從《過氧化鈉》的教學談高中化學實驗的探究性學習

林斌仙

基礎教育課程改革倡導的探究性學習，與其說是一種新的學習方式，不如說它蘊含了一種新的知識觀，要完成知識觀的轉變，教與學都起了重要的作用。教師要從書本知識的傳授轉變為學生探究知識的協作者、引導者，學生的學習方式要從接受式學習方式向探究性學習方式的轉變，從接受者向參與者轉變。長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理，通過形象直觀的方式獲取知識和培養實驗技能的作用。以化學實驗作為探究性學習的途徑，就必須變“驗證性實驗”為“探究性實驗”來充分發揮化學實驗的探究功能，提高學生的實驗操作能力，觀察能力，口頭表達能力，邏輯推理能力，綜合分析能力以及合作能力，并逐漸養成嚴謹的科學態度。

為此，本人在教學的實踐中做了一些嘗試，希望能拋磚引玉，對新課程實踐有所幫助，下面以《過氧化鈉》教學課為例，談談高中化學實驗的探究性學習。

一、教學設計思路

教師創設問題情景——引導學生討論預測——學生擬定探究方案——教師指導——確定實驗方案——實驗探究——匯報交流——評價小結。

二、教法過程

我先這樣引課：通常使用的滅火器是由于反應產生了比空氣重且一般不支持燃燒的二氧化碳氣體，而今天我卻要用二氧化碳來點火，大家相信嗎？接著我在一個盛有少量Na2CO3固體的小燒杯中加入稀鹽酸，并用鑷子夾取蘸有過氧化鈉粉末的脫脂棉伸入燒杯上部，脫脂棉劇烈燃燒，這時同學們驚訝：二氧化碳真能點火！見同學們情緒高漲、急于找到答案時，我引導同學們思考、討論：脫脂棉燃燒需要兩個條件：（1）要有氧氣；（2）溫度要達到著火點。讓同學們設計出實驗證明過氧化鈉與二氧化碳反應有氧氣且放熱。這時，同學們思維活躍，在討論的基礎上提出自己的方案，選擇自己所需的藥品和儀器，并動手操作。由于該實驗現象明顯，成功率高，每組同學都能按時完成實驗，并體會到了實驗成功的喜悅。程度較好的同學同時也通過實驗證明了反應中有Na2CO3生成并完成了反應的化學方程式。此時我因勢利導，請完成較好的同學上臺向同學們介紹如何利用根據學過的知識大膽推測反應產物并用實驗加以證明。這樣給同學們提供了相互學習、相互促進的教學平臺。接著我讓同學們再完成一個實驗：在盛有少量酚酞試液的試管中逐漸加入Na2O2粉末，振蕩，當同學們觀察到現象：有無色無味的氣體生成，溶液顏色先變紅后褪色時我提出問題：如何解釋觀察到的現象呢？有的同學思考、分析后回答：有氧氣和氫氧化鈉生成。有的同學動手通過用帶火星的的木條檢驗生成的氣體是氧氣，用pH試紙檢測出溶液的pH值，從而證實有NaOH生成。引導同學分析：溶液先變紅后褪色，說明具有漂白性，在實際應用中，常用來漂白織物、麥稈、羽毛等。通過剛才同學們人人動手，親自操作，感受實驗過程，獲取知識也就容易得多了。我讓同學對Na2O2與水、CO2反應的現象、產物進行總結，在此基礎上我又提出了一個問題：水能用來點火嗎？這是一個很有趣而且很吸引學生的實驗現象，具有很大的探究空間。在同學們思考之后，紛紛做起實驗，當他們實驗失敗后又很想找到失敗的原因時，我點撥了一句：如果在水中加入少量酒精再加入包有Na2O2的脫脂棉來點火，試試看。當同學們實驗成功這后，個個感嘆說：我怎么就沒想到呢？并能認真分析剛才實驗失敗的原因，對燃燒的條件也就有了更深一層的理解和體會。這樣，難點分散，實驗易做易學，便于探究，引人入勝。

