關于普通高中學生做化學實驗的深層研究

張立勤

（甘肅省定西市隴西縣文峰中學 甘肅定西 748000）

一、普通高中學生做化學實驗的現狀

1.化學實驗設備完善，高中學生的化學實驗能夠落到實處

隨著新課改的創新和不斷發展，學校的教育教學質量越來越高，普通高中對教育越來越重視。現在幾乎所有的普通高中的化學實驗室的配置越來越完善，越來越齊全，不但現用的高中化學課本中的所有演示實驗，幾乎完全可以做到，而且還配備了寬敞、先進的專屬化學的實驗室，學生經常可以進行分組實驗。在平時的普通高中化學的教育教學中，教師通過課堂的化學演示實驗，能夠使學生得到對物質和化學反應的感性知識，從而產生正確的概念、觀念和理論總結，而且還可以通過實驗室內的分組實驗，給學生親自動手的機會，使他們能更進一步的了解實驗的目的，掌握教學中所涉及的基本實驗操作、流程和方法，了解實驗儀器的構造、注意事項、使用方法及其用途，并培養他們熟練技巧，以及對于物質及其化學反應之間更具體的概念。這樣，理論與實際相結合，使同學們從書本上所獲得的知識成為更具體的、有理解的、牢固的和真實的了解。

2.普通高中學生做化學實驗的興趣濃厚，積極性高，教師能夠很好地跟蹤指導

每當學生每次進入實驗室要進行化學實驗的時候，從他們喜悅的表情、沉著的態度、緊張的動作中可以知道，他們對于化學實驗是非常感興趣的，非常認真的，非常期待的，這使教師的內心感到非常的愉快。在實驗過程中，教師隨時注意他們的操作，及時的改正他們在操作中所犯的錯誤，有時把實驗的過程或結果提出相對應的問題，讓他們及時的思考，叫他們回答，以便了解他們對實驗的體會程度，掌握程度，實驗后教師還更仔細地檢查他們的實驗報告，及時指出所出現的問題，以便估計他們從實驗中所獲得的效果。教師的全程指導學生感到非常的滿意和高興，學習做化學實驗的積極性越來越高。

3.學校領導高度重視高中學生的化學實驗

據我們調查得知，幾乎所有的普通高中的學校領導都要求高中化學教師一定要高度重視化學實驗，有條件做的化學實驗一定要做，而且要在化學老師的精心指導下，有計劃、有步驟、有指導性地去做做。做完之后一定要及時總結，找出學生所做化學實驗的優點和不足。

二、普通高中學生做化學實驗時存在的問題

根據我們的研究和觀察得知，雖然絕大多數普通高中的化學實驗都得到了很好的落實，學生做實驗的積極性比較高，化學教師的指導比較到位，但是學生在化學實驗中還是存在著一些困難、不足和問題。主要表現在下列的三個方面：

1.不能從現象的觀察提高到本質的認識

學生在進行實驗的過程中，由于興趣所在，精神比較集中，所以，對于物質的性質及化學反應所產生的外表現象是注意觀察的，但是進一步問他們，為什么會有這樣的現象產生呢？他們的反應結果又是怎樣呢？就有一部分的同學不能回答，或者有的同學會答出錯誤的結論來。例如：將硫化氫通入硝酸鎘溶液中，有沉淀發生嗎？沉淀成什么顏色？就有同學在報告中回答：硝酸鎘溶液變成有黃色沉淀生成。而他們有的人所寫出的化學方程式又是正確的。這就是因為他只看到當時硫化氫通入硝酸鎘溶液，是立刻有黃色沉淀生成，而不再進一步的去理解為什么會發生黃色的沉淀，這個黃色的沉淀是什么物質（到底是硫化鎘沉淀還是硫單質沉淀）？同時，他又把實驗的結果和方程式的表示隔離開來，而沒有真實地體會到實驗的結果可以用方程式來表示，或方程式所表示的是實際的實驗結果，兩者是應當密切結合的。又如鋅與濃硫酸作用有什么氣體放出？有的同學回答是氫氣，也有的同學當觀察到放出的不是氫氣，而是二氧化硫時，就會感到奇怪！這是因為他記得鋅是活潑的金屬，能和酸中的氫離子反應，放出氫氣。而他又記得，濃硫酸與銅作用時，由于濃硫酸的氧化作用，把銅氧化，而硫被還原成二氧化硫。所以，當鋅與濃硫酸作用時，他的思想上就模糊起來了。這就是因為他還沒有理解到化學反應本質的緣故。在初中所學知識，只是記憶簡單的實驗現象，現象比較單一，原理比較單一，而在高中化學必修一教材開始，涉及化學反應原理，微觀世界的原子結構，氧化還原反應的本質（涉及元素原子得失電子，化學鍵的形成）等比較抽象，化學反應中體現的氧化還原的價態變化，導致學生已經糊里糊涂，根本不知如何下手，這也就是上了高中之后，感覺化學比較難的原因。遇見問題不能透過現象看本質，甚至想不到從什么角度切入來解決，正是不能用所學知識、理論來解釋所碰見的問題，才是學生的癥結所在。

