崔國軍　王有明

【摘要】眾所周知，初中化學教師雖然能認識到實驗的重要性，但是在具體操作中，實驗一直處于被忽視的狀態(tài)，對于學生實驗，有些教師包辦代替過多，照方抓藥的實驗過多，驗證性實驗過多，嚴重挫傷了學生的學習積極性與創(chuàng)新精神。針對上述現(xiàn)象，筆者在多年的初中化學教學實踐中摸索出一套“五環(huán)式探究實驗”模式，在此與大家共同探討。

【關鍵詞】五環(huán)式探究? 實驗探究? 有效性

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）01-0166-02

所謂“五環(huán)”指在探究實驗教學中，按“提出問題”、“作出猜想”、“設計實驗方案”、“動手操作”、“得出結論并總結”這五個環(huán)節(jié)進行教學。下面以學生探究性實驗《氫氧化鈉變質(zhì)的探究》一課為例，談談“五環(huán)式探究實驗”教學模式的操作與實施。

教師在實驗課一開始，創(chuàng)設教學情景：我們常會在化學實驗室中看到長久放置的氫氧化鈉溶液的試劑瓶口和膠塞上出現(xiàn)了白色粉末。同學們，這種白色粉末是怎樣形成的，它的成分是什么？

按照教師的設計，按照以下兩個問題展開探究：氫氧化鈉是否變質(zhì)和氫氧化鈉是否完全變質(zhì)。

探究一：氫氧化鈉是否變質(zhì)？

1.提出問題：

氫氧化鈉是否變質(zhì)？

2.作出猜想：

經(jīng)過同學們討論得出氫氧化鈉溶液因長期吸收空氣中的CO2氣體而變質(zhì)，并根據(jù)討論對白色粉末的成分做出以下猜想：

猜想一：氫氧化鈉已變質(zhì);

猜想二：氫氧化鈉沒有變質(zhì)。

3.設計實驗方案：

將檢驗氫氧化鈉有無變質(zhì)的問題轉化為檢驗碳酸鈉或碳酸根離子的有無了，那么怎么檢驗碳酸鈉的有無呢？收集學生找到的方法為以下兩種方案：

方案一：氣體法

根據(jù)碳酸鹽和稀酸反應能生成二氧化碳氣體 CO32-+2H+=H2O+CO2 ↑，可以采用取樣加稀酸觀察有無氣泡產(chǎn)生的方法檢驗碳酸鈉的有無。

方案二：沉淀法

根據(jù)可溶性的碳酸鹽能與含鈣鋇離子的堿溶液反應生成難溶的碳酸鈣，碳酸鋇CO32-+Ca2+=CaCO3↓，CO32-+Ba2+=BaCO3↓，可以取樣加氯化鈣或氯化鋇溶液，觀察是否有白色沉淀生成的方法檢驗碳酸鈉的有無。

4.動手操作

根據(jù)設計兩種方案進行如下操作：

取少量待測液于試管中，向其中滴加足量的稀鹽酸觀察是否有氣泡產(chǎn)生。

取少量待測液于試管中，向其中滴加少量的CaCl2溶液（或BaCl2溶液），觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。

5.得出結論并總結

氣體法：

沉淀法：

探究二：氫氧化鈉是否完全變質(zhì)？

1.提出問題：

氫氧化鈉是否完全變質(zhì)？

2.作出猜想：

猜想一：氫氧化鈉已部分變質(zhì);（白色粉末是Na2CO3 和? NaOH的混合物）

猜想二：氫氧化鈉完全變質(zhì)。（白色粉末是Na2CO3）

分析：檢驗氫氧化鈉是否完全變質(zhì)的關鍵是檢查白色粉末中是否有NaOH是第二個環(huán)節(jié)問題解決十分關鍵的一步，有NaOH說明部分變質(zhì)，沒有說明完全變質(zhì)。

