例析高中化學實驗中的探究性學習

薛婉若

【摘 要】“通過實驗學化學”是學習高中化學課程的必由之路。現在的高考，化學學科對學生的能力要求越來越高，而實驗是學生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學生的實驗能力，光靠課本上的學生實驗及老師在課堂上的演示實驗是遠遠不夠的，我們有必要而且必須在課堂內外加強實驗能力的培養。適時進行實驗探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學生站在一定高度認識事物，提升能力，做到知識與能力并重，過程與方法兼顧，提高學習效率，最終促進學習者自主發展。

【關鍵詞】高中化學；實驗；探究性學習

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）36-0094-02

“通過實驗學化學”是學習高中化學課程的必由之路。化學實驗是學生獲取知識，提高能力的重要途徑。實驗教學可激發學生學習化學的興趣，同時還能培養學生的觀察能力和思維能力，發展學生智力。面對現在的高考，化學學科對學生的能力要求越來越高，而實驗是學生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學生的實驗能力，光靠課本上的學生實驗及老師在課堂上的演示實驗是遠遠不夠的，我們有必要而且必須在課堂上及課堂外加強實驗能力的培養，以便很好地適應高考的形式及高考的變化。為此，在課堂上應加強實驗練習的力度，改進實驗練習的方法，必要時可以多到實驗室去練習，以提高對實驗的綜合分析探究能力，增強學習者獨立完成實驗的能力。

在化學探究性學習中，學生可以通過老師創設的問題情境，培養激發自己的探究精神和探究能力。筆者非常重視通過典型的化學實驗事例來認識物質及其變化的本質和規律。適時地進行實驗探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學生站在一定高度認識事物，提升能力，做到知識與能力并重，過程與方法兼顧，提高學習效率，最終促進學習者自主發展。

下面是筆者在化學學習過程中進行的嘗試：

在高中化學學習過程中，學生經常容易有這樣那樣的誤解，這個時候探究性學習就非常必要而且重要。如學習金屬元素鋁時，我們都很重視Al（OH）3的兩性， 課堂上教師通過演示實驗、討論等多種方式學習了Al（OH）3是兩性氫氧化物，在溶液中同時存在著兩種電離平衡：

H2O+H++AlO2- ? Al（OH）3 ? Al3++3OH-

酸式電離 堿式電離

我們也知道HCO3-為弱酸的酸式酸根，在水溶液中同時存在兩種趨勢：

電離平衡：HCO3- ? H++CO32-；

水解平衡：HCO3-+H2O ? H2CO3+OH-

但是在學生中還是較普遍反映出這樣一個問題：認為Al3+與AlO2-，AlO2-與HCO3-在水溶液中均會發生雙水解反應而生成Al（OH）3和CO2，還有不少人認為Al3+與HCO3-反應，不能大量共存，AlO2-與HCO3-不反應，能大量共存于溶液中。

為解決這一問題，加深對金屬元素鋁學習的印象，這時不要急于從書本或教師那得到結論，由老師帶領著進入實驗室，學習者通過親手實驗，認真將二者進行對比，然后探究得出結論，這樣得來的知識才會深刻鞏固。探究過程如下：

1. 根據桌上的藥品（AlCl3、NaHCO3、NaOH溶液）設計實驗方案，探究兩個反應的差異

學生觀察后發現沒有NaAlO2溶液，通過討論決定用AlCl3溶液與NaOH溶液制取NaAlO2溶液，方法：在試管中加適量AlCl3溶液，然后逐滴滴加NaOH溶液直至生成的沉淀剛好溶解為止，即得NaAlO2溶液。

2. 學生設計了對比實驗，并記錄下現象

先向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液，看到白色沉淀逐漸增多，同時有大量氣泡溢出，驗證了自己的認識是正確的。然后向制得的NaAlO2溶液中逐滴滴入NaHCO3溶液至過量，現象卻不同：白色沉淀逐漸增多，但整個滴加過程中沒有氣泡產生。學生發現了自己認識上的錯誤， AlO2-與HCO3-會發生反應，卻不同于Al3+與AlO2-。

3. 分析現象，探究總結結論

Al3+與HCO3-在溶液中發生雙水解反應生成Al（OH）3和CO2。即Al3+ + HCO3-= Al（OH）3↓+3 CO2↑，ALO2-與HCO3-反應的實質是：ALO2-結合H+的能力強于HCO3-，HCO3-在溶液中不發生水解而發生電離，即AlO2- + HCO3- +H2O= Al（OH）3↓+CO32-