因此，從實驗現象引導理論的介入，從微觀角度解釋發生的結果，一步步才能改變學生的思維習慣和方式，讓學生能自主的、習慣性的善于思考問題，解決問題。

2.還不能把個別的概念提高到整體的聯系

學生做了一次實驗之后，只是局限于這次實驗內容的記憶，而不能把這次實驗的實質很好的體會與理解，應用于類似的實驗當中。在高中化學的學習過程中，要善于發現和探究，將自己在實驗當中產生的突然感想，在類似的題或實驗當中加以驗證，推敲，才能融會貫通，轉化成為自己的知識；結合已學的理論，才能將這一模塊的知識架構建立起來。因此，不能把從實驗中所獲得的個別體會、概念融會貫通起來的話，就難以解決實際、具體的問題。例如，校本教材當中有這樣一個問題：我們用最簡單的什么方法能夠把碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽以及氯化物鑒別出來呢？這就有部分同學不知道從何入手了。他們已經分別的做過了關于氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽的鑒別實驗的。他們知道硫酸鹽溶于水，將硫酸鹽溶液加入氯化鋇溶液中，作用生成白色的硫酸鋇沉淀。氯化物溶液與硝酸銀溶液作用，生成氯化銀沉淀。但是當他們自己實驗的時候，卻把檢驗硫酸鹽或氯化物兩者，顏色區別是與其他物質區別的重點，加入試劑的先后順序疏忽，不能聯系在一起。加入硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、亞硫酸鹽等溶液，都有各種的鋇鹽沉淀生產。而加入鹽酸或硝酸之后，只有硫酸鋇的沉淀未發生變化，其余的鋇鹽都溶解了。同樣的，當硝酸銀溶液加入氯化物、磷酸鹽、碳酸鹽等溶液，各溶液中也都有各種的銀鹽沉淀生成，而加入硝酸之后，只有氯化銀的沉淀未發生變化，其余的銀鹽都溶解了。這是將個別的概念形成整體概念的一個重要環節。他們沒有體會到這點，所以現在要叫他們解答上面的問題，就感覺到有些困難了。而且碰到類似的問題時，不知道到底是不是最簡單的方法，不敢下手做，即使做了，在剛開始就妄想只加一種試劑將幾者分開，想不到加兩種或者兩種以上試劑分開也可以。結合第一點所述，學生僅僅是單一的思考和對待，不會或習慣整體聯系和思考，統籌規劃整體流程。

3.缺乏培養獨立思考與分析及解決問題的能力

因為學生對化學反應的本質認識不夠，對整體概念的聯系不夠，因此，在實驗中就缺乏獨立思考與分析的能力，從而感到化學變化不可捉摸，方程式記憶比較困難。有一個非常有意思的現象：在課堂上，全班同學在一起回答問題或解決習題時，學生自己感覺理解并掌握了，因為是整體回答，即使自己不會在一愣神的時刻，別的同學說出來，自己也反應過來一起就說了或做了，感覺自己就會了，但讓單獨用自己的理解，自己的語言闡述時，學生就不會表達，或者支支吾吾，語無倫次，不知道說什么。這就是典型的缺乏獨立思考和自己理解的現象，即使回答上來了，不到半天也會忘得一干二凈！因為這是自己無意識的舉措，根本不是自己思考分析出來的結果。由于這種現象的迷惑，學生的感覺就是：上課一講就會，老師一走就忘，自己一做題就錯。根本的原因就是當所講例題和所練習題的信息點不同，有所出入時，學生自己不懂得取舍分析。例如：當他們做鋁的化合物性質實驗的時候，他們已經試驗過氯化鋁溶液中加入氫氧化鈉，有白色的氫氧化鋁沉淀生成；氯化鋁溶液用石蕊試紙，試驗后知道溶液是呈酸性的。如果問將碳酸鈉溶液加入硫酸鋁溶液時，有沉淀生成嗎？是什么顏色？同時放出什么氣體？要他們解釋為什么會有這些現象發生的時候，他們就解釋得不夠清楚了。他們從課本上所學到的，強酸與弱堿所形成的鹽溶液水解后呈酸性，強堿與弱酸形成的鹽溶液水解后呈堿性，但是現在碳酸鈉溶液與硫酸鋁溶液作用，他們就不能很好地從兩種鹽溶液水解后將起著怎樣的作用去思考，當我們向他們說明這兩種鹽水解作用后，本應該生成硫酸鈉和碳酸鋁的。可是，碳酸鋁是弱酸與弱堿所形成的。它是不穩定的，它要繼續進行水解。所以，結果生成了氫氧化鋁沉淀和放出二氧化碳。又因氫氧化鋁沉淀，只能當溶液呈堿性的時候生產。所以當你們將少量的碳酸鈉溶液加入硫酸鋁溶液時，就看到有氣泡發生，而看不見白色沉淀的生成。只有當碳酸鈉溶液加入過量使溶液呈堿性的時候，白色的沉淀才出來。學生聽了這樣的解釋后。就幡然醒悟過來了，說這是在選修四講水解平衡時已講過了，為什么我不能這樣的去思考呢？從這些方面知道，學生對于理論和實際不能很好地結合起來，缺乏自己主動思考和辨析的能力，沒有將一個稍微復雜的問題切割成簡單問題對待的分析能力。

