化學(xué)實驗：學(xué)生自主探究的有效載體

黃浣清

【內(nèi)容摘要】開展以實驗為主的多種探究活動，可以讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。結(jié)合日常教學(xué)實踐，發(fā)現(xiàn)在化學(xué)教學(xué)中以實驗為載體，通過引發(fā)沖突、促進創(chuàng)新、拓展延伸等手段可以很好地引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究。

【關(guān)鍵詞】課堂教學(xué) 化學(xué)實驗 自主探究

化學(xué)實驗最能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，為學(xué)生搭建一個可以大顯身手的廣闊舞臺。因此在日常課堂教學(xué)實踐中，借助化學(xué)實驗這一有效的載體，將動腦動手相結(jié)合，要求學(xué)生在“做化學(xué)”（即探究） 中學(xué)習(xí)化學(xué)，真正成為課堂的主人。

一、在實驗中抓住“意外”，引發(fā)沖突，喚醒學(xué)生探究的欲望

學(xué)生在實驗中經(jīng)常會遇到很多不同于一般、不符合預(yù)測的“意外”情況，當(dāng)“意外”與學(xué)生已有的認知產(chǎn)生矛盾或相異時就會產(chǎn)生強烈的認識沖突。認知沖突可看成學(xué)生認知過程中的“障礙”或“不協(xié)調(diào)”。這種認知沖突使學(xué)生心理原有的平衡狀態(tài)受到破壞，充滿著強烈的新奇感和緊張感，于是便產(chǎn)生了一種新的學(xué)習(xí)需要，從而激發(fā)進一步探究的愿望，去尋找“意外”背后的原因。

滬教版初中化學(xué)第二章第三節(jié)“奇妙的二氧化碳”，在探究二氧化碳性質(zhì)的過程中，學(xué)生做了“二氧化碳熄滅蠟燭火焰”的實驗（見圖1），大部分學(xué)生觀察到下層的蠟燭先熄滅，上層的蠟燭后熄滅的實驗現(xiàn)象。但與此同時，也有部分學(xué)生卻觀察到上層蠟燭先熄滅，下層蠟燭后熄滅的“意外”現(xiàn)象。這是什么道理啊？同學(xué)們一頭霧水，議論紛紛。

請出現(xiàn)不同現(xiàn)象的兩組學(xué)生上臺完成實驗，其他學(xué)生一起觀看并查找原因，很快就發(fā)現(xiàn)了問題所在：原來有一組的學(xué)生是按照圖2的裝置來操作的，即將二氧化碳直接當(dāng)頭“澆”到上層的蠟燭的火焰上。兩組實驗只是傾倒角度變了，然而問題實質(zhì)沒有變，但現(xiàn)象卻完全不同了。

接著問學(xué)生：在桌面上點燃一長一短兩支蠟燭，用透明玻璃罩罩住，問哪一支蠟燭先熄滅？

學(xué)生不加思索，異口同聲地回答：“短的蠟燭先熄滅！”

實驗：在桌面上點燃一長一短兩支蠟燭，用透明玻璃罩罩住，長的蠟燭先熄滅。

學(xué)生們又開始討論，這是怎么回事呢？

經(jīng)分析討論后，同學(xué)們豁然開朗：原來，哪支蠟燭先熄滅，關(guān)鍵是看蠟燭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳氣體是上逸出還是下沉。因為二氧化碳的溫度比玻璃罩內(nèi)空氣的溫度高得多，熱氣體上升，因此長得蠟燭先熄滅。

趁熱打鐵，用視頻把學(xué)生帶入了火場逃生現(xiàn)場。假如你在火災(zāi)現(xiàn)場，怎么逃？

這下子學(xué)生都答對了：有人說用濕毛巾捂住口鼻，有人補充說彎腰前行，必要時匍匐前進！這種場景在電視里經(jīng)?？吹?，原來就是這個道理啊，同學(xué)們恍然大悟。

二、在實驗中鼓勵交流，促進創(chuàng)新，激活學(xué)生探究的思維

思維是探究的靈魂，在實驗中創(chuàng)造條件，鼓勵學(xué)生交流、實驗和驗證，在探究中發(fā)散思維，主動去獲得新知識、新方法。讓智慧火花、創(chuàng)新思維萌動、生長、孕育出新的成果。

1.引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案

案例：探究二氧化碳在水中的溶解性

根據(jù)生活經(jīng)驗，碳酸飲料中溶有大量的二氧化碳氣體，查書又得知：1體積水中能溶解1體積二氧化碳。

[提出問題]如何用實驗來證明二氧化碳能溶于水呢？

[方案1] 在空的礦泉水瓶中集滿二氧化碳氣體，然后加入半瓶水，旋緊瓶蓋，倒過來振蕩，觀察現(xiàn)象。

[方案2] 先在集氣瓶中收集好一瓶二氧化碳氣體，蓋好玻璃片，然后迅速往集氣瓶中倒入適量的水，振蕩，接著把集氣瓶倒過來，觀察玻璃片是否會掉下來。

[動手實驗] 同學(xué)們分別看到了方案1中的礦泉水瓶發(fā)出噼里啪啦的響聲，明顯癟了下去。方案2中的玻璃片牢牢地“粘”在瓶口不掉下來。

學(xué)生通過設(shè)計實驗方案，打開了思維的閘門，輕輕松松解決拿了問題。在交流合作、動手實踐的過程中碰撞出創(chuàng)新的火花，并將知識牢牢地扎根于頭腦中。

