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课程标准明确指出:科学探究是一种重要的学习方式,也是义务教育阶段化学课程的重要内容,而化学是一门以实验为基础的科学,化学实验正是进行科学探究的主要方式,在化学教学中,实验既可以激发学生学习的兴趣,又可以让学生学习获得新知识,验证巩固原有知识,更重要的是它还能让学生学会科学的学习方法,提高科学探究的能力,实验的这种功能是其他教育无法替代的。因此,在化学教学中,如何选好实验,用好实验,做好实验,充分发挥实验的探究功能,培养学生的科学探究能力,应是值得全体化学教育工作者研究的课题。

一、利用实验探究功能,培养科学探究能力

人教版《义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级)》第十、十一单元共有11个实验,其中有8个活动与探究实验,1个家庭小实验。这些实验既体现了新课程标准的要求,又凸现了这两个单元的重要基础知识,每个实验都蕴涵着丰富的科学探究内容,在教学中,如何挖掘和充分利用,我做了如下探索和尝试,下面就部分实验谈些肤浅的教学体会。

例1:“中和反应”实验。教科书上的设计是:向氢氧化钠溶液中滴加几滴酚酞,再边滴加稀盐酸边搅拌至红色恰好变成无色,再蒸发溶液判断生成物是否是氢氧化钠。为了有效地发挥这个实验的功能,进行了如下尝试:先提出课题“酸和碱之间会发生什么样的反应?”再出示氢氧化钠溶液和盐酸溶液后提问:“它们分别呈什么颜色?它们分别是什么类别物质的溶液?”这两问学生都能准确回答。再问:“你知道它们之间是否能够反应?”对于这个问题,学生不能准确回答。为解决词问题,较好的方法就是实验。取样后将两种溶液混合,学生观察到无明显现象。追问:“它们混合后无明显现象,是否说明它们没有发生化学反应?”学生都回答说不一定。这时引导学生思考:“你有没有什么方法来判断稀盐酸和氢氧化钠溶液是否发生了反应?如有,请设计方案。”接着让学生分组讨论,讨论后学生交流设计成果,汇总如下。

方案1:向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加几滴无色酚酞试液,液体呈现红色,再向试管中逐滴滴加稀盐酸,如果红色褪去,说明稀盐酸和氢氧化钠溶液能反应。

方案2:向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加几滴紫色石蕊试液,液体呈现蓝色,再向试管中逐滴滴加稀盐酸,如果蓝色变成紫色,说明稀盐酸和氢氧化钠溶液能反应。

方案3:向盛有稀盐酸的试管中滴加几滴紫色石蕊试液,液体呈现红色,再向试管中逐滴滴加氢氧化钠溶液,如果红色变成紫色,说明稀盐酸和氢氧化钠溶液能反应。

方案4:向盛有稀盐酸的试管中滴加几滴无色酚酞试液,液体呈现无色,再向试管中逐滴滴加氢氧化钠溶液,如果无色变成红色,说明稀盐酸和氢氧化钠溶液能反应。

然后请学生分组实验,实验结束各组派代表交流,并由学生对这几个方案进行比较,哪个较好?为什么?哪个不能达到目的,为什么?通过实验、交流、分析、比较,问题便迎刃而解。这时教师再顺势追问:“如何证明它们什么时候恰好完全反应?”学生很快都能准确回答。

例2,在教学碱溶液与非金属氧化物的反应时,先让学生回忆并写出澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式,接着提出问题:“氢氧化钠溶液与二氧化碳也能发生类似反应吗?”(设疑)引发学生思考、讨论,并要求迁移写出反应的化学方程式。该反应有无明显现象呢?学生思考后,再将二氧化碳气体通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,学生观察到无明显现象。(再思)你能否设计实验证明它们能发生反应?学生根据上述实验设计了如下方案:向上述反应后的溶液中滴加稀盐酸,如有气体产生,说明氢氧化钠溶液与二氧化碳能反应。这时按学生设计的方案再实验,现象明显,学生脸上都绽出了笑容。为进一步激发兴趣,强化印象,再留思考题:“能否利用下图所示的装置,根据气球大小的变化来判断氢氧化钠溶液与二氧化碳能反应,为什么?”

