把握課堂教學契機 開展課外實驗探究

武威第六中學

一、以演示實驗異常現象引發實驗探究

在化學課堂教學中做演示實驗時，可能會觀察到一些異常的實驗現象，學生對這些異常現象總是充滿好奇。這時，如果抓住機會，利用學生的好奇心布置課外實驗探究任務，學生肯定樂于參與。例如，在做Al與酸、堿溶液反應的演示實驗中，常常會觀察到Al片與鹽酸或NaOH溶液反應時，溶液中都有灰黑色固體出現，直到反應停止灰黑色固體也不會消失。針對這一異常現象，我布置了一項探究灰黑色固體成分的課外實驗探究任務。我讓課代表組織有興趣的學生組成一個實驗探究活動小組，利用課外活動時間查閱資料，通過交流討論設計可行的實驗方案。兩天后，在實驗室組織了一次由活動小組學生參與的實驗探究活動。首先，討論實驗方案，學生提出了兩種假設。假設一：成分是Al片中含有的不與酸、堿反應的雜質碳；假設二：可能是從Al片上脫落下來的Al的細小顆粒。然后，根據假設設計如下方案：將Al片與鹽酸或NaOH溶液反應后的渾濁液分離掉剩余的Al片后靜置，傾倒去上層清液后，將剩余灰黑色殘渣分成兩份，一份加入鹽酸，另一份中加入NaOH溶液，觀察現象。按照上述方案進行實驗，發現殘渣中加入足量的鹽酸或NaOH溶液時液體中都有細小的氣泡冒出，最終兩個試管中都得到無色透明的溶液。經過分析后得出結論：假設二正確，灰黑色顆粒的成分是Al。類似的素材還有：銅和濃硝酸反應過程中溶液顏色呈綠色的原因探究；過氧化鈉與水反應后的溶液中滴入酚酞，溶液變紅又褪色的原因探究；金屬鈉燃燒實驗中，熔化的鈉球表面有黑色物質的原因探究等。通過這些活動，讓實驗小組的學生有了探索的成就感，在后續的學習中對化學實驗的興趣倍增，在實驗過程中觀察實驗現象也格外仔細。

二、以反常探究方案引發實驗探究

在探究實驗的過程中，學生可能會提出一些不合常規的探究方案，這時如果能順勢布置一個探究任務，也會取得令人滿意的效果。例如，在探究原電池形成條件及原理的實驗中，將鋅片和銅片用中間串聯電流計的導線連接后，同時插入盛有CuSO4溶液的燒杯中，電流計指針發生偏轉，說明構成了原電池，負極：Zn-2e-=Zn2+，正極：Cu2++2e-=Cu,但實驗過程中觀察到鋅片上有銅析出的現象與原電池原理相矛盾。學生討論后認為是由鋅片與CuSO4溶液直接接觸所致，隨即提出改進方案，將鋅片和銅片用中間串聯電流計的導線連接后，分別插入盛有ZnSO4溶液和CuSO4溶液的燒杯中，結果看到電流計指針不偏轉。討論后得出結論：是因為沒有構成閉合回路。對此，多數學生提出解決方案是用鹽橋連接兩種溶液，但有個別學生提出用銅絲將兩種溶液連接。對于后一種方案，我讓學生課后去探究，課后通過實驗發現電流計指針的確偏轉了，說明也構成了原電池，但學生不明白原理。我讓學生等待幾天學習電解原理后再討論。學生等到學完電解原理后，終于明白這個裝置一部分是原電池，另一部分是電解池。整個探究過程中學生充滿期待，參與度極高。

三、以習題課教學中學生的質疑引發實驗探究

在習題課教學中，學生根據所學知識可能會對某些實驗題目給出的實驗方法提出質疑。在教學中若能因勢利導，安排學生進行實驗探究，也能取得意想不到的效果。例如，練習中遇到如何鑒別蘇打溶液和小蘇打溶液的問題，學生普遍的結論是分別取上述兩種溶液少許于試管中，分別加入CaCl2溶液，有白色沉淀產生的是蘇打溶液，無白色沉淀產生的是小蘇打溶液。但也有個別學生提出異議，認為小蘇打溶液中，由于HCO3-離子的電離中也有CO32-離子存在，因此，加入CaCl2溶液時也會有少量白色沉淀產生。針對這一觀點，我利用課外活動時間組織學生到實驗室去做實驗探究，根據對比實驗中變量控制原則，先配制了2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，在兩種溶液中分別逐滴加入相同濃度的CaCl2溶液，看到Na2CO3溶液中立即有大量白色沉淀產生，NaHCO3溶液中先有輕微渾濁,隨CaCl2溶液的不斷滴入，渾濁現象愈加明顯，仔細觀察發現渾濁液中還有細小的氣泡不斷冒出。隨后將2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液同時稀釋2倍、4倍和20倍后分別進行對比實驗，觀察到的現象與第一組實驗的現象基本一致，只是NaHCO3溶液的濃度越小，滴入CaCl2溶液時產生渾濁需要的時間越長，產生氣泡現象越不明顯。最終得出結論：用CaCl2溶液區分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液時不能只憑是否有白色沉淀產生而加以區分，而是要通過對比產生白色沉淀的快慢和是否有氣泡產生來區分。同時，通過對產生上述現象原因的討論分析，也加深了學生對外界條件變化對化學平衡的影響及HCO3-電離平衡與水解平衡之間相互影響的理解。

在教學中抓住契機，引導學生參與到實驗探究中，更容易讓大家獲得科學探究的體驗，掌握科學探究的方法，從而提高科學研究的素養。