2.組織學(xué)生改進實驗裝置

改進實驗裝置可以促進學(xué)生更好地理解實驗原理和操作原理，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維活動。

如在探究微粒間存在空隙的時候，若按教科書上用100ml水和100ml酒精混合，不僅藥品用量多，而且耗時長。學(xué)生對此進行了改進：取一個滴眼液瓶， 用注射器從尖嘴口注入紅色的水（約占總體積的一半），再注入無色乙醇至滿， 用拇指堵住瓶口， 上下顛倒幾次，使之充分混合。

可見瓶壁向內(nèi)凹， 松開拇指， 液面明顯下降。

將書本實驗微型化，不僅操作簡單，藥品用量少，而且現(xiàn)象明顯，富有趣味性。

化學(xué)實驗探究教學(xué)中，教師要盡量給學(xué)生動腦、動手的機會，培養(yǎng)他們積極思維的習(xí)慣，發(fā)展他們的創(chuàng)造能力，讓學(xué)生在探究中成長。

三、在實驗中積極拓展，適度延伸，增強學(xué)生探究的能力

在義務(wù)教育階段，注重初高中知識的銜接，在課堂教學(xué)中適度拓展，讓學(xué)生在實驗中體驗探究的過程，培養(yǎng)探究的能力。

在學(xué)了第七章應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽后，學(xué)生知道酸溶液顯酸性，堿溶液顯堿性，那么鹽溶液顯什么性呢？

通過酸堿指示劑實驗驗證得知NH4Cl溶液顯酸性，CH3COONa溶液顯堿性， NaCl溶液顯中性。

這是為什么呢？有沒有什么規(guī)律可循？

指導(dǎo)學(xué)生從鹽的組成特點上分析：鹽可以看作是酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)得到的。

例如，NH4Cl可以用氨水（NH3·H2O）和鹽酸（HCl）反應(yīng)得到，CH3COONa可以用醋酸（CH3COOH）和氫氧化鈉（NaOH）溶液反應(yīng)得到，NaCl可以用氫氧化鈉（NaOH）溶液和鹽酸（HCl）反應(yīng)得到。

在此啟發(fā)下，馬上有學(xué)生提出猜想，鹽溶液的酸堿性是否與其所組成的酸和堿的性質(zhì)有關(guān)呢？

大多數(shù)學(xué)生表示贊成。又讓學(xué)生測了一下實驗桌上提供的其他各種鹽溶液的酸堿性。

結(jié)果表明：顯酸性的鹽溶液，除了NH4Cl溶液，還有Al2（SO4）3溶液、Mg（NO3）2等溶液。顯堿性的鹽溶液，除了CH3COONa溶液，還有Na2CO3溶液、CH3COOK等溶液。顯中性的鹽溶液，除了NaCl溶液，還有KNO3溶液、Na2SO4等溶液。

經(jīng)分析研究，可以看出：由強酸（HCl、H2SO4、HNO3）和強堿（NaOH、KOH）形成的鹽溶液顯中性，由強酸（HCl、H2SO4、HNO3）和弱堿[NH3·H2O、Al（OH）3、Mg（OH）2]形成的鹽溶液顯酸性，由強堿（NaOH、KOH）和弱酸（CH3COOH、H2CO3）形成的鹽溶液顯堿性。

在適度的拓展和延伸之后，得到了規(guī)律性的結(jié)論：“誰強顯誰性”——強酸強堿鹽的水溶液呈中性，強酸弱堿鹽的水溶液呈酸性，強堿弱酸鹽的水溶液呈堿性。在高中化學(xué)鹽類的水解中我們將進一步探究其原因。

在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生分析一道題：某學(xué)生在做Fe和CuSO4溶液這一置換反應(yīng)時，驚奇地發(fā)現(xiàn)除了看到鐵片表面覆蓋一層紅色的物質(zhì)外竟然還有氣泡產(chǎn)生?，F(xiàn)在你們能對此現(xiàn)象做出解釋嗎？

當(dāng)然！因為CuSO4是強酸弱堿鹽，其水溶液顯酸性，有少量Fe與溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)！

在教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓學(xué)生在實驗探究中實現(xiàn)由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)的飛躍，從而實現(xiàn)質(zhì)的突破！

（作者單位：蘇州市吳江經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗初級中學(xué)）