新課程理念下化學實驗活動設計新思路的探究

何艷虹

摘 要：讓學生通過研究化學實驗過程中的種種新問題的嘗試和處理，不僅能豐富自身的知識結構，而且更大限度地鍛煉了學生的創新能力和主動學習能力，提升了他們的實驗教學的功效。

關鍵詞：新課程理念；化學實驗活動；實踐探究；創造性學習能力

傳統的實驗教學是以教師為中心，課前設計好做什么演示實驗，為了說明什么問題；課前反復試驗，演示大多是成功的。學生坐在那里看，不必考慮做什么實驗、怎樣做、為什么有時實驗會出現異常甚至失敗，至多得出既定的結論。化學實驗活動設計的新思路是將實驗問題改成全開放的小課題，學生可以通過他能想到的各種方法進行嘗試，得出他能得到的各種結論，其目標不是最后得出準確無誤的結論，而是追求研究的過程，思考其中出現的新問題，獲得除結論外更豐富的知識和方法，鍛煉各種研究和創造的能力，真正模擬了科學研究的方法和過程，將實驗的功能進一步提高和升華。

一、化學實驗活動設計新思路的實踐探究

化學實驗探究活動從內容上分為課內實驗課題和課外實驗課題。課內實驗課題主要來源于知識學習需要設計的某些非常規實驗，即其結論未必明確（或還未成定論的），也可來源于某些演示實驗或學生實驗中出現的非常規現象，為了了解和分析出現的原因，設計了實驗探索等。如：①不同溫度、濃度等條件下各種電解質的導電能力規律；②吸熱反應和放熱反應與反應物種類的關系；③鈉在空氣中燃燒后產物成分的檢驗；④不同方法的焰色反應的效果研究；⑤食鹽中含碘的成分檢測；⑥雙氧水和二氧化硫能漂白的物質種類的對照研究；⑦銅與濃硫酸反應時的非常規現象出現的原因的研究……課外實驗課題的選題不一定與課內知識緊密聯系，它可以是課內知識的延伸和發展，也可以僅具有化學學科特點。它的開放性更強，內涵和外延也更深廣。如：①材料標本的收集及性質測試；②不同水果電池的功率大小研究；③各種植物提取液制成的指示劑的效果比較研究；④膠卷上感光物質的分析；⑤新型陶瓷材料和普通陶瓷的性能對比實驗；⑥水污染的檢測和防治方法研究……

下面以銅與濃硫酸反應時的非常規現象為例展現一個研究小組的研究過程。

在銅與濃硫酸的反應的演示實驗中，出現了如下異常現象：

a.溶液顏色不是藍綠色而是藍黑色。b.產生大量灰黑色沉淀。c.反應后剩余的銅片表面不是光潔的亮紅色，而是黑色粗糙的表面。

推測：銅片純度低，含有較多的雜質。

課題：銅片中雜質種類的研究。

實驗設計：①取一定量的銅片與98%的濃硫酸共熱反應一段時間；②將反應后的溶液過濾；③將濾液稀釋，取少量加KSCN溶液，觀察；④取沉淀加水，充分振蕩，過濾，再重復幾次；剩余沉淀中加濃鹽酸，觀察；⑤取洗凈的反應后剩余的銅片，加入濃鹽酸，觀察，檢驗產生的氣體。

實驗現象及結論分析：

1.溶液顏色很深且渾濁，沉淀上層是灰黑色，下層是灰白色

推測：溶液中不止含硫酸銅一種物質；上層沉淀可能是CuO、CuS、Cu2S也可能是含其他金屬的硫化物或氧化物；下層沉淀可能是雜質，也可能含有無水硫酸銅等。

2.紙被濾液腐蝕

結論：濾液中含有濃硫酸。

3.濾液加KSCN溶液出現暗紅色

結論：濾液中含有Fe3+。

4.加水，灰白色的沉淀大部分溶解，溶液呈藍色，剩余沉淀呈黑色，不溶于鹽酸

結論：灰白色的沉淀是無水硫酸銅，黑色的沉淀可能是CuS、Cu2S或難溶雜質等。

5.溶液呈黃綠色，產生有臭味的氣體，用醋酸鉛試紙檢驗，試紙變黑，還有部分黑色固體不溶解

結論：剩余銅片表面的黑色固體中可溶的為CuO、Fe2O3、FeS，不溶的是CuS或Cu2S。

小結：實驗用的銅片的確不純，有CuO、Fe2O3、FeS、CuS、Cu2S或難溶于酸的雜質。

進一步研究的課題：定量分析雜質的含量，測定銅的純度。

通過這類課題研究，學生明白了課本上的實驗現象是理想化的，而實際操作中會有許多意想不到的因素干擾，因此出現異常也在所難免。在研究過程中學生在很大程度上鍛煉了分析能力、實驗設計能力以及實驗操作技能等。

二、創造性的主動學習能力的開發和拓展

1.挖掘問題的能力

實驗課題研究的最大特征就是學生必須不斷地想“為什么”“怎么樣”等，學生敢于提問、并能將有價值問題提煉成課題。培養自己勇于探索、求真求實的科學精神。

2.收集資料的能力

學生從開始根據教師推薦的資料入手，慢慢摸索收集資料的方法，總結經驗，逐漸發展為能熟練地從圖書館、書店、網絡等各種途徑快速尋找和積累課題相關資料。

3.實驗設計的能力

因為是實驗課題研究，同學要將自己的推論、思路用實驗方法來證明和表現，這無不涉及實驗方案設計。通過大大小小的實驗方案設計，使學生整體設計能力不斷提高。

4.實踐創造的能力

在實驗課題研究過程中最主要的環節就是設計研究的方案和步驟，這是沒有書本或資料可照搬照抄的，完全需要同學們充分發揮創造能力，將已有的知識充分進行拼接、轉化，整合出全新的設計方案。所以，在此過程中無疑充分培養了學生的創新精神，充分發掘了他們的創造能力。

學生通過對化學實驗活動設計新思路的嘗試，真正達到了新課程的目標，同時也更大限度地鍛煉了學生的各種主動學習能

力，強化了創造意識和創新精神。真正使學生學會學習，能學以致用。

參考文獻：

[1]趙滿軍.高中生研究性學習指導手冊.遼寧師范大學出版社，2001-08.

[2]上海市教委教研室.高中研究型課程實施案例選編.上海科技教育出版社，2000-01.

（作者單位 浙江省杭州第二中學）