3和4.設計實驗方案和動手操作：

那么怎么檢驗氫氧化鈉的有無呢？取樣，加酚酞溶液。因為氫氧化鈉是堿溶液，會使酚酞變成紅色，如果酚酞加入，溶液變紅，則證明有氫氧化鈉;無變色，則沒有氫氧化鈉。

說明：不能用酚酞檢驗，因為碳酸鈉溶液也是堿性的。也會使酚酞變成紅色。經(jīng)過討論，碳酸鈉干擾了我們檢驗氫氧化鈉的有無，因此我們可以想辦法將它除去。于是重新設計方案。

方案與操作一：取少量白色粉末于試管中，加水溶解，然后向其中滴加過量的CaCl2溶液。（檢驗并除盡碳酸鈉），再向其中加入酚酞試液（或硫酸銅溶液等），觀察。

方案與操作二：取少量白色粉末于試管中，加水溶解，然后向其中滴加過量的BaCl2溶液。（檢驗并除盡碳酸鈉）， 再向其中加入酚酞試液（或硫酸銅溶液等），觀察。

5.得出結論并總結

根據(jù)觀察到的現(xiàn)象交流總結出結論，詳見下表。

拓展：能否將變質(zhì)的氫氧化鈉溶液轉化為純凈的氫氧化鈉溶液，以此實現(xiàn)化學藥品的最大節(jié)約化。進而展開第三個探究問題。

探究三：能否除去變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)？

1.提出問題：

能否除去變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)？

2.作出猜想：

猜想一：能將雜質(zhì)碳酸鈉除去，并可以將碳酸鈉轉化成氫氧化鈉。

猜想二：不能將碳酸鈉轉化成氫氧化鈉。

3.設計實驗方案

根據(jù)前面的探究，很容易想到可以利用試劑CaCl2或BaCl2溶液來除去雜質(zhì)碳酸鈉，但是如果選擇上述試劑，無法得到純凈的氫氧化鈉。通過以上分析，不難發(fā)現(xiàn)：除去碳酸根離子需加入鈣離子或鋇離子，CO32-+Ca2+=CaCO3↓，CO32-+Ba2+=BaCO3↓。同時，還要保證生成氫氧根離子。所以，只能選擇試劑Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液。

設計具體方案：用Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液來除去變質(zhì)，并將雜質(zhì)還原成原溶液。

4和5.動手操作和并總結

根據(jù)設計方案進行如下操作，向溶液中加入Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液至不再產(chǎn)生沉淀為止，再過濾，裝瓶。詳見下表。

反思：對于圖片的分析，創(chuàng)設了真實情景;通過小組討論收集問題，再由學生分組討論解決問題的方法，設計具體實驗并分工合作完成實驗，學生的探究興趣濃厚，思維活躍，參與的積極性高，難點得以突破，學生對于氫氧化鈉變質(zhì)的相關問題也有了系統(tǒng)的認識;學生親歷探究的過程，再次體驗科學探究的方法，理論聯(lián)系實際，端正了學生尊重事實的科學態(tài)度;分組實驗鍛煉了學生的動手能力，促進學生具備樂于學習、敢于探究、勇于表現(xiàn)自我、善于合作的品質(zhì)。

第斯多惠曾說：“教學的藝術不在傳授本領，而在于激勵、呼喚。在化學教學過程中必須重視引導學生開展討論和交流活動，這樣才能調(diào)動學生思維的積極性，使智力從“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”，迸發(fā)出創(chuàng)造性思維的火花。而實驗探究為同學之間進行思想的交流提供了平臺和機遇。通過“五環(huán)式”探究實驗教學，讓學生學會用科學的方法去探究大自然的奧妙，培養(yǎng)了學生的學習興趣和探究精神，提高了學生分析問題、解決問題的能力，對于學生的創(chuàng)造性思維形成和科學素養(yǎng)的形成具有積極作用。

參考文獻：

[1]義務教育教科書化學，九年級上冊，實驗6-5，人民教育出版社，北京，2012-06，118.

[2]王有明，五環(huán)式探究實驗在初中化學教學中的實施[J].? 教育革新，甘肅，總第139期，2012-10，50.