充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)提高初中生的科學(xué)探究能力

阮文凱

義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)探究活動(dòng)，有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。在此，將結(jié)合筆者的實(shí)踐，探討如何在初中化學(xué)教學(xué)中充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

一、用趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情

在教學(xué)過(guò)程中，教師可通過(guò)趣味實(shí)驗(yàn)制造“變魔術(shù)”的效果，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)。例如，在給九年級(jí)學(xué)生上第一節(jié)化學(xué)課時(shí)，教師問(wèn)學(xué)生：“能不能用一根玻璃棒就把酒精燈點(diǎn)著？”學(xué)生覺(jué)得不可能。于是，教師演示了“魔棒點(diǎn)火”，用手中的玻璃棒把酒精燈點(diǎn)著了。學(xué)生非常驚訝，課堂氣氛頓時(shí)活躍起來(lái)。然后，教師又拿出一只燒杯，向燒杯里裝了半杯水，問(wèn)學(xué)生：“火球能在水面上游來(lái)游去嗎？”學(xué)生還是覺(jué)得不可能，于是教師又表演了“火球游泳”，更激起了學(xué)生的好奇心，探究氣氛也更加活躍。為了揭開(kāi)“魔棒點(diǎn)火”和“火球游泳”的秘密，學(xué)生對(duì)接下來(lái)的化學(xué)課充滿了興趣和期待。

又如，在“燃燒和滅火”一課，教師拿出一張白紙，問(wèn)學(xué)生：“這張白紙用火燒，會(huì)著起來(lái)嗎？”學(xué)生都說(shuō)會(huì)。于是教師往蒸發(fā)皿里倒入適量的二硫化碳和四氯化碳并攪拌均勻，再用火柴點(diǎn)燃，可以看到淡藍(lán)色的火焰。這時(shí)教師用鑷子夾著那張白紙放在火焰上，但是白紙并沒(méi)有被點(diǎn)燃。學(xué)生非常驚訝，卻沒(méi)有人能說(shuō)出其中的奧秘。由此，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本課主題。

二、用分組實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究的行動(dòng)

分組實(shí)驗(yàn)可為學(xué)生創(chuàng)造更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，并在行動(dòng)中培養(yǎng)善于合作、樂(lè)于實(shí)踐的科學(xué)品質(zhì)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生探究的熱情。

例如，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)反應(yīng)很多，教師可以向?qū)W生提出分組實(shí)驗(yàn)的任務(wù)：探究適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w的化學(xué)反應(yīng)及原理。并向各組學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)原料，包括：碳酸鈉固體、碳酸鈣粉末、塊狀石灰石、稀鹽酸和稀硫酸。學(xué)生分工合作完成了六個(gè)實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)：碳酸鈉與稀鹽酸、碳酸鈉與稀硫酸、碳酸鈣粉末與稀鹽酸、碳酸鈣粉末與稀硫酸的反應(yīng)速度都太快了，所生成的二氧化碳?xì)怏w不易收集;塊狀石灰石與稀硫酸開(kāi)始能產(chǎn)生氣泡，但很快就停止了;只有塊狀石灰石與稀鹽酸的反應(yīng)速度適中，生成的二氧化碳?xì)馀莞菀资占?。最后學(xué)生得出結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)室里更適合用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。

又如，在學(xué)習(xí)“金屬活動(dòng)性的順序”時(shí)，教師向?qū)W生提出了分組實(shí)驗(yàn)的任務(wù)：探究鎂、鐵、銅三種金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱。教師提供的實(shí)驗(yàn)原料包括：鎂條、鐵片、銅絲、硫酸鎂溶液、硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液。學(xué)生們互相配合，最終用四種方法探究了鎂、鐵、銅三種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：一是把一根鎂條和一根銅絲同時(shí)放入適量硫酸亞鐵溶液中;二是把兩根鐵絲分別同時(shí)放入適量的硫酸鎂溶液和硫酸銅溶液中;三是把一根鎂條放入適量的硫酸亞鐵溶液中，同時(shí)將一根鐵絲放入適量的硫酸銅溶液中;四是把一根鐵絲放入適量的硫酸鎂溶液中，同時(shí)把一根銅絲放入適量的硫酸亞鐵溶液中。小組成員共同討論實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)中分工合作，如有的記錄反應(yīng)、有的發(fā)口令、有的按口令操作等，高效地完成了實(shí)驗(yàn)。

