從《乙醇》這節課談如何將探究性實驗真正落實

黃宏

【摘要】通過對兩位老師同題異構課《乙醇》中實驗的剖析，闡述了探究性實驗的內涵和特征，并通過乙醇與鈉反應的設計說明如何將探究性實驗真正落實。

【關鍵詞】探究性實驗 內涵 特征 設計

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11 -0226-02

一、問題的提出

本人今年聽了一節有關《乙醇》的同題異構課，乙醇這一節內容主要涉及兩個實驗：乙醇與鈉的反應和乙醇的催化氧化實驗，為了解決乙醇的結構究竟是CH3CH2OH還是CH3OCH3，兩位老師都用到了乙醇與鈉的反應，分別進行了如下設計：

教師1：大家知道乙醇的分子式是C2H6O，請利用手邊的工具將C2H6O的可能結構搭建起來，學生搭建了兩種結構，哪一種才是乙醇的真實結構呢？如何用實驗來驗證？

課堂反饋：課堂的氣氛沉悶起來，學生此時并沒有聯系到鈉的保存方式以及鈉與水的反應。

學情分析：1.雖然在《石油煉制 乙烯》這一節中學生已經知道石油的分餾產物中有汽油，柴油，煤油等，而且蘇教版必修2P62-63頁已經給出了汽油，柴油，煤油的主要成分，但在學習過程中學生沒有留意書上的信息，所以學生很難想到通過鈉的保存方式將 CH3OCH3的結構否定掉。2. 學生對基團的概念還很陌生，不知道水中含有羥基，所以就無法很順暢的將鈉與水的反應和鈉與乙醇的反應聯系上，找出乙醇與水在結構上的共同點）

教師活動：教師通過與學生一問一答，讓學生回憶出鈉的保存方式以及鈉與水的現象，最終得出乙醇的真實結構。

教師2：根據所搭模型C2H6O分子的結構有兩種，哪一種才是乙醇的結構呢？請大家分組完成下列實驗。對比煤油、水、乙醇與鈉反應的實驗，能否推測乙醇的結構式？

課堂反饋：學生實驗的積極性很高，在教師的引導下得出了乙醇的結構。

評價：兩位老師都想通過實驗來解決相同的問題——乙醇的結構，但采用的方式不一樣。第一位老師想讓學生通過實驗探究來解決乙醇的結構，這樣的設計理念非常好。因為我們知道，實驗探究既可促使學生形成對學習的持久興趣，又可激發學生的求知創新欲，更能提高學生的學習能力，促使學生良好學習習慣的養成。在探究、創新的過程中，學生一個個閃光點的出現，在給學生帶來成功喜悅的同時，也給教師帶來啟發性的驚喜，這既拉近了師生之間的距離，拉近了學生與社會、與生活的距離，更成為師生進一步探索、交流和學習的動力。如此良性發展，最終會出現教學相長師生共同發展的可喜局面。但第一位老師設計過程中沒有考慮到學生的學情，以致于最終并沒有實現真正的探究。而第二位老師直接通過表格列出學生需要做的實驗，而忽視了讓學生自己去設計實驗。個人認為從學生的長遠發展來看，顯然第一位老師的設計理念優于第二位老師， 但第一位老師并沒有讓學生實現真正的探究，這給我帶來了較多的思考。

二、探究性實驗的真正內涵和特征

探究性實驗：是指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。探究性實驗有以下特征：

1、探究性

實驗探究是通過實驗讓學生產生質疑，并引導學生解疑，從多角度、多側面、多層次思考問題，挖掘學生的潛力，啟迪學生的科學思維，從而達到揭示現象本質的目的。

2、問題性

問題是針對物理現象提出的，是引發學生進行實驗探究，收集數據和利用數據對科學現象作出解釋的前提，是探究的起點，也是實驗探究的另一個重要特征。

3、開放性

實驗探究模式是開放的模式，不應該是封閉的系統，也不應是固定不變的“程序或框架”。

三、乙醇與鈉反應的探究性實驗設計

設計1：周轉箱里提供的試劑有：乙醚，水，乙醇，金屬鈉

請大家四人一組設計實驗來證明乙醇的結構是哪一種？

學生活動： 設計方案：乙醚與鈉的反應 乙醇與鈉的反應

實驗假想：如果乙醚不與鈉反應，那么二甲醚也不會與鈉反應（推理依據：二甲醚與乙醚的結構相似，性質也應該相似），則乙醇的結構就不是CH3OCH3

實驗現象：金屬鈉投入到乙醚中沉入底部，沒有現象

金屬鈉投入到乙醇中，沉入底部，有氣泡產生

實驗結論：乙醇的結構是CH3CH2OH

設計思想：由于學生很難想到鈉可以用煤油來保存 ，所以學生也不會想到通過鈉與煤油不反應來說明乙醇的結構。為了解決這樣的問題，并且能夠發展學生分析問題，解決問題的能力，通過給定試劑乙醚，水，乙醇，金屬鈉讓學生自己去設計實驗，從而解決乙醇的結構問題。

設計2：大家已經知道乙醇的分子結構，可能有以下兩種結構：

（A）CH3CH2OH：有1個氫原子與其他5個氫原子不一樣；

（B） CH3OCH3：6個氫完全相同。

請大家思考：如何設計定量實驗來證明乙醇的結構？

學生活動： 1、作出假設：如果乙醇與足量的金屬鈉反應，產生的氫氣量是乙醇物質的量的1/2，則（A）式結構正確 ；如果乙醇與足量的金屬鈉反應產生的氫氣量是乙醇物質的量的1/3，則（B）式結構正確。

2、設計實驗： 實驗裝置圖：

實驗步驟： 1.檢查裝置的氣密性

2.用注射器抽取0.5mL的無水乙醇，輕輕推動針栓一滴一滴將乙醇注入到支管試管中去，速率不宜過快。看到反應劇烈進行。產生的氣體將水排到量筒外，量筒內液面下降。

3.當乙醇全部注入到試管中，而反應又接近于停止時，可將試管浸泡在熱水浴中，以提高管內的溫度，使反應徹底完成。

4.反應停止后，將量筒在水槽中上下移動，是量筒內外液面相平，然后再讀氣體的體積。

設計思想：實驗分為定性和定量實驗，讓學生學會從定量的角度來設計實驗，有助于學生分析問題，解決問題能力的提升，也有助于學生數據處理能力的提升，并在過程中養成實事求是的科學態度。

總之：實驗探究教學是符合學科特點和學生認知規律的教學，適應當前素質教育對課堂教學改革的要求，是提高課堂教學效率和教育、教學質量的有效途徑之一，所以教師應該將探究性實驗在課堂上真正落實。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）北京：人民教育出版社，2007

[2] 周新貴，費利益.《探究教學操作全手冊》[M]，南京：江蘇教育出版社，2010