例析高中化学实验中的探究性学习

薛婉若

【摘 要】“通过实验学化学”是学习高中化学课程的必由之路。现在的高考，化学学科对学生的能力要求越来越高，而实验是学生普遍反映自己把握不住的地方，为了提高学生的实验能力，光靠课本上的学生实验及老师在课堂上的演示实验是远远不够的，我们有必要而且必须在课堂内外加强实验能力的培养。适时进行实验探究，是新一轮课程改革的要求，探究法可使学生站在一定高度认识事物，提升能力，做到知识与能力并重，过程与方法兼顾，提高学习效率，最终促进学习者自主发展。

【关键词】高中化学；实验；探究性学习

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）36-0094-02

“通过实验学化学”是学习高中化学课程的必由之路。化学实验是学生获取知识，提高能力的重要途径。实验教学可激发学生学习化学的兴趣，同时还能培养学生的观察能力和思维能力，发展学生智力。面对现在的高考，化学学科对学生的能力要求越来越高，而实验是学生普遍反映自己把握不住的地方，为了提高学生的实验能力，光靠课本上的学生实验及老师在课堂上的演示实验是远远不够的，我们有必要而且必须在课堂上及课堂外加强实验能力的培养，以便很好地适应高考的形式及高考的变化。为此，在课堂上应加强实验练习的力度，改进实验练习的方法，必要时可以多到实验室去练习，以提高对实验的综合分析探究能力，增强学习者独立完成实验的能力。

在化学探究性学习中，学生可以通过老师创设的问题情境，培养激发自己的探究精神和探究能力。笔者非常重视通过典型的化学实验事例来认识物质及其变化的本质和规律。适时地进行实验探究，是新一轮课程改革的要求，探究法可使学生站在一定高度认识事物，提升能力，做到知识与能力并重，过程与方法兼顾，提高学习效率，最终促进学习者自主发展。

下面是笔者在化学学习过程中进行的尝试：

在高中化学学习过程中，学生经常容易有这样那样的误解，这个时候探究性学习就非常必要而且重要。如学习金属元素铝时，我们都很重视Al（OH）3的两性， 课堂上教師通过演示实验、讨论等多种方式学习了Al（OH）3是两性氢氧化物，在溶液中同时存在着两种电离平衡：

H2O+H++AlO2- ? Al（OH）3 ? Al3++3OH-

酸式电离 碱式电离

我们也知道HCO3-为弱酸的酸式酸根，在水溶液中同时存在两种趋势：

电离平衡：HCO3- ? H++CO32-；

水解平衡：HCO3-+H2O ? H2CO3+OH-

但是在学生中还是较普遍反映出这样一个问题：认为Al3+与AlO2-，AlO2-与HCO3-在水溶液中均会发生双水解反应而生成Al（OH）3和CO2，还有不少人认为Al3+与HCO3-反应，不能大量共存，AlO2-与HCO3-不反应，能大量共存于溶液中。

为解决这一问题，加深对金属元素铝学习的印象，这时不要急于从书本或教师那得到结论，由老师带领着进入实验室，学习者通过亲手实验，认真将二者进行对比，然后探究得出结论，这样得来的知识才会深刻巩固。探究过程如下：

1. 根据桌上的药品（AlCl3、NaHCO3、NaOH溶液）设计实验方案，探究两个反应的差异

学生观察后发现没有NaAlO2溶液，通过讨论决定用AlCl3溶液与NaOH溶液制取NaAlO2溶液，方法：在试管中加适量AlCl3溶液，然后逐滴滴加NaOH溶液直至生成的沉淀刚好溶解为止，即得NaAlO2溶液。

2. 学生设计了对比实验，并记录下现象

先向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液，看到白色沉淀逐渐增多，同时有大量气泡溢出，验证了自己的认识是正确的。然后向制得的NaAlO2溶液中逐滴滴入NaHCO3溶液至过量，现象却不同：白色沉淀逐渐增多，但整个滴加过程中没有气泡产生。学生发现了自己认识上的错误， AlO2-与HCO3-会发生反应，却不同于Al3+与AlO2-。

3. 分析现象，探究总结结论

Al3+与HCO3-在溶液中发生双水解反应生成Al（OH）3和CO2。即Al3+ + HCO3-= Al（OH）3↓+3 CO2↑，ALO2-与HCO3-反应的实质是：ALO2-结合H+的能力强于HCO3-，HCO3-在溶液中不发生水解而发生电离，即AlO2- + HCO3- +H2O= Al（OH）3↓+CO32-

