化學教學中探究性實驗的研究

孟憲來

《中學化學課程標準》提出：“中學化學教育必須以創新精神和實踐能力為重點”;“要讓學生學得生動、主動，讓學生親自體驗、手腦并用，讓學生應用新技術、獲取新信息，讓學生參與教學、嘗試成功”。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學更有利于學生進行化學探究性學習，化學實驗探究是化學學科中最主要的探究方式，也是化學學習中重要的學習方式。

一、教師在探究性實驗教學中所起的作用

1.提出探究任務或問題——創設問題情境

探究性實驗教學的第一要素和實施環節是：學生必須有一個明確的任務，或者在某一情境中自己發現問題。教師創設一定的問題情境，引導學生發現并提出問題;或教師直接提出問題，使學生明確探究任務，是開展探究性實驗的前提。

化學實驗的直觀性、生動性和變化性使其自身充滿了探究的懸念，易引起學生的問題意識和探究興趣。利用化學實驗創設問題情境是探究性實驗教學中最重要的創設途徑之一，其適用范圍很廣，如元素化合物及其反應產物的性質探究;按一定要求制備物質的實驗設計（裝置、藥品、操作）;證明概念、理論或習題的有關實驗探究;聯系實際解決生活問題、趣味實驗的探究等等。

2.搜集信息和分析問題——調控探究過程

在學生自主進行探究性實驗階段，教師的主要角色是組織者和指導者。高中學生需要得到外界的幫助和支持，教師作為教學的重要資源，應根據具體的探究活動和學生的行為特點給予指導和幫助。

除在化學實驗操作技能方面的指導外，還需在學生參與探究性實驗的學習過程、探究過程中意外情況的處理、通過評價促進學生的探究等方面予以指導和幫助。例如探究過程中如何提出猜想與假設、如何設計實驗方案、如何處理實驗數據，教師要通過搜集各類信息并分析相關的問題，來幫助學生更好地進行探究性實驗。

3.表達和交流——組織結果評價

交流環節是對探究性實驗的總結和提升，一般是在學生進行充分地探究之后，由師生共同完成的。教師作為組織者和引導者，其主導作用也非常重要。

二、實施探究性實驗教學的策略

1.充分挖掘教材中的資源，培養學生探究性學習的興趣

教材是化學知識的集合體，這些知識大多設計了實驗證明，但并不是把知識的生成過程還原為科學發現的過程，這為我們的探究性實驗教學提供了很豐富的資源。如課本講了濕潤的氯氣具有漂白作用，但沒講干燥的氯氣、氯化氫是否具有漂白作用，在這里可以引導學生提出問題，進行假設或猜想、驗證猜想、得出結論，從而激發學生的學習興趣，培養發現問題、解決問題的能力。

案例：由氯氣溶于水形成氯水，探究氯水的成分和性質，推測可能發生的化學反應。

①觀察氯水的顏色，小心聞其氣味。

推測1：氯水中含有Cl2分子。

實驗驗證：將氯水滴入KI-淀粉溶液中，出現特殊的藍色。（教師提示：有I2析出）

②用pH試紙或藍色石蕊試紙測氯水的酸堿性。

推測2：氯水呈酸性可能有鹽酸存在。

實驗驗證：在氯水中滴加AgNO3溶液，析出白色沉淀。再滴入數滴稀HNO3，白色沉淀不溶解。

③發現藍色石蕊試紙在氯水中先變紅后變白。

推測3：氯水可能有漂白作用，氯水具有氧化性。

實驗驗證：a.將紅色布條投入干燥的氯氣中，無明顯變化;氯水滴在紅色布條上，布條褪色。b.將氯水慢慢滴入少量含酚酞的NaOH溶液中至pH≤7，溶液褪色;上述溶液中反滴NaOH至過量，溶液不變紅。說明氯水的漂白是氧化作用。按氯水的組成和已有HCl生成的事實推測，有可能生成了具有氧化性的HClO。

④日光照射盛滿氯水的倒置的圓底燒瓶，有氣體生成。

推測4：HClO在光照條件下分解，放出難溶于水的O2。

實驗驗證：取漂白粉[Ca（ClO）2]或其它次氯酸鹽適量，加稀鹽酸，生成HClO溶液。繼而做光照實驗，與氯水比較。氯水加入NaOH溶液，做漂白性實驗。

結論：氯水中含Cl2分子，具有刺激性氣味;氯氣溶于水發生化學反應，生成HCl和HClO，既有酸性，又有漂白性。反應方程式為Cl2 + H2O HCl + HClO。

2.對課本實驗的改進和探究，培養學生的創新精神和實踐能力

如課本上提到噴泉實驗僅簡單介紹，也只提供了一種實驗方法。為此，教師將該問題設計成一次探究活動，事先給出幾個提示性問題，讓全班同學圍繞這些問題通過互聯網收索，查閱中學化學教育教學類的報刊雜志、歷年高考題、教學和教材參考資料等，結合自己原有的知識，提出假設并設計實驗方案，方法越多越好

3.從大量的試題中尋找探究性實驗的素材

高考和各種模擬試題中有大量的不斷翻新的試題，這些題目中蘊含著很多探究性實驗教學的切入點，如次氯酸使氫氧化鈉的酚酞試液褪色原因的探究等等。對這些問題的實驗探究不僅能提高實驗技能，而且對思維能力、觀察能力、表達能力等的提高都有積極作用。

例題：為了探究硫化鈉晶體（Na2S？nH2O）在空氣中的變化，某興趣小組的實驗步驟及現象記錄如下：①將少量硫化鈉晶體置于表面皿上，暴露在空氣中。②三天后將樣品放入盛水的燒杯中，攪拌后得無色澄清溶液。③取少量該溶液加入過量鹽酸中，有氣體放出，且溶液保持澄清。

i. 請你根據上述記推測所放出氣體的成分可能是（至少寫出三種） 。

ii. 若所放出氣體為兩種氣體的混合氣體，請使用品紅溶液、濃溴水、澄清石灰水三種試劑設計一個組合實驗分析該混合氣體的組成，簡要寫出實驗方案、現象和結論。

iii. 如果要檢驗硫化鈉晶體是否被氧化生成了硫酸鈉，請簡要說明檢驗的方法、現象和結論（可在興趣小組實驗的基礎上設計實驗）：

參考答案：i. ①H2S ②SO2 ③CO2 ④H2S、CO2 ⑤SO2、CO2

iiii. 取題中實驗③后所得溶液，加入BaCl2溶液，若有沉淀出現說明生成了Na2SO4;若無沉淀，則說明沒有生成Na2SO4。

從教育心理學的角度看，學生的學習方式有接受和發現兩種。在接受學習中，學習內容是以定論的形式直接呈現出來的，學生進行學習的心理機制或途徑是同化，學生是知識的接受者;在發現學習中，學習內容是以問題的形式間接呈現出來的，學生學習的心理機制或途徑是順應，學生是知識的發現者。通過實驗探究是發現學習的一種重要形式，能使學生體驗科學家的探究過程，理解科學概念和科學探究的本質，優化學生思維品質，提高科學素養和學習能力的一種有效的方法。

參考文獻：

[1]殷登會.對中學化學實驗教學改革的思考[J]，寧夏教育科研，2007，（1）：58.