首页 -> 2008年第4期
优化化学实验教学 提高学生探究能力
作者：江永君
氯气、氨气、乙烯、乙炔等气体的实验室制法是高中的重点实验，对学生的要求比较高。为了让学生真正理解从“原理→制备装置、由气体性质→收集方法”，掌握研究实验室制取气体的一般思路，从而提高分析问题、解决问题的能力，可层层(或由浅入深)设置一些思考性问题。以实验室制取Cl2为例：用浓盐酸与二氧化锰制取Cl2的有关装置选择。
思考：①反应的原理有什么特点？②各反应物应放在什么仪器中？③装浓盐酸选用普通漏斗还是分液漏斗？理由是什么？④回忆氯气的性质，可用什么方法收集？⑤为什么可用排饱和食盐水的方法收集？⑥尾气如何处理？并画出相关装置图。结果，学生经过小组讨论形成了下列三个方案（如图1）：
讨论：比较各方案的优缺点——得出结论(然后教师总结归纳)。
至此，学生对装置的来龙去脉已经很清楚了，进而有了很高的自我创作欲望。又如实验室制取C2H4的实验：
原料：浓硫酸、乙醇。
反应原理：
可设计问题如下：①回忆制取氯气的实验，根据“固体+液体气体”的共同特点，选用哪些相同的仪器？②根据反应原理，反应温度应控制在170℃ 左右，还需要增添什么仪器，位置放在何处？③此反应利用了浓硫酸的哪些性质(有何作用)？④为防止液体暴沸，可采取什么措施？⑤用什么方法能收集到干燥的气体？⑥可否增添设备验证气体的相关性质？
通过课本的重点气体的制取实验，让学生形成“制取→除杂→干燥→验纯→收集→尾气处理或制取→除杂→性质→验证→尾气处理”制备气体的研究思路，提高学生的探究能力。
二、质疑经典实验，培养探究精神
教材中不少实验采取了“实验+解说”的方式来达到预定目的，有许多探究点蕴藏其中。在学生具备一定知识水平的前提下，应引导学生质疑，进行更深入的研究，培养探究精神。
例1：教材中介绍Cl2的性质时，设计了活动与探究：将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入干燥的Cl2中，通过对比来说明氯水的漂白作用。此实验并不能说明：，其中的HClO能使有色布条褪色(只证明了干燥的Cl2不能使其褪色)；在学生具备一定知识水平的时候，可以给学生一个探究的机会：怎样证明使有色布条褪色的不是H2O、不是Cl2，也不是HCl，而是HCl0？你能说出自己的设计思路和方法吗？可另外设计对比实验(如图2)：
例2：化学1中有关浓硫酸使蔗糖脱水碳化的实验，其装置只能证明反应产物中有S02(使品红褪色)生成，还不能说明同时生成了CO2。如何证明之，请设计实验并动手探索。设疑引导，它是激发学生求知欲的关键。
三、优化传统实验，培养创新思维
教师平时若能经常进行创新教学，学生将具有一定的创新素养。课本中有些实验可以适当加以优化(实验装置的改进、实验操作方法的改进)，则可以开拓学生视野，培养创新思维。
例如：钠与水的反应实验。教材中的实验是将一小块（约绿豆粒般大小）金属钠投入到盛水的小烧杯中进行实验。其缺点是：①只能检验生成的氢氧化钠，却不能检验生成的氢气；②金属钠可能会在小烧杯中燃烧或爆炸，实验存在安全隐患。教师可以引导学生根据钠与水反应的特点：固体与液体反应，反应不需加热。从制CO2、H2的装置受到启发，改进装置：用一个带活塞和球体的U形管进行实验。装置如图3所示：
操作方法：将一块黄豆大小的金属钠，用铜网包住（避免钠与水反应时浮起），放入U形管的球体中，关闭活塞。然后向U形管的另一边加满滴有酚酞的水。反应时只需将活塞打开，使水进入到活塞处即关闭活塞。钠和水反应生成的气体把水压回去，反应即停止。然后打开活塞，在导气管尖嘴处点燃气体，观察现象。
