從《過氧化鈉》的教學談高中化學實驗的探究性學習

林斌仙

基礎教育課程改革倡導的探究性學習，與其說是一種新的學習方式，不如說它蘊含了一種新的知識觀，要完成知識觀的轉(zhuǎn)變，教與學都起了重要的作用。教師要從書本知識的傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生探究知識的協(xié)作者、引導者，學生的學習方式要從接受式學習方式向探究性學習方式的轉(zhuǎn)變，從接受者向參與者轉(zhuǎn)變。長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理，通過形象直觀的方式獲取知識和培養(yǎng)實驗技能的作用。以化學實驗作為探究性學習的途徑，就必須變“驗證性實驗”為“探究性實驗”來充分發(fā)揮化學實驗的探究功能，提高學生的實驗操作能力，觀察能力，口頭表達能力，邏輯推理能力，綜合分析能力以及合作能力，并逐漸養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

為此，本人在教學的實踐中做了一些嘗試，希望能拋磚引玉，對新課程實踐有所幫助，下面以《過氧化鈉》教學課為例，談談高中化學實驗的探究性學習。

一、教學設計思路

教師創(chuàng)設問題情景——引導學生討論預測——學生擬定探究方案——教師指導——確定實驗方案——實驗探究——匯報交流——評價小結(jié)。

二、教法過程

我先這樣引課：通常使用的滅火器是由于反應產(chǎn)生了比空氣重且一般不支持燃燒的二氧化碳氣體，而今天我卻要用二氧化碳來點火，大家相信嗎？接著我在一個盛有少量Na2CO3固體的小燒杯中加入稀鹽酸，并用鑷子夾取蘸有過氧化鈉粉末的脫脂棉伸入燒杯上部，脫脂棉劇烈燃燒，這時同學們驚訝：二氧化碳真能點火！見同學們情緒高漲、急于找到答案時，我引導同學們思考、討論：脫脂棉燃燒需要兩個條件：（1）要有氧氣；（2）溫度要達到著火點。讓同學們設計出實驗證明過氧化鈉與二氧化碳反應有氧氣且放熱。這時，同學們思維活躍，在討論的基礎上提出自己的方案，選擇自己所需的藥品和儀器，并動手操作。由于該實驗現(xiàn)象明顯，成功率高，每組同學都能按時完成實驗，并體會到了實驗成功的喜悅。程度較好的同學同時也通過實驗證明了反應中有Na2CO3生成并完成了反應的化學方程式。此時我因勢利導，請完成較好的同學上臺向同學們介紹如何利用根據(jù)學過的知識大膽推測反應產(chǎn)物并用實驗加以證明。這樣給同學們提供了相互學習、相互促進的教學平臺。接著我讓同學們再完成一個實驗：在盛有少量酚酞試液的試管中逐漸加入Na2O2粉末，振蕩，當同學們觀察到現(xiàn)象：有無色無味的氣體生成，溶液顏色先變紅后褪色時我提出問題：如何解釋觀察到的現(xiàn)象呢？有的同學思考、分析后回答：有氧氣和氫氧化鈉生成。有的同學動手通過用帶火星的的木條檢驗生成的氣體是氧氣，用pH試紙檢測出溶液的pH值，從而證實有NaOH生成。引導同學分析：溶液先變紅后褪色，說明具有漂白性，在實際應用中，常用來漂白織物、麥稈、羽毛等。通過剛才同學們?nèi)巳藙邮?，親自操作，感受實驗過程，獲取知識也就容易得多了。我讓同學對Na2O2與水、CO2反應的現(xiàn)象、產(chǎn)物進行總結(jié)，在此基礎上我又提出了一個問題：水能用來點火嗎？這是一個很有趣而且很吸引學生的實驗現(xiàn)象，具有很大的探究空間。在同學們思考之后，紛紛做起實驗，當他們實驗失敗后又很想找到失敗的原因時，我點撥了一句：如果在水中加入少量酒精再加入包有Na2O2的脫脂棉來點火，試試看。當同學們實驗成功這后，個個感嘆說：我怎么就沒想到呢？并能認真分析剛才實驗失敗的原因，對燃燒的條件也就有了更深一層的理解和體會。這樣，難點分散，實驗易做易學，便于探究，引人入勝。

