趙春艷

【摘 要】本文結(jié)合高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，從提出探究問(wèn)題，提高學(xué)生問(wèn)題意識(shí)；制定實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，提升學(xué)生探究能力；表達(dá)交流探究結(jié)果，共享合作學(xué)習(xí)成果三個(gè)方面就提升學(xué)生科學(xué)探究能力作探討，以促進(jìn)學(xué)生探究能力與高考成績(jī)的同步提高，獲得教師專業(yè)與學(xué)生素養(yǎng)的共同發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)探究能力

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2016）21-0083-02

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》把“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！弊鳛檎n程的基本理念之一?？梢娞岣邔W(xué)生的科學(xué)探究能力之重要性。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的自然科學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力方面理應(yīng)負(fù)有重要責(zé)任。然而，應(yīng)試教育下的高中化學(xué)教學(xué)過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生以“題海戰(zhàn)術(shù)”來(lái)備戰(zhàn)高考，甚至對(duì)一些必須親身體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)也采取背過(guò)程、背方法、背結(jié)果的方式，缺乏對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程和科學(xué)探究方法的認(rèn)識(shí)，缺少科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究的基本能力，這種高分低能的畸形成長(zhǎng)，必將束縛學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。

新課改以來(lái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生根本改變，自主合作探究性學(xué)習(xí)逐漸成為教學(xué)新常態(tài)，特別是近年來(lái)高考試題中探究性設(shè)計(jì)題的增加，倒逼師生加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升探究能力。為此，筆者在高中化學(xué)教學(xué)中，充分挖掘和利用教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)資源，有效地開展實(shí)驗(yàn)與探究，創(chuàng)造性地進(jìn)行教學(xué)與研究，促進(jìn)了學(xué)生探究能力與高考成績(jī)的同步提高，取得了教師專業(yè)與學(xué)生素養(yǎng)的共同發(fā)展。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐案例，就此作初步的探討。

一、提出探究問(wèn)題，提高學(xué)生問(wèn)題意識(shí)

【案例1】探究用氫氧化鈉溶液和二氧化碳?xì)怏w制取碳酸鈉溶液的實(shí)驗(yàn)室方法，簡(jiǎn)述其實(shí)驗(yàn)方案。

【過(guò)程與方法】該題的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生遷移“二氧化碳?xì)怏w通入氫氧化鈉溶液時(shí)極易因其過(guò)量而生成碳酸氫鈉，且無(wú)明顯現(xiàn)象?！边@一知識(shí)，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)討論發(fā)現(xiàn)控制二氧化碳?xì)怏w、氫氧化鈉溶液使用量的科學(xué)方法，并提出可行性實(shí)驗(yàn)方案。經(jīng)匯總學(xué)生提出以下幾種方案：

方案1：①在氫氧化鈉溶液中滴加少量酚酞試劑，溶液呈紅色；

②在其中通入二氧化碳?xì)怏w至溶液剛好變成無(wú)色時(shí)，制得碳酸鈉溶液。

方案2：①在氫氧化鈉溶液中通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w，得碳酸氫鈉溶液；

②將①所得溶液在低溫下加熱直至蒸干，得到碳酸氫鈉晶體；

③把碳酸氫鈉晶體放入試管里，用帶有導(dǎo)管的塞子塞緊試管口，將試管固定在鐵架臺(tái)上，使試管口略向下傾斜，導(dǎo)管的另一端浸入盛有澄清石灰水的試管里，給試管中的碳酸氫鈉加熱直至不再產(chǎn)生氣泡為止，得碳酸鈉；

④將③所得固體加蒸餾水溶解得到碳酸鈉溶液。

方案3：①將氫氧化鈉溶液分成兩等份；

②在其中一份中通入過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w得碳酸氫鈉溶液；

③把②所得的溶液與另一份氫氧化鈉溶液混合均勻，得到碳酸鈉溶液。

比較三個(gè)方案的優(yōu)劣，學(xué)生發(fā)現(xiàn)方案3在反應(yīng)原理、反應(yīng)條件、試劑選擇、操作方法等方面滿足科學(xué)性要求；且從實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)效果、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等方面符合可行性要求；另外實(shí)驗(yàn)安全、簡(jiǎn)便，做到了步驟少、時(shí)間短、效果好，滿足了簡(jiǎn)約、高效、安全的要求，是最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。而方案2雖滿足科學(xué)性，符合可行性要求，但不簡(jiǎn)約。第一種方案從試劑選擇、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)效果等均不符合科學(xué)性要求。

【反思與感悟】新課標(biāo)要求學(xué)生“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、生活中有意義的化學(xué)問(wèn)題，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。”愛(ài)因斯坦曾說(shuō)，提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)發(fā)散思維發(fā)現(xiàn)并提出各種方案，依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)提出的問(wèn)題和方案進(jìn)行分析、篩選、加工，并通過(guò)討論、交流、質(zhì)疑，對(duì)不同的方案作出科學(xué)性和可行性方面的評(píng)價(jià)。這一過(guò)程有效地提高了學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。

