趙春艷

【摘 要】本文結(jié)合高中化學(xué)實驗教學(xué)案例，從提出探究問題，提高學(xué)生問題意識；制定實施實驗計劃，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)；實驗教學(xué)；科學(xué)探究能力

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

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》把“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。”作為課程的基本理念之一?？梢娞岣邔W(xué)生的科學(xué)探究能力之重要性?；瘜W(xué)是一門實驗性很強的自然科學(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)過分強調(diào)知識的傳授，忽視實驗教學(xué)，大多數(shù)學(xué)生以“題海戰(zhàn)術(shù)”來備戰(zhàn)高考，甚至對一些必須親身體驗的實驗也采取背過程、背方法、背結(jié)果的方式，缺乏對科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程和科學(xué)探究方法的認(rèn)識，缺少科學(xué)實驗和探究的基本能力，這種高分低能的畸形成長，必將束縛學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。

新課改以來，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)，特別是近年來高考試題中探究性設(shè)計題的增加，倒逼師生加強實驗教學(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)實驗資源，有效地開展實驗與探究，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)實踐案例，就此作初步的探討。

一、提出探究問題，提高學(xué)生問題意識

【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驗室方法，簡述其實驗方案。

【過程與方法】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極易因其過量而生成碳酸氫鈉，且無明顯現(xiàn)象?！边@一知識，通過小組合作學(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，并提出可行性實驗方案。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至溶液剛好變成無色時，制得碳酸鈉溶液。

方案2：①在氫氧化鈉溶液中通入過量二氧化碳?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；且從實驗條件、實驗效果、實驗技術(shù)等方面符合可行性要求；另外實驗安全、簡便，做到了步驟少、時間短、效果好，滿足了簡約、高效、安全的要求，是最優(yōu)化實驗方案。而方案2雖滿足科學(xué)性，符合可行性要求，但不簡約。第一種方案從試劑選擇、反應(yīng)條件、實驗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)問題，并進(jìn)行實驗探究?！睈垡蛩固乖f，提出一個問題往往比解決一個問題更為重要。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過發(fā)散思維發(fā)現(xiàn)并提出各種方案，依據(jù)實驗原理對提出的問題和方案進(jìn)行分析、篩選、加工，并通過討論、交流、質(zhì)疑，對不同的方案作出科學(xué)性和可行性方面的評價。這一過程有效地提高了學(xué)生的問題意識，合作意識和創(chuàng)新意識。

二、制定實施實驗計劃，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驗方案，并實施提出的實驗計劃。

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

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，再同時加入相同濃度相同體積的鹽酸，產(chǎn)生氣體的速率相對緩和的是碳酸鈉，產(chǎn)生氣體的速率相對劇烈的是碳酸氫鈉。

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

【反思與感悟】新課標(biāo)要求學(xué)生“能根據(jù)具體情況設(shè)計解決化學(xué)問題的實驗方案，并予以評價和優(yōu)化”設(shè)計實驗方案涉及：實驗器材的選擇、實驗裝置的設(shè)計、實驗步驟的完善、實驗過程的反思、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗方案的評價等，著重培養(yǎng)學(xué)生遷移知識與技能自主分析、合作解決實際問題的能力。教師在實驗教學(xué)中要當(dāng)好組織者、引導(dǎo)者和合作者，通過匯報交流，比較幾組實驗方案的優(yōu)缺點，加深對碳酸鈉和碳酸氫鈉的認(rèn)識，通過設(shè)計操作，共享實驗探究的成果，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】探究實驗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？

【過程與方法】學(xué)生對于氯化鋁溶液呈酸性，氫氧化鈉溶液呈強堿性，氨水呈弱堿性，氫氧化鋁具有弱酸和弱堿兩性等知識已有所認(rèn)知，本次分組實驗過程較簡單，屬于驗證性實驗，重點應(yīng)放在對實驗結(jié)果的分析、表達(dá)和交流上。實驗內(nèi)容包括：

實驗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。

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

實驗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：實驗室常用氯化鋁溶液與氨水反應(yīng)來制備氫氧化鋁。

拓展提升：向?qū)嶒?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，且沉淀不會消失。

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

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

【反思與感悟】新課標(biāo)要求學(xué)生“通過反思與評價、表達(dá)與交流等活動，增進(jìn)對科學(xué)探究的理解”。本課緊扣氯化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)，通過分組實驗、現(xiàn)象觀察、問題探究、表達(dá)交流、拓展提升等方式，開展師生、生生以及學(xué)生與課本的對話互動，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)歷知識獲得的過程與方法，體驗化學(xué)實驗的奇妙和學(xué)習(xí)的樂趣，提高了科學(xué)探究能力。

化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)的靈魂，是學(xué)生認(rèn)識化學(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)生開展探究性實驗學(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)（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（編輯： 張 婕）