通过这次实验学生很轻松地解决了问题，真正学到了知识，巩固了知识，在以后的考试中再遇到这类问题，答题的错误率就会大大降低，成绩自然得到提升。

经过这一次的实验尝试，笔者认识到实验对于实现高中化学课程目标具有不可替代的作用，学生在设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、获得实验结论的过程中，不仅能获取知识、技能和方法，提高探究能力，还能形成良好的情感态度和价值观。因此，在之后的化学学习中更加重视实验探究，以加强提升设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、获得实验结论的探究能力。下面是我们对掌握CO32-、Cl-、Br-、I-、Na+、K+性质所做的化学实验探究分析。

首先是老师给出问题情境：现在有4瓶已失去标签的试液，实验员已经不知道它们分别是什么药品，只知道它们的阳离子是钠离子或钾离子，4种阴离子可能是CO32-、Cl-、Br-、I-，现在任意挑选试剂，设计1个实验方案，将这4瓶试剂的成分鉴别出来。实验台上有大家所需的各种试剂，现在给大家十分钟的时间完成自己的实验设计，可以相互讨论，设计的方案越多越好，完成后，请同学到讲台上来，介绍自己设计的实验方案，最后看谁设计得最简洁、最合理、效果最好。

这时候同学们的积极性被激发起来，大家都很兴奋，相互积极的讨论，课堂的气氛被充分调动起来。老师给的十分钟时间很快就过去了，但同学们意犹未尽，热情地探究讨论，不断将自己设计的方案进行梳理，使方案条理更清晰更完善。之后小组代表到讲台上做答。

一组同学认为可以先做焰色实验，如果火焰呈黄色则为钠盐，如果隔过蓝色钴玻璃火焰呈紫色则为钾盐。然后再根据阴离子的性质区别，来鉴定阴离子。他们选用的试剂是硝酸银和稀硝酸。加硝酸银后，出现黄色沉淀含的阴离子是I-，出现浅黄色沉淀则含的阴离子是Br-，出现白色沉淀则可能是CO32-、Cl-，加稀硝酸后，沉淀消失的是碳酸盐。

教师对学生的实验探究做出评价，肯定该组的方案设计得很好，这样的及时肯定能提高学生的实验探究兴趣。同时，老师鼓励其他组同学对上面的实验方案展开讨论，提出意见和建议。同学们的热情被调动起来了，纷纷发表意见。有的同学认为上面的方案有不尽完善之处，应该先给试剂瓶编号，不然很容易弄混。对此，老师给予热情地鼓励和赞赏，表扬这个同学细心用心，做的补充非常有必要。并鼓励该同学也参与这一组的实验，和他们共同完成他设计的实验方案。同时，提醒做实验的同学在鉴别完后应该标上试剂名，并提醒其他同学密切注意观察实验现象，看看做实验的同学实验操作是否规范。

用焰色实验来鉴别4瓶试剂成分的设计方案实验效果很好，老师给予了充分肯定，这让更多同学想展示自己的设计方案，于是奇思妙想纷纷“出炉”。有的同学说自己设计的方案，前面的阳离子鉴别和上一组同学的一样，用焰色反应来鉴别，但是在鉴别阴离子的时候，选用的试剂是盐酸、氯水和四氯化碳，四氯化碳也可以换成苯。先用焰色反应鉴别出阳离子，再分别取少量试剂放在4支试管中，先滴加盐酸，有气体产生的是碳酸盐，然后在没有现象的3支试管中滴加氯水，充分反应后，再加四氯化碳进行萃取，充分振荡，静置分层，分层后下层为紫色的原溶液含的阴离子是I-，下层为橙色的原溶液含的阴离子为Br-，另外剩余的1支试管的溶液中含的阴离子则为Cl-。最后在相应的试剂瓶上标上试剂名。老师和同学们都对该同学的方案设计点赞，认为设计方案注意到了层次，非常严密。这位同学出色完成了实验操作，效果非常好。通过这样的开放式的实验探究活动，学生对化学实验产生了浓厚的兴趣，同时完成和解决实验的能力有了很大的提高。

（编辑：胡 璐）