研究性學習在化學實驗中的運用初探

【摘要】研究性學習在化學實驗中的運用及化學實驗在研究性學習中功能。

【關鍵詞】研究性學習；研究性實驗

研究性學習是當前教育教學改革中人們探討的一個熱點問題。它是一種有利于學生終身學習發展的學習方式。該學習方式是培養學生充分利用已學的知識發現問題、提出問題、研究問題和自主解決問題的能力。本文主要闡述研究性學習在化學實驗中的運用及化學實驗在研究性學習中的功能。

一、增設研究性實驗 開展研究性學習

現行教材的化學實驗屬于研究性實驗的不多，教師在實驗教學中，適時適度地增加一些探索性實驗。2003年淮安市調查測試題第19題緊扣教材，是研究性學習的好例子。原題如下：鉀與水反應較鈉劇烈，甚至伴有輕微的爆炸，如何安全觀察鉀與水的反應，由學生分組討論設計可行性的方案。在學生討論之前，由我提出問題，給學生加以提示，（1）什么叫爆炸？（2）鉀與水反應的原理是什么？（3）鉀與水反應產生爆炸的原因是什么？（4）如何安全觀察鉀與水的反應？將原題這樣設問，則給學生留下研究性學習的平臺。

二、重視書中實驗 開展研究性學習

硫酸銅晶體結晶水的測定是高中化學一個很重要的實驗，某中學化學小組進行實驗測定，問題如下，（1）本實驗需用的玻璃儀器有哪些？（2）做此實驗，最少應進行稱量操作幾次？（3）完成下列部分實驗報告

該實驗產生誤差（x≠5）的原因可能是____________，試題的背景是研究性學習的一個課題，采用了研究性學習的方法，不僅能夠考查學生已具備的學習能力和思維能力，而且能夠測試學生具有的潛在的學習能力和科學研究的能力。通過對學生考查，學生對最后一問有如下結論：a.加熱過程中可能有晶體濺出。b.實驗前晶體表面有濕存水。c.加熱時局部溫度過高，有部分硫酸銅分解。d.硫酸銅晶體中含不揮發性物質。e.加熱后坩堝直接放在空氣中冷卻。最后由師生共同討論得出正確答案。

三、開展課外實驗 進行研究性學習

利用已學內容，結合身邊的STS(科學、技術、社會)完成一些研究性學習實驗是非常有必要的，這樣通過實驗尤其是自己設計的實驗，可以全面培養學生整體思維能力、知識運用能力、實驗操作能力和科學方法的創新能力。

四、實驗在研究性學習中的功能

實驗在研究性學習中能夠得到所研究的問題的結果，也只有通過實驗才能驗證所提出的假設是否正確。如氯氣的性質中，干燥的氯氣不具有漂白性，而濕潤的氯氣具有漂白性。教材中通過驗證性實驗進行介紹的。（１）將干燥的氯氣通入裝有干燥有色布條的集氣瓶中，布條沒褪色，說明干燥氯氣與有機色質不反應，在有水存在的條件下，氯氣與水反應后的產物能與有機色質反應而褪色。氯氣與水反應的產物如何證明？為什么具有漂白性？氯水的成分是什么？如何驗證？學生不能深刻認識，教學中可以通過實驗，先創設問題情景，讓學生從中發現問題，然后學生自行設計解決問題的方案。

1.設計實驗：取四支干凈的試管分別滴加少量新制氯水，編號為1、2、3、4，在1號試管中滴入幾滴紫色石蕊試液，觀察現象，溶液先變紅色，振蕩后溶液紅色消失，又變為無色。在2號試管中滴加少量硝酸銀溶液產生白色沉淀。在3號試管中加入鋅粒產生氣泡。在4號試管中滴入幾滴碘化鉀溶液顯橙色。

2.提出疑問：產生上述現象的原因是什么？有的學生認為氯氣與水反應肯定生成了酸，所以紫色石蕊試液顯紅色。第4支試管實驗證明，有氯分子又有水分子，所以紅色消失。有的學生提出疑義：第2、3支試管中的實驗證明，氯氣與水的反應生成了鹽酸，根據氧化——還原反應，氯由零價變為-1價，得電子，而水又沒有失電子產生氧氣，氯肯定失電子又生成了一種新的化合物，疑問提出后同學們感到驚愕。新物質是什么呢？同學們的探索欲望更加強烈。

3.實驗探索：新制的氯水能使有色的布條褪色，但將新制氯水放置在有光的地方一段時間，氯水的淺黃色消失且有氣泡產生，說明氯分子已不存在，又有新氣體產生，再將有色布條放入該氯水中，布條不褪色，再加入幾滴紫色石蕊試液溶液變紅色，且顏色加深，充分振蕩該溶液紅色也不消失。氯水瓶中產生的新氣體經檢驗是氧氣。于是，有學生大膽假設氯氣與水反應除了生成鹽酸外，還生成一種不穩定的緩慢分解產生氧氣的具有漂白性的一種新物質。

4.提出假設：從上述實驗可以看出，新制的氯水在光的照射下很容易分解產生氧氣，由上面的分析可以肯定含有氯元素，分解后產物中除氧氣外，還有氯化氫生成，進一步印證了學生上述提出的設想，因此，學生大膽假設該產物是次氯酸。

5.驗證假設得出結論：將足量的氯氣通入石灰乳中，將其密閉干燥制成粉末狀物質即漂白粉，再將該粉末少量放在干燥有色的布條上，不褪色。取少量漂白粉溶于水中，滴幾滴稀鹽酸，在將有色布條放入該溶液中，有色布條褪色。告訴學生漂白粉的成分和反應原理。前面提出的假設也就得到了驗證。

開展研究性學習，培養學生整體思維能力、知識運用能力、科學方法的創新能力，行之有效的措施是增設研究性實驗、開展課外實驗研究小組，重視實驗在研究性學習中的功能。

【參考文獻】

[1]周改英.2003年上海高考化學實驗試題的特點及啟示.中學化學教學參考.2003年12 期7——9頁

[2]苗深花.探究性化學實驗的設計.化學教學2003年第10期20——30頁

[3]化學第一冊全日制普通高級中學教科書（必修）.人民教育出版社化學室編著

（作者單位：江蘇省江陰市要塞中學）