研究性學習在化學教學中的嘗試

史平超

摘要：研究性學習是對當前中學課程的一次改革和創新，目前，全省各地已陸續開設了這一門課程。筆者根據自身化學實驗教學的經驗，將研究性學習應用到“銅與硫酸反應”的實驗教學中，為學生創造研究性學習提供機會和平臺。

關鍵詞：研究性學習；中學；化學實驗

“研究性學習”是國家教育部對傳統中學課程的一次改革和創新，按照浙江省教育廳的部署，目前全省各地已陸續開課。與傳統的學習方式不同的是，在研究性學習中，教師不再作為知識權威的代言人控制課程的組織和管理，而更多的是以指導者、協調者的身份出現，通過對學生個人、學習小組的引導和幫助，促進學生之間的相互交流與合作，并最終使學生能自主完成相應的學習任務。

一、研究性學習的嘗試

化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗是化學教學中的基礎和精華，有著不少可以讓學生親身體驗化學知識、定律、原理的題材，化學實驗能為學生提供正確認識事物及其變化規律的實驗事實，幾乎所有的學生喜歡化學實驗，這種興趣無疑是學生進行研究性學習的最大動力。

筆者在中學化學的實驗教學中積累了二十幾年經驗，對化學實驗教學有著一定的見解。化學實驗采用宏觀物質之間的反應來探索微觀世界的奧秘，實驗的影響因素往往比較復雜，因此，常有不鮮明甚至異常現象出現。比如在一次銅與濃硫酸反應的演示實驗中，出現了異?，F象：反應后試管內有灰黑色沉淀，溶液也不是呈很理想的藍色。那么，我們怎樣才能得到藍色的硫酸銅溶液，在怎樣的條件下才會出現如教材中描述的理想現象？針對這一問題原因的探究，筆者采用了研究性學習方式，給學生提供了一次自主學習研究的機會和平臺，對研究性學習在化學教學中的應用作了一次很好的嘗試。

二、實驗

1.實驗準備

儀器：鐵架臺、鐵夾、大試管、酒精燈、單孔橡皮塞、干燥管、鑷子、量筒、導管。

試劑：98%濃硫酸、銅片（約0.3克或1cm×0.5cm）、品紅溶液、濾紙、堿石灰。

2.實驗分組

為了便于同學們在學習過程中能更充分地交流討論，以及更好地對實驗結果進行對比分析，故將同學分成A、B、C、D四個小組，每個小組按照不同的實驗條件進行實驗，此外，每個小組再分成兩隊，每一隊同學進行實驗的時間又有所區別，如表1所示。

3.實驗現象交流

各小組按照表1的安排完成各自實驗后，對其實驗現象做了詳細的記錄和整理，并對其實驗結果進行了總結和交流，如表2所示。

4.實驗現象討論及產物驗證

在各小組同學對其實驗現象進行討論交流之后，筆者向他們提出了幾個問題，并總結同學們的回答如下：

（1）試管底部灰黑色固體中的白色成分是什么？

絕大多數的學生均能馬上回答出這是無水硫酸銅，并能闡述其形成的原因。

（2）試管底部灰黑色固體中的黑色成分是什么？

部分學生回答可能是氧化銅。教師問“如何驗證這種黑色物質”，學生提出兩種方法：①把反應后的懸濁液倒入盛有適量蒸餾水的小燒杯中。②倒掉反應后的殘留液，然后往試管底部灰黑色固體中注入足量的稀硫酸。這兩種檢驗方法均觀察到灰黑色固體幾乎全部溶解，只有極少量的殘留，而這部分殘留黑色固體可能是CuS或銅片中雜質反應的產物。關于這一點，由于知識和實驗條件的局限性，未能在以上實驗中判定。

（3）要實現教材中描述的實驗現象，即生成純凈的藍色硫酸銅溶液，應采取哪些措施？

各小組同學在經過討論交流后認為：A、D兩組濃硫酸用量少，現象不夠理想；B、C兩組硫酸用量相對較多，溶液顯藍色現象明顯。故要實現教材中描述的實驗現象，反應物應采用一小塊銅片（約0.3g）和98%濃硫酸8~9mL為宜。

5.實驗總結

通過研究性學習在銅與濃硫酸反應實驗中所作的嘗試，筆者總結出以下一些心得：

第一，課本上講述的知識是基本原理，并且實驗現象是理想化的，已經排除了各種內外因素的干擾，在實際的操作中有時會遇上許多出人意料的情況，比如本實驗中出現的黑色渾濁液體與灰黑色沉積物等。

第二，在實驗中對實驗現象進行對比、分析、推斷并證明是探究問題本質的關鍵步驟。本實驗中，要證明灰黑色沉淀是無水硫酸銅和氧化銅，不僅要通過分析進行推斷，也要根據反應情況的對比，判斷白色固體是在缺水情況下形成的無水硫酸銅，而黑色固體是氧化產物氧化銅。通過這樣的反復推敲，學生對銅與濃硫酸的反應過程就有了一個更深刻更全面的認識。

所以，筆者認為學生不能只沉溺于書本中的理論知識，應當讓書本上的理論知識在實驗中得以檢驗，這樣不僅能使理論知識得到鞏固，而且使學習更有主動性，更能活躍思維。

三、總結和展望

教育的最終目的是造就具有創造力的人才，而學生的創造能力不是憑空而來，是需要在學習、實踐和研究逐漸培養和鍛煉出來。事實表明，研究性學習在任何年齡階段、任何層次的學生中都可以開展，關鍵是找到合適的學習內容，且要充分發揮學生的主體意識，尊重學生的各種不同見解。

通過研究性學習，不僅可以使學生掌握扎實的知識，更為重要的是，通過這樣一種訓練使中學生可以提早體會到科學研究的工作方法和思路，并幫助他們在中學階段就養成良好的研究學習習慣，提高其發現問題、思考問題、解決問題的能力，拓展其思維的廣度和深度，并提升其自主學習以及團隊合作的意識。這對中學生進入大學學習，乃至今后從事科學研究工作都有著非常重要的幫助。

因此，在廣大中學生中開展研究性學習是非常有意義的，也希望中國的中學生都能通過研究性學習不斷提升自主學習、實踐以及創新能力，養成良好的學習習慣，為今后更為深入的科學研究打下扎實的基礎。