探究式實驗教學應注重方法指導

摘要：本文通過探究有農村特色的實驗教學，旨在體現化學知識在農村生活和生產中的應用價值，并進一步指導農村中學生了解探究實驗的方法和步驟，提升他們利用實驗探究解決實際問題的能力。

關鍵詞：農村中學；實驗教學；探究；指導

農村中學的化學實驗教學往往因為場地、器材和認知能力等方面的影響而徘徊不前，因此在實際的教學過程中，廣大教師可以多設計一些貼近農村學生的生活和生產實際的實驗，并對實驗理論和實踐進行有效結合，達到零散學習，整體運用的效果。我在教學中就指導學生進行了以下兩個探究實驗，收效頗豐。

一、除去水垢的探究

【提出問題】學校所在地渭源縣五竹鎮屬硬水區，燒水的水壺用久了會結一層很厚的水垢，難以除去。另外，毛巾用久了會發黃變硬，這些問題應該如何處理呢？

【知識積累】通過學習和查閱有關資料得知，水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2等物質的混合物，用久了積垢就會堅硬難除。

【方法探究】

1.學生得知水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2為主的混合物，自然就會想到用制取CO2原理或中和反應原理來除去，或者把稀鹽酸滴加到水壺內不斷振蕩除去水垢，反應原理：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O +CO2↑ Mg（OH）2+2HCl= MgCl2+2H2O

然而，有一位學生在試驗中發現，水垢很快除去了，但水壺也開始漏水了。學生通過分析原因發現，鋁和稀鹽酸能很快發生反應，由此學生可以明白在進行這樣的化學反應時，一定要注意加入酸的量。

2.水壺家家有，鹽酸家家無。用此法雖然方便但不實用，這時教師可以引導學生繼續尋找其他的方法。有一學生受淤泥暴曬而干裂的啟示，把有水垢的空水壺放在爐子上燒烤，發現水垢處有裂紋產生并有“嘭”“嘭”的響聲，然后將水壺很快放入冷水中，壺底水垢就會因熱脹冷縮而脫落。

3.受除去水壺中水垢的啟示，學生再將發黃變硬的毛巾放在開水中，并加入適量的食醋煮沸10分鐘左右，再用清水漂洗。這時他們發現處理好的毛巾不僅發白變軟，而且還有一股特殊的香味。

【推理引申】在多數學生分享成功的喜悅時，有一位學生又提出了一個新問題：我們總不能永遠先“結石”，再“消石”，能不能預防水垢的生成呢？問題一經提出，廣大學生立即展開了深入的探究。在進過查閱資料和不斷的嘗試之后，學生隨即找到了兩種有效的方法：

1.在燒水壺內放一只干凈的口罩，水垢會被口罩吸附而減少在水壺上的沉積。

2.在燒水壺中放一塊磁鐵（用紗布包裹），不僅可以減少積垢，還可以將煮開的水磁化，有資料顯示其具有防治便秘、咽喉炎的功效。

二、酸雨危害的探究

【背景資料】隨著工業化和能源消費的增加，酸性排放物也日益增多，它們進入空氣，經過一系列作用形成了酸雨（pH<5.6）。酸雨是一場無聲無息的危機，是有史以來沖擊我們最嚴重的環境威脅，是一個看不見的敵人，人稱“空中死神”。

【提出問題】“空中死神”令人恐怖，但耳聽為虛，眼見為實，學生都想親眼看看酸雨對農作物的危害究竟有多大。

【實驗探究】在師生的共同努力下，主要設計了兩個酸雨危害農作物發芽和生長的小實驗。

1.酸雨對植物種子發芽的影響。先取用了50ml的食醋，加入不等量的清水，用pH試紙檢驗分別配成pH值為4、5、6的模擬強酸雨、弱酸雨和無酸雨的溶液，標號1號、2號、3號，貼好標簽供實驗用。然后選用了相同的大燒杯分別裝入30粒蠶豆種子，并將其浸泡在三種不同濃度的模擬酸雨中，給予它們同樣的環境（光照、溫度、通風等），看它們能否正常萌發。

經過學生對實驗對象的悉心照料，三天之后，學生驚喜地發現3號燒杯中的蠶豆有萌發的跡象，這大大增強了學生實驗的信心。

又過了3天，學生再去觀察的時候，驚奇地發現：1號燒杯中的蠶豆不僅沒有發芽，反而萎縮變小了；2號燒杯中的蠶豆有點膨脹，但看上去“無精打采”；3號燒杯中的蠶豆最爭氣，都長出了白白胖胖的嫩芽。所做的對照實驗條件和狀態如下表：

編號pH值模擬酸雨強度種子發芽情況幼苗狀態

14模擬強酸雨顆粒未發萎縮變小

25模擬弱酸雨稍有萌發無精打采

36模擬無酸雨全部萌發茁壯成長

2.酸雨對植物生長的影響。取用320ml食用醋，加入了不等量的清水，再用pH試紙檢驗分別配制成pH值為4、5、6的模擬酸雨裝入自制酒壺中，分別標號為1號、2號、3號以備實驗之用。

選用三個相同大小的大花盆，裝入相同的土壤，分別種下15粒蠶豆，置于相同的環境中（溫度、光照、濕度、通風等），悉心照料它們生長。兩周后，3盆蠶豆均長勢喜人。接著將此3盆蠶豆隨意標號為1號、2號、3號，再將模擬酸雨對號澆入相應的蠶豆中（3次），每隔2天澆一次，所做的對照實驗的條件及狀態記錄如下表：

編號Ph值模擬酸雨強度蠶豆生長狀態

14模擬強酸雨莖桿有明顯折痕現象，葉片枯黃，無生長活力，枝頭下垂、卷曲，土壤有較沉“凹”痕。

25模擬弱酸雨莖桿有折痕現象，葉片呈黃色，略微卷曲，土壤中有個別“凹”痕，有個別生長現象。

36模擬無酸雨莖桿直立，葉片舒展，嫩綠，生長旺盛。

【實驗感想】有一學生慶幸地說：“幸虧是模擬實驗，如果酸雨下到我家的蠶豆地里，可就慘了！”與此同時，也有許多學生在深思之后開始討論如何才能減緩酸雨的危害。通過查閱資料，部分學生提出了一些不錯的辦法和建議：

1.要盡量減少石油和煤的使用，開發新的可持續發展的清潔能源，如太陽能、風能，農村的沼氣池建設等。

2.加大對污染企業的監管力度，對有害廢氣先處理后排放。

3.減少砍伐森林，大力提倡植樹造林，保護植被，吸收有害氣體。

通過這種探究實驗的指導教學，不僅提高了學生的實驗探究能力，培養了學生用實驗方法解決實際問題的科學素養，還進一步使學生學習了實驗設計的思想和方法，體會了科學知識互為一體的事實，有效地激發了學生學科學、用科學的熱情和斗志。