中學(xué)化學(xué)“探究性”實(shí)驗(yàn)初探

1、中學(xué)化學(xué)“探究性”實(shí)驗(yàn)初探摘要：探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣邔?shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思維。啟發(fā)他們對(duì)現(xiàn)象和測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)抽象概括、總結(jié)和歸納，透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，以形成化學(xué)概念和掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)?！疤剿餍浴睂?shí)驗(yàn)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動(dòng)性；有利于學(xué)生掌握基本概念和基本理論；有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力；有利于提高化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)；探索實(shí)驗(yàn)化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生有效地獲得知識(shí)、技能和發(fā)展能力的重要手段。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，將一些演示實(shí)驗(yàn)改為“探索性”實(shí)驗(yàn)；讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上，通過(guò)邏輯思維和科學(xué)抽象，概括和歸納出課本所得的結(jié)論，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生

2、學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性；有利增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造力。一、運(yùn)用“探索性”實(shí)驗(yàn)掌握“雙基”化學(xué)概念和理論的形成和發(fā)展都建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)的探索和發(fā)展促進(jìn)了理論和概念的發(fā)展和完善。因此，在中學(xué)化學(xué)課本里有關(guān)化學(xué)概念和化學(xué)理論教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)都可改為“探索性”實(shí)驗(yàn)。例如：在強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)一節(jié)的教學(xué)中，具體做法是：第一，讓學(xué)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(dǎo)電性和燈泡的明亮程度。第二，學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：都能導(dǎo)電；鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉三種水溶液導(dǎo)電時(shí)燈泡明亮；醋酸、氨水水溶液導(dǎo)電時(shí)，燈泡較暗。第三，教師啟發(fā)學(xué)生分析其原因，啟發(fā)問(wèn)題一：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)

3、弱與電解質(zhì)溶液中的什么因素有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生分析出溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱與單位體積溶液里能自由移動(dòng)的離子數(shù)目有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生分析出溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱與單位體積溶液里能自由移動(dòng)的離子數(shù)目多少有關(guān)。二：應(yīng)用電離理論和應(yīng)用事實(shí)，分析五種溶液中離子濃度的多少及電離情況？學(xué)生在解決第一個(gè)問(wèn)題后，對(duì)第二個(gè)問(wèn)題的思維興趣大增。引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出五種物質(zhì)的電離方程式，分析其電離情況，應(yīng)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(dǎo)電能力也相同，這與事實(shí)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(xué)生很自然地歸納出強(qiáng)電解質(zhì)，弱電解質(zhì)的概念，進(jìn)而分析出

4、強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的區(qū)別。一堂課從學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到分析基本質(zhì)原因，從提出問(wèn)題開(kāi)始到形成概念、解決問(wèn)題為止。學(xué)生始終處于獨(dú)立思考、積極求索的學(xué)習(xí)情景中，實(shí)驗(yàn)的成功：現(xiàn)象的分析和處理：結(jié)論的得出和問(wèn)題的解決，使學(xué)生能初步嘗到科學(xué)探索的樂(lè)趣。它把學(xué)生的直接興趣與間接興趣有機(jī)結(jié)合起來(lái)，這無(wú)疑會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動(dòng)性。在化學(xué)原理的教學(xué)中，將演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探索性實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生掌握化學(xué)理論并解決實(shí)際問(wèn)題能力。如在化學(xué)平衡移動(dòng)原理的教學(xué)中，教師讓學(xué)生觀察濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)平衡移動(dòng)影響的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷平衡移動(dòng)的方向。教師啟發(fā)提問(wèn)一：濃度、壓強(qiáng)、溫度的改變對(duì)正逆反應(yīng)速度有

5、何影響？學(xué)生通過(guò)討論總結(jié)出濃度、壓強(qiáng)、溫度的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速度影響關(guān)系。教師啟發(fā)提問(wèn)二：濃度、壓強(qiáng)、溫度的改變對(duì)體系中的濃度、壓強(qiáng)、溫度有何變化？學(xué)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(dòng)。增大體系的壓強(qiáng)，平衡不是向繼續(xù)增大體系的壓強(qiáng)方向移動(dòng)，而是向減少體系壓強(qiáng)的方向移動(dòng)。升高溫度，平衡不是向體系溫度升高的方向移動(dòng)，而是向體系溫度下降（即吸熱）的方向移動(dòng)。通過(guò)教師啟發(fā)，學(xué)生分析探索，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)，總結(jié)出化學(xué)平衡移動(dòng)原理。這種實(shí)驗(yàn)在前，化學(xué)概念及原理的形成在后，符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律：實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象和提供的數(shù)據(jù)為學(xué)生形成理性認(rèn)識(shí)打下了感情認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)；為學(xué)生透過(guò)宏觀現(xiàn)象揭示事物本質(zhì)運(yùn)動(dòng)

