拓寬高中化學課本實驗 深化探究性教學模式

張建民

【摘 要】化學是一門以實驗為主的學科。大量的基礎知識和基本技能的培養都通過課堂實驗來進行，課本上的演示實驗、學生分組實驗、家庭小實驗、選做實驗在化學教學中占有十分重要的地位。通過拓寬課本實驗教學，可以提高學生的實驗探究能力，更深刻地幫助學生形成牢固的化學基礎知識和基本技能，能夠更加準確地理解化學概念、原理、定律，培養學生科學學習方法和態度；同時訓練了學生的觀察能力、思維能力、創新能力，把學生培養成有創造性、主動性，有學科探究能力的人。

【關鍵詞】拓寬課本；實驗；探究；模式

通過多年高中化學教學，我認為通過以下幾個方面的教學實踐，拓寬課堂演示實驗是培養學生實驗探究能力的最主要的途徑。

一、增加探究性的演示實驗

在常規演示實驗教學中，教師一般利用教材上現有的實驗方案，按部就班做一些驗證性實驗，對于實驗過程中出現的“異常現象”和教材敘述不一樣的現象，大部分教師采取回避態度，搪塞手段，不進行科學性解釋；甚至有一部分演示實驗和實際做出的實驗現象與課本上的現象完全不同，教師不做進一步的探討解釋說明，害怕學生發現問題，提出問題，這樣做的結果導致學生產生錯覺，誤導學生形成一些有錯誤的觀念和模糊的概念。有些實際操作的實驗現象和課本上描述的現象有矛盾，學生對課本上的知識持懷疑態度，弱化對概念的理解，甚至形成錯誤的結論和概念，抑制學生創造性思維的形成。當然在化學實驗中，并不是每節課都進行探究性實驗，所以要求教師必須精心挑選一些具有代表性、可操作性、有意義課題或專題進行實驗。在選題上要求覆蓋面廣，難度、深度適中，適應當前學生的實際水平。課前要求教師首先設計實驗報告，對實驗的目的、原理、用品、步驟、現象、記錄及結果、問題和討論有詳盡計劃。

例如，在上過氧化鈉化學性質的實驗時，首先是創設問題情境，激發學生的求知欲望和學習興趣。問：載人航天飛行，飛行員在太空需要大量的氧氣，是由什么物質提供的？學生回答：過氧化鈉和人呼出二氧化碳反應提供。化學反應方程式為：2Na2O2+2CO2=2 Na2CO3+O2↑。緊接著提問學生：過氧化鈉和水反應的產物是什么？學生回答：氫氧化鈉和氧氣。問：如何確定有氧氣和氫氧化鈉生成？學生回答：用帶火星的木條放在試管口，若復燃，說明氧氣產生，給反應后的混合液中加入酚酞試液變紅說明有NaOH生成。問：取少量的Na2O2放入試管中，加入一些蒸餾水，發現有大量氣泡產生（用帶火星的木條試驗，確實有氧氣放出），同時加入酚酞試液，觀察到溶液先變紅后褪色，繼續加入酚酞試液現象仍然相同，這是為什么呢？

引導學生進行探究思考：

1.發現問題，分析問題

這說明過氧化鈉和水反應除生成氫氧化鈉和氧氣外，還有另外的物質生成，這是什么物質？

2.猜想形成假設

（1）加入酚酞試液變紅，可能是有NaOH生成。

（2）褪色，說明有漂白性的物質生成。根據化學反應規律，可能有H2O2生成，可能有O3生成。因為我們以前學過與此有關漂白性的物質只有H2O2、O3、Na2O2，由于反應中有大量水的存在不可能有Na2O2存在，又根據氧化還原反應規律，不可能產生氧化性很強的O3，所以有可能產生H2O2。

