從《乙醇》這節(jié)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(gòu)課《乙醇》中實驗的剖析，闡述了探究性實驗的內(nèi)涵和特征，并通過乙醇與鈉反應(yīng)的設(shè)計說明如何將探究性實驗真正落實。

【關(guān)鍵詞】探究性實驗 內(nèi)涵 特征 設(shè)計

【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)有關(guān)《乙醇》的同題異構(gòu)課，乙醇這一節(jié)內(nèi)容主要涉及兩個實驗：乙醇與鈉的反應(yīng)和乙醇的催化氧化實驗，為了解決乙醇的結(jié)構(gòu)究竟是CH3CH2OH還是CH3OCH3，兩位老師都用到了乙醇與鈉的反應(yīng)，分別進(jìn)行了如下設(shè)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(jié)構(gòu)搭建起來，學(xué)生搭建了兩種結(jié)構(gòu)，哪一種才是乙醇的真實結(jié)構(gòu)呢？如何用實驗來驗證？

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

學(xué)情分析：1.雖然在《石油煉制 乙烯》這一節(jié)中學(xué)生已經(jīng)知道石油的分餾產(chǎn)物中有汽油，柴油，煤油等，而且蘇教版必修2P62-63頁已經(jīng)給出了汽油，柴油，煤油的主要成分，但在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生沒有留意書上的信息，所以學(xué)生很難想到通過鈉的保存方式將 CH3OCH3的結(jié)構(gòu)否定掉。2. 學(xué)生對基團(tuán)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(yīng)和鈉與乙醇的反應(yīng)聯(lián)系上，找出乙醇與水在結(jié)構(gòu)上的共同點）

教師活動：教師通過與學(xué)生一問一答，讓學(xué)生回憶出鈉的保存方式以及鈉與水的現(xiàn)象，最終得出乙醇的真實結(jié)構(gòu)。

教師2：根據(jù)所搭模型C2H6O分子的結(jié)構(gòu)有兩種，哪一種才是乙醇的結(jié)構(gòu)呢？請大家分組完成下列實驗。對比煤油、水、乙醇與鈉反應(yīng)的實驗，能否推測乙醇的結(jié)構(gòu)式？

課堂反饋：學(xué)生實驗的積極性很高，在教師的引導(dǎo)下得出了乙醇的結(jié)構(gòu)。

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

二、探究性實驗的真正內(nèi)涵和特征

探究性實驗：是指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)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(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑，并引導(dǎo)學(xué)生解疑，從多角度、多側(cè)面、多層次思考問題，挖掘?qū)W生的潛力，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，從而達(dá)到揭示現(xiàn)象本質(zhì)的目的。

2、問題性

問題是針對物理現(xiàn)象提出的，是引發(fā)學(xué)生進(jìn)行實驗探究，收集數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)對科學(xué)現(xiàn)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(yīng)該是封閉的系統(tǒng)，也不應(yīng)是固定不變的“程序或框架”。

三、乙醇與鈉反應(yīng)的探究性實驗設(shè)計

設(shè)計1：周轉(zhuǎn)箱里提供的試劑有：乙醚，水，乙醇，金屬鈉

請大家四人一組設(shè)計實驗來證明乙醇的結(jié)構(gòu)是哪一種？

學(xué)生活動： 設(shè)計方案：乙醚與鈉的反應(yīng) 乙醇與鈉的反應(yīng)

實驗假想：如果乙醚不與鈉反應(yīng)，那么二甲醚也不會與鈉反應(yīng)（推理依據(jù)：二甲醚與乙醚的結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)也應(yīng)該相似），則乙醇的結(jié)構(gòu)就不是CH3OCH3

實驗現(xiàn)象：金屬鈉投入到乙醚中沉入底部，沒有現(xiàn)象

金屬鈉投入到乙醇中，沉入底部，有氣泡產(chǎn)生

實驗結(jié)論：乙醇的結(jié)構(gòu)是CH3CH2OH

設(shè)計思想：由于學(xué)生很難想到鈉可以用煤油來保存 ，所以學(xué)生也不會想到通過鈉與煤油不反應(yīng)來說明乙醇的結(jié)構(gòu)。為了解決這樣的問題，并且能夠發(fā)展學(xué)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(xué)生自己去設(shè)計實驗，從而解決乙醇的結(jié)構(gòu)問題。

設(shè)計2：大家已經(jīng)知道乙醇的分子結(jié)構(gòu)，可能有以下兩種結(jié)構(gòu)：

（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(shè)計定量實驗來證明乙醇的結(jié)構(gòu)？

學(xué)生活動： 1、作出假設(shè)：如果乙醇與足量的金屬鈉反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣量是乙醇物質(zhì)的量的1/2，則（A）式結(jié)構(gòu)正確 ；如果乙醇與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣量是乙醇物質(zhì)的量的1/3，則（B）式結(jié)構(gòu)正確。

2、設(shè)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?biāo)ㄒ坏我坏螌⒁掖甲⑷氲街Ч茉嚬苤腥ィ俾什灰诉^快?？吹椒磻?yīng)劇烈進(jìn)行。產(chǎn)生的氣體將水排到量筒外，量筒內(nèi)液面下降。

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

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

設(shè)計思想：實驗分為定性和定量實驗，讓學(xué)生學(xué)會從定量的角度來設(shè)計實驗，有助于學(xué)生分析問題，解決問題能力的提升，也有助于學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力的提升，并在過程中養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。

總之：實驗探究教學(xué)是符合學(xué)科特點和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)，適應(yīng)當(dāng)前素質(zhì)教育對課堂教學(xué)改革的要求，是提高課堂教學(xué)效率和教育、教學(xué)質(zhì)量的有效途徑之一，所以教師應(yīng)該將探究性實驗在課堂上真正落實。

參考文獻(xiàn)：

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

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