三、如何解決普通高中學生做化學實驗的問題和提高普通高中學生化學實驗能力的應對策略

學生既然在化學實驗中還存在著很多問題，我們應如何來幫助他們解決呢？教師在進行化學課堂教學時要特別重視化學實驗相關基礎知識的講解。化學教師要加強實驗室做實驗的指導。要將學生平時存在著的比較困難的問題，還有在他們從已做過的實驗中所獲得知識的基礎上，編制簡單的補充實驗，再讓學生自己根據老師反饋的問題，結合自己的分析和思路試驗一次，以求達到鞏固實驗中已獲得的知識，使個別的概念有整體的聯系，并培養他們獨立思考能力的目的。

現在就將前面提到過的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽作為實例來說明，以期幫助普通高中學生彌補做化學實驗的不足和提高做化學實驗的能力。

1.鹽酸及其鹽類的鑒別法

（1）取硝酸銀溶液，分別加入鹽酸、硫酸、硝酸溶液中，只有在鹽酸溶液中產生沉淀：

與其他酸作用都無沉淀發生。

（2）取硝酸銀溶液與氯化鈉，硝酸鈉，硫酸鈉，碳酸鈉溶液分別反應，可以看到有氯化銀、碳酸銀和硫酸銀（微溶物）沉淀的生成：

再取稀硝酸與所生成沉淀作用，則硫酸銀沉淀溶解，碳酸銀沉淀的試管有氣體放出：

氯化銀則未發生變化。

2.硫酸、硫酸鹽和其他酸及其他鹽的鑒別

取少許碳酸鈉、硝酸鈉、磷酸鈉、亞硫酸鈉、硫酸鈉等溶液分別注入各試管中，再于各試管中加入氯化鋇溶液，觀察生成鋇鹽的沉淀。碳酸鈉、磷酸鈉、亞硫酸鈉、硫酸鈉溶液中生成白色沉淀：

向生成沉淀的各試管中再加入濃鹽酸或硝酸，則除硫酸鋇外，其余沉淀均一一溶解。

將生成氣體的兩支試管中的氣體通過品紅，褪色的為SO2氣體，則對應的是沉淀BaSO3，不褪色的為CO2氣體，則對應的是沉淀BaCO3.

3.硝酸鹽的性質

（1）硝酸鹽的溶解度

取硝酸鉀、硝酸銀、硝酸鋇、硝酸鈣的結晶，至于各試管中分別注入蒸餾水，則見各種鹽結晶都溶解。所有的硝酸鹽都易溶于水，這是硝酸鹽的一種共同性質。

（2）加熱對于硝酸鹽的作用

取干燥的綠色硝酸銅粉末置試管中加熱。結果變為黑色（得到氧化銅），并發生紅棕色氣體（二氧化氮）。以帶火星的細木條放入試管中是只證明氧氣的生成：2Cu（NO3）2＝2CuO+4NO2↑+O2↑（條件：加熱）

若將鉀鈉的硝酸鹽加熱，則生成亞硝酸鹽并放出氧氣。可想而知硝酸鹽強勢都易分解生成氧氣。

4.酸對于碳酸鹽的作用

取碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸鎂入稀鹽酸或稀硝酸。觀察二氧化碳的發生：

再同樣進行上述實驗，往各種鹽上加硫酸，注意觀察碳酸鈣與硫酸的反應，起初進行得很快，但不久就停止了，并加以解釋。

隨著該反應的持續進行，生成的硫酸鈣越來越多，白色的硫酸鈣附著在碳酸鈣表面（碳酸鈣和硫酸鈣都是白色，眼睛觀察不明顯），而硫酸鈣微溶于水，微溶于酸，相當于在其表面沉積成一層保護膜，所以阻止了硫酸和碳酸鈣的進一步反應，因此反應就會慢慢停止，無氣泡放出。

總之，在普通高中學生做化學實驗時，我們教師應該認識到，對學生的化學實驗要做精細思考，及時布置，盡量讓學生親自動手做實驗，教師盡量在做實驗時要在關鍵處做好實驗指導，只有這樣學生才能在實驗中體驗理論與實際的區別和聯系，才能彌補普通高中學生做化學實驗時存在的不足，才能提高普通高中學生做化學實驗的能力。