3.設計實驗方案，進一步驗證假設

根據需要設計以下五個實驗進行探討，幫助學生形成正確判斷：

（1）向NaOH溶液加入酚酞試液-現象：變紅。結論：堿和酚酞試液變紅色。

（2）向NaOH溶液加入酚酞試液-現象：變紅；再加入H2O2-現象：褪色，與（1）中的現象進行比較。結論：過氧化氫具有漂白性。

（3）向H2O2加入MnO2-現象：有無色無味氣體產生，驗證：用帶火星的木條檢驗是不是有O2放出。

（4）向Na2O2加入H2O-現象：有氣體放出，同時放熱，驗證：帶火星木條檢驗是否有氧氣放出。再加入酚酞試液先變紅又褪色。

（5）向Na2O2加入H2O溶液-反應完全后，加入MnO2并加熱直到再沒有氣體產生時，再加入酚酞試液，現象：變紅色，說明溶液中有氫氧化鈉生成。

4.進行實驗，分組討論，解決問題

通過以上五個實驗證明了Na2O2和H2O反應除生成NaOH和O2外還有H2O2生成，通過查閱資料進一步證明實驗結論正確，該反應的方程式分兩步進行，

第一步：Na2O2+H2O=2NaOH+ H2O2

第二步：2H2O2=2H2O+ O2↑

以上兩個方程處理得到2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

得出結論和課本上的結論一致，這一探究過程既得出了正確結論，又復習了NaOH、O2、H2O2、MnO2的性質，同時還可引發新的思考，如用石蕊試液代替上述酚酞試液現象又如何？（留做學生思考）

二、補充完善學生分組實驗

學生分組實驗是化學實驗教學中進行自主探究的主要舞臺，是學生形成實驗技能和技巧，積累實踐經驗，靈活運用知識的重要陣地。

例如實驗室制取氯氣，如何得到純凈干燥的氯氣，課本僅從反應原理、制取裝置、收集方法、尾氣處理、四個方面進行闡述。用課本的實驗方案得不到純凈干燥的氯氣，可采取下述教學步驟：

1.提出問題

讓學生進行討論分析，可能含有的雜質有氯化氫和水蒸氣。

2.猜想形成假設

（1）氯化氫產生是由于濃鹽酸具有揮發性。

（2）水蒸氣是由于反應在溶液中進行。

3.設計實驗方案

（1）從反應原理角度考慮，用氧化劑氧化濃鹽酸，除了用二氧化錳之外，能不能用高錳酸鉀、氯酸鉀、次氯酸鈉等代替，化學方程式如何書寫？

（2）如何確定反應發生裝置？主要從反應條件、反應原理、以及氣體的性質等方面綜合考慮制取裝置。初中學過的制取氧氣、氫氣的發生裝置如何？現在我們學過的實驗室制備氣體的常見裝置有哪幾種？

（3）制取氯氣為什么要用分液漏斗和酒精燈？

（4）除去雜質能否用飽和食鹽水？洗氣瓶裝置如何？能否用水除去雜質？

（5）干燥劑選用什么物質？能否用濃硫酸？作為干燥劑，選用的條件是什么？

（6）收集氯氣的方法？收集氣體的方法主要是由什么決定的？

（7）由于氯氣有毒性，對空氣有污染，尾氣用什么吸收？為什么不用水吸收？

（8）檢驗是不是氯氣？能否用濕潤的淀粉碘化鉀試紙？能否用濕潤的有色布條？

4.進行實驗分組討論、歸納整理、得出結論

實驗室制備氣體，常用模式從7個方面分析：

①反應原理；②發生裝置；③除雜質；④干燥；⑤收集方法；⑥驗滿；⑦尾氣處理。

其他的氣體制備，如二氧化硫、乙烯、乙炔、氯化氫等都可以從上述七個方面分析。

三、提供必要的儀器藥品，讓學生完成家庭小實驗

例如原電池一節的家庭小實驗，用銅片、鋁片、橘子、耳機、導線可以構成原電池，由于學生沒有實驗器材和藥品，所以無法完成家庭小實驗。教師可以給學生提供必要的藥品和器材，如銅片、鋁片、耳機。

四、重視選做實驗，是深化探究性實驗教學的必要補充

大多數中學把選做實驗根本沒有做，這與新課程改革的目標不一致。切實加強選做實驗這部分的教學，是對學生實驗能力培養的重要手段。

通過以上四個方面的探究性實驗性教學，使學生形成良好的學習態度、科學的學習方法，從而提高學生的探究能力，使學生形成創造性思維，使學生必將終生受益。

參考文獻：

[1]劉知新編著《化學教學論》第一版，北京：高等教育出版社，1995

[2]楊先昌編著《中學化學教學法》第一版，湖北教育出版社，1983