6、規(guī)律提供有利條件。也使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)原理的形成不是憑空想象的，而是建立在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、推理、總結(jié)得到的。這使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探索研究，有利于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。二、運(yùn)用“探索性”實(shí)驗(yàn)掌握實(shí)驗(yàn)技能化學(xué)概念和化學(xué)原理的建立離不開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器選擇和改進(jìn)上同樣離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，也可采用探索性實(shí)驗(yàn)。例如：在復(fù)習(xí)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(dǎo)管、鐵架臺(tái)。教師提問(wèn)：和上述儀器能否組裝一套隨時(shí)使反應(yīng)發(fā)生，隨時(shí)使反應(yīng)停止的制CO2的裝置。學(xué)生由于好奇性和求知欲的激發(fā)，興趣大進(jìn)，討論激烈。教師啟發(fā)提問(wèn)一：CO2中可隨時(shí)使反應(yīng)進(jìn)行和隨時(shí)

7、使反應(yīng)停止的常用裝置是什么？學(xué)生馬上會(huì)聯(lián)想到啟普發(fā)生器；教師啟發(fā)問(wèn)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(xué)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(lái)盛放大理石、鹽酸呢？氣體如何排出呢？當(dāng)氣體關(guān)閉后，液體與固體如何分開(kāi)呢？帶著這些問(wèn)題思考組合：否定肯定。當(dāng)他們組裝出CO2的裝置時(shí)，成功的喜悅使學(xué)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(jì)出幾種原理與啟普發(fā)生器相同的裝置？當(dāng)學(xué)生思維的閘門(mén)被打開(kāi)，有的學(xué)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(xué)生從中得到啟示：在學(xué)習(xí)

8、中要解放思想、善于思考，利用已有知識(shí)儀器，進(jìn)行知識(shí)遷移，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。三、“探索性”實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)在化學(xué)概念、化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)等教學(xué)中，應(yīng)用探索性實(shí)驗(yàn)其主要優(yōu)點(diǎn)是：(一)從提出問(wèn)題開(kāi)始到形成概念、原理，最終解決問(wèn)題為止，學(xué)生始終處于獨(dú)立思考、積極求索的學(xué)習(xí)情景之中，實(shí)驗(yàn)的成功，數(shù)據(jù)的分析和處理，問(wèn)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(xué)探索的樂(lè)趣，有利于激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。(二)這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本過(guò)程是符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象提供的數(shù)據(jù)為學(xué)生形成理性認(rèn)識(shí)打下了感情認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生由表及里，從現(xiàn)象提示事物本質(zhì)，以形成化學(xué)概念和掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，

9、為學(xué)生透過(guò)宏觀現(xiàn)象揭示微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供有利條件。(三)能積極引導(dǎo)學(xué)生思維，使學(xué)生受到科學(xué)方法的系統(tǒng)訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。四、運(yùn)用“探索性”實(shí)驗(yàn)應(yīng)注要做好探索性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求：（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師要在認(rèn)真分析教材所提供的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教材的基礎(chǔ)上，在不變動(dòng)教材內(nèi)容的前提下設(shè)計(jì)好探索性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和步驟，其一般步驟是：第一，教師在備課時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中有關(guān)啟發(fā)性問(wèn)題，創(chuàng)造學(xué)生積極思考的學(xué)習(xí)情景；第二，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察所收集的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，做好實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)記錄；第三，讓學(xué)生對(duì)所收集到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研究和處理；第四，在教師的啟發(fā)下，讓學(xué)生在分

10、析、研究和處理材料、數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)抽象、概括、歸納得出結(jié)論，形成概念或認(rèn)識(shí)規(guī)律。（二）掌握時(shí)間。課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，教學(xué)是關(guān)鍵。所以一定要掌握好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所需要的時(shí)間，每次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)也不宜超過(guò)5分鐘，教師在不失科學(xué)性的條件下，實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟可進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化。如在做溫度對(duì)化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn)，可將熱水瓶帶進(jìn)教學(xué)，節(jié)約加熱冷水所需時(shí)間。也可在一個(gè)燒杯中加固體氫氧化鈉，在另一個(gè)燒杯中加固體硝酸銨，以達(dá)到節(jié)約時(shí)間的目的。（三）合理安排。中學(xué)化學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不能全部改為探索性實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)上教師不能強(qiáng)求。教師只要有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行安排，結(jié)合教材特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，循序漸進(jìn)地進(jìn)行，不可求之過(guò)急和要求過(guò)多。中學(xué)化學(xué)中的“探索