為了給學生更多的實驗動手機會，我增加了探究內(nèi)容：以小組為單位，通過實驗探究SO2和Na2O2的反應產(chǎn)物。每個小組經(jīng)過討論之后，得出不同的答案。有的小組認為：SO2和CO2有許多相似的性質(zhì)，所以SO2和Na2O2的反應式應為：2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2；有的小組認為：SO2具有較強的還原性和Na2O2具有較強的氧化性，所以反應式應為：SO2+Na2O2=Na2SO4；有的小組認為：事物之間既有共性的一面又有個性的一面，認為：SO2和Na2O2反應既生成Na2SO4又生成O2。此時我鼓勵學生大膽猜疑，即使學生提出的是不全面、不完善甚至錯誤的，我也以鼓勵表揚為主，充分肯定學生在討論過程中主動的參與意識與參與精神。經(jīng)過同學們討論之后，我點撥：本題實驗的關鍵在于檢驗反應的產(chǎn)物是Na2SO3還是Na2SO4，且是否有O2生成。引導學生在保證安全的前提下按照自己的方案進行探究活動，讓學生在探究過程中經(jīng)受挫折的磨練，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。最后請各小組展示自己的儀器裝置，講述實驗所需的藥品，各裝置達到的目的及實驗結(jié)果，由其他小組的同學提出質(zhì)疑及改正方案，我在關鍵時給予點撥、指導，師生二者相互促進，使整個探究實驗達到預期目的。請看這一實驗裝置（如圖1），就是其中一個小組的同學設計的，他們完成得多好??！

該裝置中各部分所起的作用是：A裝置用于制取SO2。B裝置用于干燥SO2氣體，防止水蒸氣進入C裝置與Na2O2反應，因為水和Na2O2反應生成物O2會干擾對生成物的判斷，同時產(chǎn)生的NaOH會吸收SO2生成Na2SO3，也會干擾對生成物的判斷。C裝置用于進行SO2和Na2O2的反應。D裝置是為了防止空氣中的水蒸氣進入C裝置與Na2O2反應生成物O2，同時用于吸收未參加反應的SO2氣體，防止空氣被污染，還便于在D裝置的a端檢驗反應產(chǎn)物中是否有O2生成，最后把C裝置中反應后的固體物質(zhì)溶于水中配成溶液，加入鹽酸，再加入BaCl2溶液，觀察是否有氣泡生成或沉淀生成來確定產(chǎn)物是Na2SO3還是Na2SO4，得出的結(jié)論是：Na2SO3和SO2反應，生成了Na2SO4和氧氣。這樣，化學實驗從傳統(tǒng)的演示實驗、驗證性實驗為主發(fā)展到探究性實驗為主，教師通過啟發(fā)性講解，培養(yǎng)學生問題意識、實驗探究和實驗設計能力，激發(fā)學生求知、探究的欲望，引導學生善于發(fā)現(xiàn)問題，學會提出有價值的問題。

三、課后體會

探究性學習面向全體學生，讓每個學生都能體驗和經(jīng)歷用化學實驗來驗證假說和猜想的機會，都能有成功的心得體會，激發(fā)了學生學習化學的興趣和主動性，保護了學生的好奇心，發(fā)揮學生的主人翁精神，變被動學習為主動學習，培養(yǎng)了學生大膽豐富的想象力和解決實際問題的能力，在教師的引導下使學生掌握科學的學習方法和途徑，形成終身學習的意識和能力。在探究性實驗中，應根據(jù)學生的認知規(guī)律和實驗教學特點，從學生已有的知識經(jīng)驗出發(fā)，引導學生思考、猜想、探究、尋找解決問題的方法。在學生進行實驗探究遇到困難，考慮問題思路出現(xiàn)偏差時，教師要給予適時地、適當?shù)匾龑?，點撥和鼓勵，以免學生失去信心。同時要及時抓住課堂的每一個變化，發(fā)現(xiàn)閃光點，由易到難逐漸擴展和深入，不斷把學生引向深入，使學生成為真正的“探索者”，而不是教師指揮下的“操作者”。通過學習小組合作學習、交流，發(fā)揮學生群體智慧，培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作的科學作風，使學生成為21世紀合作學習、研究、工作的主人。

本案例緊緊圍繞一個中心，問題明確，旨在讓學生嘗試一下實驗設計的一般思路，并把自己設計的實驗付諸實踐，親自感知此實驗由設計、準備到實施以及結(jié)果處理的全過程。這樣動手動腦相結(jié)合，可以充分調(diào)動學生參與的積極性，激發(fā)學生強烈的求知欲，在學生進行深刻的體驗之后，不失時機地展開師生之間的對話，通過互動、交流、碰撞，以實現(xiàn)多種視界的溝通、匯聚、融合，從而生成一些新的認識。目前，聯(lián)合國教科文組織所提倡的“新內(nèi)容、新方法、新實驗”進課堂，加強理科的“實踐定向性”，表明了國際范圍內(nèi)理科改革的大趨勢，即充分落實實驗的多種功能，發(fā)揮實驗對教學工作的定向和導向作用。所以，在課堂教學中體現(xiàn)新課程思想，落實以人為本的教育理念，是當今基礎教育工作中的一個重要課題，需要我們每一位教育工作者進一步地深思和研究。