通過這次實驗學生很輕松地解決了問題，真正學到了知識，鞏固了知識，在以后的考試中再遇到這類問題，答題的錯誤率就會大大降低，成績自然得到提升。

經過這一次的實驗嘗試，筆者認識到實驗對于實現高中化學課程目標具有不可替代的作用，學生在設計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現象、進行數據處理、獲得實驗結論的過程中，不僅能獲取知識、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態度和價值觀。因此，在之后的化學學習中更加重視實驗探究，以加強提升設計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現象、進行數據處理、獲得實驗結論的探究能力。下面是我們對掌握CO32-、Cl-、Br-、I-、Na+、K+性質所做的化學實驗探究分析。

首先是老師給出問題情境：現在有4瓶已失去標簽的試液，實驗員已經不知道它們分別是什么藥品，只知道它們的陽離子是鈉離子或鉀離子，4種陰離子可能是CO32-、Cl-、Br-、I-，現在任意挑選試劑，設計1個實驗方案，將這4瓶試劑的成分鑒別出來。實驗臺上有大家所需的各種試劑，現在給大家十分鐘的時間完成自己的實驗設計，可以相互討論，設計的方案越多越好，完成后，請同學到講臺上來，介紹自己設計的實驗方案，最后看誰設計得最簡潔、最合理、效果最好。

這時候同學們的積極性被激發起來，大家都很興奮，相互積極的討論，課堂的氣氛被充分調動起來。老師給的十分鐘時間很快就過去了，但同學們意猶未盡，熱情地探究討論，不斷將自己設計的方案進行梳理，使方案條理更清晰更完善。之后小組代表到講臺上做答。

一組同學認為可以先做焰色實驗，如果火焰呈黃色則為鈉鹽，如果隔過藍色鈷玻璃火焰呈紫色則為鉀鹽。然后再根據陰離子的性質區別，來鑒定陰離子。他們選用的試劑是硝酸銀和稀硝酸。加硝酸銀后，出現黃色沉淀含的陰離子是I-，出現淺黃色沉淀則含的陰離子是Br-，出現白色沉淀則可能是CO32-、Cl-，加稀硝酸后，沉淀消失的是碳酸鹽。

教師對學生的實驗探究做出評價，肯定該組的方案設計得很好，這樣的及時肯定能提高學生的實驗探究興趣。同時，老師鼓勵其他組同學對上面的實驗方案展開討論，提出意見和建議。同學們的熱情被調動起來了，紛紛發表意見。有的同學認為上面的方案有不盡完善之處，應該先給試劑瓶編號，不然很容易弄混。對此，老師給予熱情地鼓勵和贊賞，表揚這個同學細心用心，做的補充非常有必要。并鼓勵該同學也參與這一組的實驗，和他們共同完成他設計的實驗方案。同時，提醒做實驗的同學在鑒別完后應該標上試劑名，并提醒其他同學密切注意觀察實驗現象，看看做實驗的同學實驗操作是否規范。

用焰色實驗來鑒別4瓶試劑成分的設計方案實驗效果很好，老師給予了充分肯定，這讓更多同學想展示自己的設計方案，于是奇思妙想紛紛“出爐”。有的同學說自己設計的方案，前面的陽離子鑒別和上一組同學的一樣，用焰色反應來鑒別，但是在鑒別陰離子的時候，選用的試劑是鹽酸、氯水和四氯化碳，四氯化碳也可以換成苯。先用焰色反應鑒別出陽離子，再分別取少量試劑放在4支試管中，先滴加鹽酸，有氣體產生的是碳酸鹽，然后在沒有現象的3支試管中滴加氯水，充分反應后，再加四氯化碳進行萃取，充分振蕩，靜置分層，分層后下層為紫色的原溶液含的陰離子是I-，下層為橙色的原溶液含的陰離子為Br-，另外剩余的1支試管的溶液中含的陰離子則為Cl-。最后在相應的試劑瓶上標上試劑名。老師和同學們都對該同學的方案設計點贊，認為設計方案注意到了層次，非常嚴密。這位同學出色完成了實驗操作，效果非常好。通過這樣的開放式的實驗探究活動，學生對化學實驗產生了濃厚的興趣，同時完成和解決實驗的能力有了很大的提高。

（編輯：胡 璐）