;

5.若實驗測得上述溶液的成分為Na2CO3和NaHCO3，除去其中Na2CO3的方法是什么？除去其中NaHCO3的方法是什么？

思考：對于元素化合物，你可以從哪些角度去記憶和理解其化學性質？

用箭頭連接并指出其轉化關系和輔助條件。（部分轉化示例如下）

物質種類：單質→氧化物 → 氫氧化物 → 鹽

對應物質：Na → Na2O → NaOH → NaCl

【實驗拓展】

1.往過氧化鈉溶于水的溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液先變紅后褪色。原因？

有同學查閱資料發現，該溶液存在一種具有氧化性的物質，導致溶液被漂白。分別從氧化劑、實驗操作、實驗現象和結論三方面填表。

2.CaCl2溶液真的能鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液嗎？

（1）取少量NaHCO3溶液于試管中，滴加幾滴CaCl2溶液，觀察。與你預計的現象一樣嗎？

（2）在（1）的實驗現象中，白色沉淀的成分最可能是什么？請結合化學平衡相關知識解釋產生該白色沉淀的原因？

（3）除白色沉淀外，你還觀察哪些現象？產生的原因是什么？

（4）結合上述現象，你能用一個離子方程式表示整個反應過程嗎？

（5）取少量NaHCO3溶液于試管中，加水稀釋，再將少量稀釋后的溶液轉移至另一試管中，滴加幾滴CaCl2溶液，觀察。與你預計的現象一樣嗎？為什么？

四、主要體會

在化學科學中，實驗是獲取知識、進行知識創新的重要手段，新世紀的基礎教育要培養學生獲取知識的能力、培養學生的創新能力，要提高學生的科學素養，就不能不重視發揮實驗應有的作用。長期以來在化學教學中，化學實驗往往異化為一種形式，失去了它的探究功能。因此如何恢復化學實驗的探究本性，發揮化學實驗在探究問題、獲取知識、培養學生的科學精神和科學品質、發展學習興趣，是一個值得深入考慮的問題。通過合作和自主學習實驗，以知識為本位轉向以發展為本位，教學目標要真正體現知識、能力、態度的有機整合，更多的考慮學生的需要，把學生放在教學的主體地位，從而符合核心素養教育的要求。

參考文獻：

[1]吳發珩主編《中學化學教學方法辭典》 內蒙古大學出版社

[2]梁永平.化學科學理解的基本視角及其核心觀念[J].化學教育，