中學化學“探究性”實驗初探

1、中學化學“探究性”實驗初探摘要：探索性實驗能提高實驗的教學效果，積極引導學生進行積極思維。啟發(fā)他們對現(xiàn)象和測定數(shù)據(jù)進行分析，經(jīng)過抽象概括、總結(jié)和歸納，透過現(xiàn)象認識本質(zhì)，以形成化學概念和掌握基礎(chǔ)理論知識。“探索性”實驗有利于激發(fā)學生學習化學的積極性和主動性；有利于學生掌握基本概念和基本理論；有利于培養(yǎng)學生的能力；有利于提高化學教學的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：中學化學；探索實驗化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學。中學化學實驗是學生有效地獲得知識、技能和發(fā)展能力的重要手段。在中學化學實驗中，將一些演示實驗改為“探索性”實驗；讓學生在實驗和觀察的基礎(chǔ)上，通過邏輯思維和科學抽象，概括和歸納出課本所得的結(jié)論，有利于調(diào)動學生

2、學習化學的積極性；有利增強學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)造力。一、運用“探索性”實驗掌握“雙基”化學概念和理論的形成和發(fā)展都建立在實驗的基礎(chǔ)上，實驗的探索和發(fā)展促進了理論和概念的發(fā)展和完善。因此，在中學化學課本里有關(guān)化學概念和化學理論教學中的演示實驗都可改為“探索性”實驗。例如：在強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)一節(jié)的教學中，具體做法是：第一，讓學生觀察相同體積、相同濃度的鹽酸、氨水、醋酸、氫氧化鈉、氯化鈉五種水溶液的導電性和燈泡的明亮程度。第二，學生記錄實驗現(xiàn)象：都能導電；鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉三種水溶液導電時燈泡明亮；醋酸、氨水水溶液導電時，燈泡較暗。第三，教師啟發(fā)學生分析其原因，啟發(fā)問題一：電解質(zhì)溶液的導電能力強

3、弱與電解質(zhì)溶液中的什么因素有關(guān)？引導學生分析出溶液的導電性強弱與單位體積溶液里能自由移動的離子數(shù)目有關(guān)？引導學生分析出溶液的導電性強弱與單位體積溶液里能自由移動的離子數(shù)目多少有關(guān)。二：應用電離理論和應用事實，分析五種溶液中離子濃度的多少及電離情況？學生在解決第一個問題后，對第二個問題的思維興趣大增。引導學生寫出五種物質(zhì)的電離方程式，分析其電離情況，應用假設(shè)法。若五種物質(zhì)在水溶液中完全電離，即電離方程式相同，電離出的離子濃度相同，導電能力也相同，這與事實不符。從而分析推理歸納出鹽酸、氫氧化鈉、食鹽三種電解質(zhì)的電離能力大于醋酸、氨水的電離能力。學生很自然地歸納出強電解質(zhì)，弱電解質(zhì)的概念，進而分析出

4、強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的區(qū)別。一堂課從學生觀察實驗現(xiàn)象到分析基本質(zhì)原因，從提出問題開始到形成概念、解決問題為止。學生始終處于獨立思考、積極求索的學習情景中，實驗的成功：現(xiàn)象的分析和處理：結(jié)論的得出和問題的解決，使學生能初步嘗到科學探索的樂趣。它把學生的直接興趣與間接興趣有機結(jié)合起來，這無疑會激發(fā)學生學習化學的積極性和主動性。在化學原理的教學中，將演示實驗設(shè)計為探索性實驗，有利于學生掌握化學理論并解決實際問題能力。如在化學平衡移動原理的教學中，教師讓學生觀察濃度、壓強、溫度對平衡移動影響的三個實驗，記錄現(xiàn)象。讓學生通過實驗現(xiàn)象判斷平衡移動的方向。教師啟發(fā)提問一：濃度、壓強、溫度的改變對正逆反應速度有

5、何影響？學生通過討論總結(jié)出濃度、壓強、溫度的改變對正、逆反應速度影響關(guān)系。教師啟發(fā)提問二：濃度、壓強、溫度的改變對體系中的濃度、壓強、溫度有何變化？學生分析增大某物質(zhì)的濃度，平衡向減少該物質(zhì)的方向移動。增大體系的壓強，平衡不是向繼續(xù)增大體系的壓強方向移動，而是向減少體系壓強的方向移動。升高溫度，平衡不是向體系溫度升高的方向移動，而是向體系溫度下降（即吸熱）的方向移動。通過教師啟發(fā)，學生分析探索，從實驗現(xiàn)象出發(fā)，總結(jié)出化學平衡移動原理。這種實驗在前，化學概念及原理的形成在后，符合學生的認識規(guī)律：實驗所產(chǎn)生的現(xiàn)象和提供的數(shù)據(jù)為學生形成理性認識打下了感情認識的基礎(chǔ)；為學生透過宏觀現(xiàn)象揭示事物本質(zhì)運動