例3:在教学碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸的反应时,通过观察实验让学生思考,这两个反应能否作为实验室制取二氧化碳的反应?为什么?教学中,还可以补充碳酸钠、碳酸氢钠和较浓盐酸的反应,学生看到有大量气泡冒出,但开始时澄清石灰水没有变浑浊,为什么?通过思考、讨论,学生既学得了新知识,又巩固了对浓盐酸的挥发性的认识,更强化了对实验室要用大理石或石灰石与稀盐酸反应而不能与浓盐酸反应的原因的认识,真正做到了学习知识融会贯通、举一反三。

实践证明,实验教学中,只要教师充分挖掘,教学得法,学生就有兴趣。在实验探究的过程中通过体悟,培养了学生科学探究的能力。

二、适当增加实验,激发学生兴趣,提高探究能力

实验虽然很重要,但限于篇幅,教科书上不能编制太多的实验。在实际教学中,可以根据需要,适当补充一些实验,既可增加学生的动手机会,激发学生学习的兴趣,又可提高实验的探索性。例如,在教学酸溶液与金属氧化物的反应时,可补充由学生分组做氧化铜与稀盐酸、稀硫酸反应的实验,原料易得,实验易做,现象明显。通过这个实验和铁锈的主要成分氧化铁与稀盐酸、稀硫酸的反应实验,更能使学生理解酸能与金属氧化物反应生成盐和水的规律,便于学生得出和掌握规律。又如,在碱溶液与指示剂反应的教学中,除做好教科书上的实验外,还可增加用学生自制的指示剂来做酸、碱溶液与指示剂的反应,特别是现象明显的自制指示剂,如紫卷心菜的酒精浸出液等,以此来激发学生学习的兴趣,调动学生学习的积极性和主动性。再如,在碱溶液与非金属氧化物反应的教学中。可补充氢氧化钠溶液与二氧化硫反应的实验,先做硫在氧气中燃烧的实验,按要求闻气味,再加入氢氧化钠溶液,振荡后再按要求闻气味。通过实验,既可让学生得出碱溶液能与非金属氧化物反应生成盐和水的规律,又可以加强环保教育,强化环保意识。同时说明,虽然有的化学实验会造成环境污染,但只要我们采取恰当的措施,就可以防止或减少污染。

事实证明,在教学过程中,适当地给学生增加一些实验,恰当地提出一些问题,既能激发学生的兴趣,也能使学生所学知识更系统化和深刻化,还能培养学生科学探究的能力,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。

三、对教科书中一些实验的建议

作为教科书安排的实验,应尽可能操作简单、现象明显。但教科书上有些现象或效果不甚明显的实验,如浓硫酸稀释的错误操作;溶液的酸碱度对头发的影响等实验,建议再版时给予考虑。又如生石灰溶于水并与水反应,在蒸发皿中进行,由于量太少,放热现象不很明显,建议改在大烧杯中进行,量也需要多一些。再如制作“叶脉书签”的家庭小实验,考虑到氢氧化钠溶液的强腐蚀性,建议将该实验改在学校、教师的指导下完成。试验某些溶液导电性的实验,建议借用物理中的并联装置,过程中亮与不亮的灯泡可交换位置,这样可节约时间,强化对比,深化印象。

通过第十、十一单元的实验教学,我体会到:在实验教学中,教师若能注重利用和发挥实验的探究功能,学生就会真正做到主动学习、合作学习,各种能力包括科学探究能力就一定能够得到提高。

*本文原载《教学仪器与实验》2003年第8期,现刊出时略有修改。

    
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