在學(xué)習(xí)溶液酸堿度的表示法時(shí)，教師讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)：分別測(cè)定10%的稀鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氯化鈉溶液、硫酸鉀溶液、碳酸鈉溶液、硝酸銨溶液和白糖溶液的pH值。在實(shí)驗(yàn)之前，讓學(xué)生思考并討論以下問(wèn)題。

（1）怎樣用pH試紙測(cè)定溶液的pH值？

（2）是否可以把pH試紙直接浸入待測(cè)溶液？為什么？

（3）如果試紙上沾了水，而測(cè)定溶液顯酸性時(shí)，所測(cè)pH值是偏大、偏小還是不變？當(dāng)測(cè)定溶液顯堿性時(shí)，所得pH值是偏大、偏小還是不變？

（4）采用哪些方法可以使酸溶液的pH值升高或降低？

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師還提出以下問(wèn)題：pH值小于7的溶液一定是酸溶液?jiǎn)?？pH值大于7的溶液一定是堿溶液?jiǎn)幔縫H值等于7的溶液一定是鹽溶液?jiǎn)幔?/p>

三、用自主探究培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神

對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，教師應(yīng)引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神。

例如，學(xué)生在探究“加熱5毫升5%的過(guò)氧化氫溶液放出氧氣”的實(shí)驗(yàn)中，把帶火星的小木條放在試管口進(jìn)行檢驗(yàn)，不但沒(méi)有觀察到小木條復(fù)燃，反而使火星熄滅了。于是教師引導(dǎo)全班學(xué)生探究其原因，并設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)。有學(xué)生認(rèn)為可能生成的氧氣中含有水蒸氣，有的認(rèn)為可能與過(guò)氧化氫溶液的濃度有關(guān)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有學(xué)生使用了長(zhǎng)玻璃管，使水蒸氣冷凝成液態(tài)水，再用帶火星的小木條去檢驗(yàn);有的學(xué)生用不同濃度的過(guò)氧化氫溶液進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)。最終找到了實(shí)驗(yàn)異常的原因。

在探究“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”的分組實(shí)驗(yàn)中，有學(xué)生把生成的氣體通入澄清的石灰水中，但石灰水并沒(méi)有變渾濁。于是教師便引導(dǎo)全班學(xué)生進(jìn)行自主探究，鼓勵(lì)學(xué)生查找其原因并重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。有學(xué)生提出，可能是因?yàn)槭宜冑|(zhì)了，也可能是因?yàn)辂}酸的濃度過(guò)大。于是在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些學(xué)生重新配制了澄清的石灰水重復(fù)實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生用不同濃度的鹽酸與石灰石反應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。最終也找到了實(shí)驗(yàn)異常的原因。

四、用實(shí)驗(yàn)方案提高學(xué)生科學(xué)探究的能力

對(duì)于在課堂上短時(shí)間難以完成的實(shí)驗(yàn)，教師可指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)生的思維，在課后完成科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)。

例如，已知木炭能夠和熾熱的水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，產(chǎn)生的一氧化碳繼續(xù)和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。怎樣檢驗(yàn)這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的四種不同氣體呢？又如，粗鹽經(jīng)過(guò)過(guò)濾可去除不溶于水的雜質(zhì)，但還含有氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉等可溶于水的雜質(zhì)。怎樣才能去除氯化鈉溶液中混有的氯化鈣、氯化鎂和硫酸鈉呢？針對(duì)這些短時(shí)間內(nèi)難以完成的實(shí)驗(yàn)，教師都可以指導(dǎo)學(xué)生在課下進(jìn)行討論、交流，完成自主設(shè)計(jì)并深入探究。

總之，在化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是最全面、最有效的教學(xué)形式之一[1]。化學(xué)教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并鼓勵(lì)學(xué)生探究生活中的化學(xué)，從而使學(xué)生能夠不斷提高觀察能力和動(dòng)手能力，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]葉文彬.如何利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2018（2）：19-21.

（責(zé)任編輯? ?郭向和）