為了給學生更多的實驗動手機會，我增加了探究內容：以小組為單位，通過實驗探究SO2和Na2O2的反應產物。每個小組經過討論之后，得出不同的答案。有的小組認為：SO2和CO2有許多相似的性質，所以SO2和Na2O2的反應式應為：2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2；有的小組認為：SO2具有較強的還原性和Na2O2具有較強的氧化性，所以反應式應為：SO2+Na2O2=Na2SO4；有的小組認為：事物之間既有共性的一面又有個性的一面，認為：SO2和Na2O2反應既生成Na2SO4又生成O2。此時我鼓勵學生大膽猜疑，即使學生提出的是不全面、不完善甚至錯誤的，我也以鼓勵表揚為主，充分肯定學生在討論過程中主動的參與意識與參與精神。經過同學們討論之后，我點撥：本題實驗的關鍵在于檢驗反應的產物是Na2SO3還是Na2SO4，且是否有O2生成。引導學生在保證安全的前提下按照自己的方案進行探究活動，讓學生在探究過程中經受挫折的磨練，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。最后請各小組展示自己的儀器裝置，講述實驗所需的藥品，各裝置達到的目的及實驗結果，由其他小組的同學提出質疑及改正方案，我在關鍵時給予點撥、指導，師生二者相互促進，使整個探究實驗達到預期目的。請看這一實驗裝置（如圖1），就是其中一個小組的同學設計的，他們完成得多好啊！

該裝置中各部分所起的作用是：A裝置用于制取SO2。B裝置用于干燥SO2氣體，防止水蒸氣進入C裝置與Na2O2反應，因為水和Na2O2反應生成物O2會干擾對生成物的判斷，同時產生的NaOH會吸收SO2生成Na2SO3，也會干擾對生成物的判斷。C裝置用于進行SO2和Na2O2的反應。D裝置是為了防止空氣中的水蒸氣進入C裝置與Na2O2反應生成物O2，同時用于吸收未參加反應的SO2氣體，防止空氣被污染，還便于在D裝置的a端檢驗反應產物中是否有O2生成，最后把C裝置中反應后的固體物質溶于水中配成溶液，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液，觀察是否有氣泡生成或沉淀生成來確定產物是Na2SO3還是Na2SO4，得出的結論是：Na2SO3和SO2反應，生成了Na2SO4和氧氣。這樣，化學實驗從傳統的演示實驗、驗證性實驗為主發展到探究性實驗為主，教師通過啟發性講解，培養學生問題意識、實驗探究和實驗設計能力，激發學生求知、探究的欲望，引導學生善于發現問題，學會提出有價值的問題。

三、課后體會

探究性學習面向全體學生，讓每個學生都能體驗和經歷用化學實驗來驗證假說和猜想的機會，都能有成功的心得體會，激發了學生學習化學的興趣和主動性，保護了學生的好奇心，發揮學生的主人翁精神，變被動學習為主動學習，培養了學生大膽豐富的想象力和解決實際問題的能力，在教師的引導下使學生掌握科學的學習方法和途徑，形成終身學習的意識和能力。在探究性實驗中，應根據學生的認知規律和實驗教學特點，從學生已有的知識經驗出發，引導學生思考、猜想、探究、尋找解決問題的方法。在學生進行實驗探究遇到困難，考慮問題思路出現偏差時，教師要給予適時地、適當地引導，點撥和鼓勵，以免學生失去信心。同時要及時抓住課堂的每一個變化，發現閃光點，由易到難逐漸擴展和深入，不斷把學生引向深入，使學生成為真正的“探索者”，而不是教師指揮下的“操作者”。通過學習小組合作學習、交流，發揮學生群體智慧，培養團結協作的科學作風，使學生成為21世紀合作學習、研究、工作的主人。

本案例緊緊圍繞一個中心，問題明確，旨在讓學生嘗試一下實驗設計的一般思路，并把自己設計的實驗付諸實踐，親自感知此實驗由設計、準備到實施以及結果處理的全過程。這樣動手動腦相結合，可以充分調動學生參與的積極性，激發學生強烈的求知欲，在學生進行深刻的體驗之后，不失時機地展開師生之間的對話，通過互動、交流、碰撞，以實現多種視界的溝通、匯聚、融合，從而生成一些新的認識。目前，聯合國教科文組織所提倡的“新內容、新方法、新實驗”進課堂，加強理科的“實踐定向性”，表明了國際范圍內理科改革的大趨勢，即充分落實實驗的多種功能，發揮實驗對教學工作的定向和導向作用。所以，在課堂教學中體現新課程思想，落實以人為本的教育理念，是當今基礎教育工作中的一個重要課題，需要我們每一位教育工作者進一步地深思和研究。