6、規(guī)律提供有利條件。也使學生認識到化學原理的形成不是憑空想象的，而是建立在化學實驗的基礎(chǔ)上，通過分析、推理、總結(jié)得到的。這使學生重視實驗，增強對實驗現(xiàn)象的探索研究，有利于學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。二、運用“探索性”實驗掌握實驗技能化學概念和化學原理的建立離不開化學實驗，在實驗設(shè)計、儀器選擇和改進上同樣離不開實驗。在化學實驗復習中，也可采用探索性實驗。例如：在復習氣體制備裝置后，向?qū)W生展示燒杯，球形干燥管、單孔橡皮塞、導管、鐵架臺。教師提問：和上述儀器能否組裝一套隨時使反應發(fā)生，隨時使反應停止的制CO2的裝置。學生由于好奇性和求知欲的激發(fā)，興趣大進，討論激烈。教師啟發(fā)提問一：CO2中可隨時使反應進行和隨時

7、使反應停止的常用裝置是什么？學生馬上會聯(lián)想到啟普發(fā)生器；教師啟發(fā)問題二：上述儀器能否組裝成原理與啟普發(fā)生器相同的裝置呢？學生從啟普發(fā)生器的構(gòu)造出發(fā)分析、探索。用什么裝置代替啟普發(fā)生器的容器呢？用什么裝置來盛放大理石、鹽酸呢？氣體如何排出呢？當氣體關(guān)閉后，液體與固體如何分開呢？帶著這些問題思考組合：否定肯定。當他們組裝出CO2的裝置時，成功的喜悅使學生興趣大增。教師繼續(xù)啟發(fā)，除上述儀器外，你還可設(shè)計出幾種原理與啟普發(fā)生器相同的裝置？當學生思維的閘門被打開，有的學生馬上提出用底部有小洞的試管代替球形干燥管；用U形干燥管代替燒杯與球形干燥管等一系列原理與啟普發(fā)生器相同的裝置。學生從中得到啟示：在學習

8、中要解放思想、善于思考，利用已有知識儀器，進行知識遷移，有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。三、“探索性”實驗的優(yōu)點在化學概念、化學原理、實驗復習等教學中，應用探索性實驗其主要優(yōu)點是：(一)從提出問題開始到形成概念、原理，最終解決問題為止，學生始終處于獨立思考、積極求索的學習情景之中，實驗的成功，數(shù)據(jù)的分析和處理，問題的迷惘到解決，最終結(jié)論的得出，使他們能初步嘗到科學探索的樂趣，有利于激發(fā)他們學習化學的興趣。(二)這種實驗教學的基本過程是符合學生的認識規(guī)律的實驗所產(chǎn)生的現(xiàn)象提供的數(shù)據(jù)為學生形成理性認識打下了感情認識的基礎(chǔ)。學生由表及里，從現(xiàn)象提示事物本質(zhì)，以形成化學概念和掌握基礎(chǔ)理論知識，

9、為學生透過宏觀現(xiàn)象揭示微觀粒子的運動規(guī)律提供有利條件。(三)能積極引導學生思維，使學生受到科學方法的系統(tǒng)訓練，有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。四、運用“探索性”實驗應注要做好探索性實驗，應注意以下幾點要求：（一）設(shè)計實驗。教師要在認真分析教材所提供的教學內(nèi)容和實驗教材的基礎(chǔ)上，在不變動教材內(nèi)容的前提下設(shè)計好探索性實驗的內(nèi)容和步驟，其一般步驟是：第一，教師在備課時，設(shè)計實驗中有關(guān)啟發(fā)性問題，創(chuàng)造學生積極思考的學習情景；第二，讓學生通過實驗和觀察所收集的化學現(xiàn)象和化學事實或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，做好實驗的各項記錄；第三，讓學生對所收集到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析、研究和處理；第四，在教師的啟發(fā)下，讓學生在分

10、析、研究和處理材料、數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過抽象、概括、歸納得出結(jié)論，形成概念或認識規(guī)律。（二）掌握時間。課堂教學中，實驗是基礎(chǔ)，教學是關(guān)鍵。所以一定要掌握好實驗設(shè)計所需要的時間，每次實驗的時間不宜過長，較復雜的實驗也不宜超過5分鐘，教師在不失科學性的條件下，實驗裝置和實驗步驟可進行必要的簡化。如在做溫度對化學平衡影響的實驗，可將熱水瓶帶進教學，節(jié)約加熱冷水所需時間。也可在一個燒杯中加固體氫氧化鈉，在另一個燒杯中加固體硝酸銨，以達到節(jié)約時間的目的。（三）合理安排。中學化學中的驗證性實驗不能全部改為探索性實驗，在教學上教師不能強求。教師只要有計劃、有步驟地進行安排，結(jié)合教材特點和學生實際，循序漸進地進行，不可求之過急和要求過多。中學化學中的“探索