把握课堂教学契机 开展课外实验探究

武威第六中学

一、以演示实验异常现象引发实验探究

在化学课堂教学中做演示实验时，可能会观察到一些异常的实验现象，学生对这些异常现象总是充满好奇。这时，如果抓住机会，利用学生的好奇心布置课外实验探究任务，学生肯定乐于参与。例如，在做Al与酸、碱溶液反应的演示实验中，常常会观察到Al片与盐酸或NaOH溶液反应时，溶液中都有灰黑色固体出现，直到反应停止灰黑色固体也不会消失。针对这一异常现象，我布置了一项探究灰黑色固体成分的课外实验探究任务。我让课代表组织有兴趣的学生组成一个实验探究活动小组，利用课外活动时间查阅资料，通过交流讨论设计可行的实验方案。两天后，在实验室组织了一次由活动小组学生参与的实验探究活动。首先，讨论实验方案，学生提出了两种假设。假设一：成分是Al片中含有的不与酸、碱反应的杂质碳；假设二：可能是从Al片上脱落下来的Al的细小颗粒。然后，根据假设设计如下方案：将Al片与盐酸或NaOH溶液反应后的浑浊液分离掉剩余的Al片后静置，倾倒去上层清液后，将剩余灰黑色残渣分成两份，一份加入盐酸，另一份中加入NaOH溶液，观察现象。按照上述方案进行实验，发现残渣中加入足量的盐酸或NaOH溶液时液体中都有细小的气泡冒出，最终两个试管中都得到无色透明的溶液。经过分析后得出结论：假设二正确，灰黑色颗粒的成分是Al。类似的素材还有：铜和浓硝酸反应过程中溶液颜色呈绿色的原因探究；过氧化钠与水反应后的溶液中滴入酚酞，溶液变红又褪色的原因探究；金属钠燃烧实验中，熔化的钠球表面有黑色物质的原因探究等。通过这些活动，让实验小组的学生有了探索的成就感，在后续的学习中对化学实验的兴趣倍增，在实验过程中观察实验现象也格外仔细。

二、以反常探究方案引发实验探究

在探究实验的过程中，学生可能会提出一些不合常规的探究方案，这时如果能顺势布置一个探究任务，也会取得令人满意的效果。例如，在探究原电池形成条件及原理的实验中，将锌片和铜片用中间串联电流计的导线连接后，同时插入盛有CuSO4溶液的烧杯中，电流计指针发生偏转，说明构成了原电池，负极：Zn-2e-=Zn2+，正极：Cu2++2e-=Cu,但实验过程中观察到锌片上有铜析出的现象与原电池原理相矛盾。学生讨论后认为是由锌片与CuSO4溶液直接接触所致，随即提出改进方案，将锌片和铜片用中间串联电流计的导线连接后，分别插入盛有ZnSO4溶液和CuSO4溶液的烧杯中，结果看到电流计指针不偏转。讨论后得出结论：是因为没有构成闭合回路。对此，多数学生提出解决方案是用盐桥连接两种溶液，但有个别学生提出用铜丝将两种溶液连接。对于后一种方案，我让学生课后去探究，课后通过实验发现电流计指针的确偏转了，说明也构成了原电池，但学生不明白原理。我让学生等待几天学习电解原理后再讨论。学生等到学完电解原理后，终于明白这个装置一部分是原电池，另一部分是电解池。整个探究过程中学生充满期待，参与度极高。

三、以习题课教学中学生的质疑引发实验探究

在习题课教学中，学生根据所学知识可能会对某些实验题目给出的实验方法提出质疑。在教学中若能因势利导，安排学生进行实验探究，也能取得意想不到的效果。例如，练习中遇到如何鉴别苏打溶液和小苏打溶液的问题，学生普遍的结论是分别取上述两种溶液少许于试管中，分别加入CaCl2溶液，有白色沉淀产生的是苏打溶液，无白色沉淀产生的是小苏打溶液。但也有个别学生提出异议，认为小苏打溶液中，由于HCO3-离子的电离中也有CO32-离子存在，因此，加入CaCl2溶液时也会有少量白色沉淀产生。针对这一观点，我利用课外活动时间组织学生到实验室去做实验探究，根据对比实验中变量控制原则，先配制了2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，在两种溶液中分别逐滴加入相同浓度的CaCl2溶液，看到Na2CO3溶液中立即有大量白色沉淀产生，NaHCO3溶液中先有轻微浑浊,随CaCl2溶液的不断滴入，浑浊现象愈加明显，仔细观察发现浑浊液中还有细小的气泡不断冒出。随后将2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液同时稀释2倍、4倍和20倍后分别进行对比实验，观察到的现象与第一组实验的现象基本一致，只是NaHCO3溶液的浓度越小，滴入CaCl2溶液时产生浑浊需要的时间越长，产生气泡现象越不明显。最终得出结论：用CaCl2溶液区分Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时不能只凭是否有白色沉淀产生而加以区分，而是要通过对比产生白色沉淀的快慢和是否有气泡产生来区分。同时，通过对产生上述现象原因的讨论分析，也加深了学生对外界条件变化对化学平衡的影响及HCO3-电离平衡与水解平衡之间相互影响的理解。

在教学中抓住契机，引导学生参与到实验探究中，更容易让大家获得科学探究的体验，掌握科学探究的方法，从而提高科学研究的素养。