中學(xué)化學(xué)“探究性”實驗初探

1、中學(xué)化學(xué)“探究性”實驗初探摘要：探索性實驗?zāi)芴岣邔嶒灥慕虒W(xué)效果，積極引導(dǎo)學(xué)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(xué)概念和掌握基礎(chǔ)理論知識。“探索性”實驗有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動性；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)；探索實驗化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。中學(xué)化學(xué)實驗是學(xué)生有效地獲得知識、技能和發(fā)展能力的重要手段。在中學(xué)化學(xué)實驗中，將一些演示實驗改為“探索性”實驗；讓學(xué)生在實驗和觀察的基礎(chǔ)上，通過邏輯思維和科學(xué)抽象，概括和歸納出課本所得的結(jié)論，有利于調(diào)動學(xué)生

2、學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性；有利增強學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造力。一、運用“探索性”實驗掌握“雙基”化學(xué)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(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(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)生記錄實驗現(xiàn)象：都能導(dǎo)電；鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉三種水溶液導(dǎo)電時燈泡明亮；醋酸、氨水水溶液導(dǎo)電時，燈泡較暗。第三，教師啟發(fā)學(xué)生分析其原因，啟發(fā)問題一：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強

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(dǎo)學(xué)生分析出溶液的導(dǎo)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(yīng)用電離理論和應(yīng)用事實，分析五種溶液中離子濃度的多少及電離情況？學(xué)生在解決第一個問題后，對第二個問題的思維興趣大增。引導(dǎo)學(xué)生寫出五種物質(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(xué)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(xué)生始終處于獨立思考、積極求索的學(xué)習(xí)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(xué)生能初步嘗到科學(xué)探索的樂趣。它把學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動性。在化學(xué)原理的教學(xué)中，將演示實驗設(shè)計為探索性實驗，有利于學(xué)生掌握化學(xué)理論并解決實際問題能力。如在化學(xué)平衡移動原理的教學(xué)中，教師讓學(xué)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(xué)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(yīng)速度有

5、何影響？學(xué)生通過討論總結(jié)出濃度、壓強、溫度的改變對正、逆反應(yīng)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(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。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(xué)生分析探索，從實驗現(xiàn)象出發(fā)，總結(jié)出化學(xué)平衡移動原理。這種實驗在前，化學(xué)概念及原理的形成在后，符合學(xué)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(xué)生形成理性認識打下了感情認識的基礎(chǔ)；為學(xué)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(xué)生認識到化學(xué)原理的形成不是憑空想象的，而是建立在化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，通過分析、推理、總結(jié)得到的。這使學(xué)生重視實驗，增強對實驗現(xiàn)象的探索研究，有利于學(xué)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(xué)概念和化學(xué)原理的建立離不開化學(xué)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(xué)實驗復(fù)習(xí)中，也可采用探索性實驗。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。教師提問：和上述儀器能否組裝一套隨時使反應(yīng)發(fā)生，隨時使反應(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，討論激烈。教師啟發(fā)提問一：CO2中可隨時使反應(yīng)進行和隨時

7、使反應(yīng)停止的常用裝置是什么？學(xué)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(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呢？帶著這些問題思考組合：否定肯定。當(dāng)他們組裝出CO2的裝置時，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)生思維的閘門被打開，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，利用已有知識儀器，進行知識遷移，有利于培養(yǎng)學(xué)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(xué)概念、化學(xué)原理、實驗復(fù)習(xí)等教學(xué)中，應(yīng)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(xué)生始終處于獨立思考、積極求索的學(xué)習(xí)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(xué)探索的樂趣，有利于激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。(二)這種實驗教學(xué)的基本過程是符合學(xué)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(xué)生形成理性認識打下了感情認識的基礎(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，

9、為學(xué)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(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)生分析問題和解決問題的能力。四、運用“探索性”實驗應(yīng)注要做好探索性實驗，應(yīng)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(xué)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(xué)生積極思考的學(xué)習(xí)情景；第二，讓學(xué)生通過實驗和觀察所收集的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)事實或?qū)嶒灁?shù)據(jù)，做好實驗的各項記錄；第三，讓學(xué)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(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(xué)中，實驗是基礎(chǔ)，教學(xué)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(fù)雜的實驗也不宜超過5分鐘，教師在不失科學(xué)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(xué)平衡影響的實驗，可將熱水瓶帶進教學(xué)，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(xué)化學(xué)中的驗證性實驗不能全部改為探索性實驗，在教學(xué)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(xué)生實際，循序漸進地進行，不可求之過急和要求過多。中學(xué)化學(xué)中的“探索