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有关高中化学探究性教学的尝试

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  新的《化学课程标准》中明确要求:在教学过程中,应让学生有更多的机会主动体验探究过程,在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度,获得科学的方法,在探究、实践中逐步形成终身学习的意识和能力。化学是一门以实验为基础的科学,实验是一种探究性活动,积极开展以实验为基础的探究性实验教学,是落实《化学课程标准》的主要与必要条件。
  化学实验在化学教学中具有独特的功能和作用,为开展探究教学提供了良好的操作平台。学生在真实、生动、直观、充满神奇的实验情景中,能产生强烈的好奇心和求知欲,对直接感知的事实和获得的信息所产生的问题会自动引发思考,从而通过实验探究可以获得真知。教师备课时要善于透过课本里叙述性的文字,将隐含在其中的实验原理、装置原理和操作原理等因素挖掘出来,设计层层激发学生思考的问题,诱导他们研讨探究。为此,我们着重进行了以下尝试:
  一、变演示实验为探究性实验
  目前,中学化学演示实验教学多为验证性实验,先由教师演示实验,学生观察现象,归纳得出物质的性质、定律,这样学生只是被动、消极的知识接受者,没有积极思维和创新,也没有探究的目标和方向。化学教学中,开放演示实验是渗透探究性教学的良策。从学生的问卷中得到:大多数学生认为,看老师的操作,不太注意操作动作,只注意现象;看同学操作,注意每一步的操作,不对马上指出,很注意实验现象,担心能否成功。大多数学生愿意在全班同学面前演示,以显示自己的实力,一旦操作错误,改正后记得特牢。在这基础上,可以把一些验证性实验改成探究性实验。为了激发学生的探究思维,在安全保障的情况下,课堂上我大胆地让学生做演示实验。伟大的化学家门捷列夫曾经说过:“学生时代的争论给我留下了不可磨灭的影响。”教育学原理也告诉我们:“必要的集体学习和良好的讨论气氛对学习者的信心和学习效果会产生积极的作用。”由于学生参与课堂演示,课堂气氛变得宽松、活跃。学生在观察实验的同时,也关心着同伴实验的成功与否,上台演示的同学则可以享受到实验成功的喜悦,即使是失败的教训也可以使他终生难忘。实验后再由学生评价、教师总结,这种由学生演示、评议,学生当主角、老师当配角的做法激发了学生的探究思维。
  例如,在学“氯气的性质”时,教师做如下演示实验:
  ①展示一支装满氯气的大试管;②将试管倒置于水槽中;③在②中倒出少量溶液于试管中,滴入硝酸酸化的硝酸银溶液;④在②中再倒出少量溶液于试管中,滴入紫色石蕊试液,振荡。
  问:(1)从上述操作中可以得出氯气的溶解性如何?(2)如何推知氯水中有哪些微粒,起漂白作用的是哪种微粒,如何证明?
  通过上述实验可引导学生对氯气的物理性质及氯水成分的探究。通过观察可知氯气的颜色为黄绿色;试管倒置于水槽中,液面上升可知氯气能溶于水;液面只上升一部分可知氯气在水中的溶解度不大。
  滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀,证明溶液中有Cl-存在,从而可推知氯气与水发生了反应;由原子守恒和实验现象可知生成了盐酸和次氯酸。但溶液呈浅黄绿色,说明溶液中仍有氯气分子,可知氯气溶于水只有一部分发生了反应,因此溶液中存在的分子有H2O、HClO、Cl2,存在的离子有Cl-、H+、ClO-、OH-。在氯水中滴入紫色石蕊试液后,紫色石蕊试液褪色,究竟是哪一种微粒起作用,这还必须引导学生进行下列验证实验。
  验证实验1:在试管中加入稀盐酸,滴入紫色石蕊试液,振荡。
  验证实验2:在盛有干燥的氯气的集气瓶中加入有色布条。
  验证实验3:在次氯酸钙溶液中滴入紫色石蕊试液,振荡。
  验证实验4:在次氯酸钙溶液中加入少量稀盐酸,滴入紫色石蕊试液,振荡。
  “实验1”中紫色石蕊试液不褪色,“实验2”中有色布条不褪色,“实验3”和“实验4”中紫色石蕊试液褪色,因此可得出结论:在氯水中起漂白作用的粒子是HClO和ClO-。
  二、制造认知冲突,激发探究欲望
  本人对演示实验,在备课过程中坚持“明确目标――创设情境――发现新知――获得结论――发展能力”。许多演示实验完成后,我都要求学生深入思考:为什么要这样做?还可以怎样做?如果不这样做会造成什么后果?
  如在苯酚与浓溴水的反应中,书本上的演示实验仅要求向含少量苯酚的稀溶液中滴加过量的浓溴水,如果这里不做研究,在解决苯中含有少量的苯酚的除杂问题时,学生通常会采取的方法是向混合物中滴加溴水。所以,在这一知识点的教学中采取了将该验证性演示实验改为探究性实验,做两个对比实验,一是按书本上操作要求完成,另一个是将少量溴水滴入苯酚中,结果明显不同的实验现象激发学生产生了疑问和探究的欲望。
  三、紧密结合实际,拓展探究渠道
  在现行高中化学教材中,有关碳族元素的知识与生产生活结合比较紧密,教师在教学中就可以选择有关的内容,引导学生开展科学研究,加深有关化学新材料方面的认识,提高其对于化学学习的兴趣。在介绍碳元素的单质的有关知识时,可以结合书本讲解除了金刚石与石墨以外的新材料,如足球烯(C60)和碳纤维、碳纳米管等,启发学生在课后去查找有关的资料,去分析为什么碳能够形成多种不同的单质形态,这与碳原子的核外电子排布有何关系,这些不同形态的单质分别有什么特别的用途,又如何进行互相的转化和制备等有关内容。
  总之,在化学教学中,坚持先进的教学理念,灵活运用多种教学手段,设计层层激发学生思考的问题,诱导他们研讨探究,既是教育发展的高标准要求,又是化学学科本身对教师素质的全新要求。因此,置身于教育一线的每位教师都应当把进行科学探究方法的尝试作为自己教学工作中的一项重要任务,唯有如此,中学生化学教育才能得到长足的发展。
  (作者单位:内蒙古和林格尔县民族中学)
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