四、增添课本实验，提高设计能力
一些物质的重要性质及其现象，教材中往往一笔带过。对学生来说缺少感性认识，也缺乏思维的触动。所以，可以适当增加实验，提高学生的设计能力。
例如：在复习乙醛的性质时，要求学生写出乙醛的结构式，然后设问：从结构式上看存在醛基（—CHO），表现出还原性，怎样验证其还原性呢? 请设计实验验证之。结果许多学生设计了不同的方案，如图5：
方案(一)高锰酸钾溶液褪色，说明乙醛有还原性；方案(二)乙醛气味变酸，说明乙醛有还原性；方案(三)溴水褪色说明乙醛有还原性。然后让学生按自己的设计进行实验，并组织讨论，对各种方案的优劣进行评价。
在复习乙酸的性质时，要求学生设计实验验证乙酸具有弱酸性，并能用多种方法证明之。设计中应允许学生大胆猜想，并给以适当指导：提出问题—收集信息—提出假说—设计方案—验证假说—修正方案—得出结论。
五、研究高考实验，增强探究信心
探究性的内容在近几年的高考试题中有所体现，而且主要出现在实验题中。如2005年广东高考化学卷第20题SO2的制备及性质探究实验，其中第3问SO2气体产生缓慢的可能原因及相应的验证方法。这是研究性学习的小课题，它具有较大的开放性，给学生留下相当大的思维空间。又如2003年全国理科综合能力测试试题第23题关于制取Fe(0H)2沉淀的问题；2004年江苏高考化学卷第20题，探究过氧化钠与二氧化硫的反应；再如2007年广东高考化学卷第23题，探究金属铝的粉末中是否混有铁和铜等等，高考试题中的实验题无不透射着研究性学习的影子。所以在教学中以高考实验为素材，引导学生研究，并以高考作为努力的一个方向，增强其探究的信心。
六、制作科技产品，学会应用创新
在教师的指导下，学生运用所学知识，尝试制作科技产品，让学生真实感受到所学知识有实用价值，从而激发学生学习化学的兴趣，开阔视野，培养学生的动手能力和创新精神，真正形成自发探究的学习习惯。充分挖掘高中教材，让学生展开联想，将所学知识化为“科技成果”，则会实现学习的良性循环：设计科技实验→憧憬成功→有目的的求知→完善创作→体验成功快乐→不断求知→不断完善→不断体验成功……学生会呈现出一种令人难以想象的求知热情。
知识的生命力在于实践中的应用，实际问题的解决又使所学知识得以进一步的巩固；同时，在知识的应用过程中，也会出现新的矛盾，这就迫使学生去思索新的解决办法、对技术加以创新，这样又促进理论的完善和发展。至此，学生不再把学习当作一个负担，而是自己在“研究道路”上的一个步骤，不用担心，他会继续解决其它问题，并会通过不断获取的知识来一步一步的完善。
“授之以鱼，不如授之以渔”。探究式的学习，是让学生“会学”， 即学生在教师引导下通过不断总结形成一套适合自己的学习方法，为其终身学习奠定基础，从而增强学生适应社会的竞争能力。在当今时代，掌握知识很重要，但让学生具备能力更加重要；培养学生探究能力和发展智力，加强素质教育跟学生学习知识掌握技能的关系是互相促进的。教师要利用化学实验的特点营造探究氛围，摆正教师教与导的关系，培养学生形成探究习惯，让学生从被动接受信息转化为去悟、去发现、去探索知识，努力促进学生学习方式的变革。
参考文献：
[1]化学课程标准研制组编写.普通高中化学课程标准(实验)解读[M]．武汉:湖北教育出版社,2004.
[2]毕华林.化学新课程理念与实施[M].济南:山东教育出版社,2004.
[3]徐学福.科学探究与探究教学[J].课程·教材·教法,2002,（12）.
[4]龚正元.化学探究教学的刍议[J].教育探索,2005,（1）.
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