二、制定實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，提升學(xué)生探究能力

【案例2】探究鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)方案，并實(shí)施提出的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

【過(guò)程與方法】因?qū)W生已學(xué)習(xí)了碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關(guān)知識(shí)，根據(jù)其性質(zhì)的不同，不難找到鑒別的方法。難點(diǎn)是如何運(yùn)用化學(xué)術(shù)語(yǔ)制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并按照化學(xué)操作規(guī)范實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，這是實(shí)驗(yàn)探究的重點(diǎn)所在。通過(guò)小組合作討論，經(jīng)匯總發(fā)現(xiàn)學(xué)生制定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃主要有以下幾種：

①各取少量固體于試管中加熱，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，使澄清石灰水變渾濁的是碳酸氫鈉，無(wú)明顯變化的是碳酸鈉。

②各取少量固體于試管中溶解，再分別滴加氯化鈣或氯化鋇溶液，出現(xiàn)渾濁的是碳酸鈉，無(wú)明顯現(xiàn)象的是碳酸氫鈉。

③各取相同量的固體于試管中加適量水溶解，再同時(shí)加入相同濃度相同體積的鹽酸，產(chǎn)生氣體的速率相對(duì)緩和的是碳酸鈉，產(chǎn)生氣體的速率相對(duì)劇烈的是碳酸氫鈉。

④配成相同濃度的碳酸鈉及碳酸氫鈉溶液，用pH試紙測(cè)其pH值，pH值相對(duì)較大的是碳酸鈉，pH值相對(duì)較小的是碳酸氫鈉。

【反思與感悟】新課標(biāo)要求學(xué)生“能根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)解決化學(xué)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案，并予以評(píng)價(jià)和優(yōu)化”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案涉及：實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟的完善、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的反思、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)等，著重培養(yǎng)學(xué)生遷移知識(shí)與技能自主分析、合作解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要當(dāng)好組織者、引導(dǎo)者和合作者，通過(guò)匯報(bào)交流，比較幾組實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，加深對(duì)碳酸鈉和碳酸氫鈉的認(rèn)識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)操作，共享實(shí)驗(yàn)探究的成果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

三、表達(dá)交流探究結(jié)果，共享合作學(xué)習(xí)成果

【案例3】探究實(shí)驗(yàn)室如何利用氯化鋁溶液、氫氧化鈉溶液和氨水這幾種試劑制備氫氧化鋁沉淀？

【過(guò)程與方法】學(xué)生對(duì)于氯化鋁溶液呈酸性，氫氧化鈉溶液呈強(qiáng)堿性，氨水呈弱堿性，氫氧化鋁具有弱酸和弱堿兩性等知識(shí)已有所認(rèn)知，本次分組實(shí)驗(yàn)過(guò)程較簡(jiǎn)單，屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、表達(dá)和交流上。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：

實(shí)驗(yàn)1：氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)

觀察現(xiàn)象：氯化鋁溶液中滴加少量氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生白色沉淀。繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，沉淀溶解。

探究問(wèn)題：白色沉淀是什么？繼續(xù)滴加為什么沉淀會(huì)消失？其本質(zhì)是什么？寫出反應(yīng)方程式。

實(shí)驗(yàn)2：氯化鋁溶液與氨水反應(yīng)

觀察現(xiàn)象：氯化鋁溶液中滴加少量氨水，產(chǎn)生白色沉淀。繼續(xù)滴加氨水，沉淀不溶解。

探究問(wèn)題：白色沉淀是什么？繼續(xù)滴加氨水，沉淀為什么不溶解？寫出反應(yīng)方程式。

結(jié)論1：實(shí)驗(yàn)室常用氯化鋁溶液與氨水反應(yīng)來(lái)制備氫氧化鋁。

拓展提升：向?qū)嶒?yàn)1沉淀溶解后的溶液中通入足量的二氧化碳?xì)怏w。

觀察現(xiàn)象：能生成白色膠狀沉淀，且沉淀不會(huì)消失。

探究問(wèn)題：這白色膠狀沉淀是什么？為什么沉淀不會(huì)消失？其本質(zhì)是什么？寫出反應(yīng)方程式。

結(jié)論2：實(shí)驗(yàn)室也可用氯化鋁溶液與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉溶液，再通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w來(lái)制備氫氧化鋁。

【反思與感悟】新課標(biāo)要求學(xué)生“通過(guò)反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等活動(dòng)，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解”。本課緊扣氯化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象觀察、問(wèn)題探究、表達(dá)交流、拓展提升等方式，開展師生、生生以及學(xué)生與課本的對(duì)話互動(dòng)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在自主、合作、探究性學(xué)習(xí)中經(jīng)歷知識(shí)獲得的過(guò)程與方法，體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的奇妙和學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，提高了科學(xué)探究能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)的靈魂，是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)世界的窗口，是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要手段。教師要貫徹落實(shí)新課標(biāo)理念，探索以科學(xué)探究為主的多樣化的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生開展探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，掌握科學(xué)研究的基本方法，從而逐步提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（編輯： 張 婕）