高中化学实验探究教学的实践与思考

陈明肇

（福州第十五中学，福建 福州 350009）

高中化学实验探究教学的实践与思考

陈明肇

（福州第十五中学，福建 福州 350009）

从课程标准和教材出发，探讨二者对化学实验探究的要求，阐述了化学实验探究教学的流程与模式，并结合案例分析，最后对实验探究教学的实施与策略进行探讨。

化学实验；探究教学；高中化学

实验是化学教学的基础，探究是化学教学的灵魂。“实验探究教学是科学探究的一种重要的表现形式。”［1］它是化学实验教学中最常用的有效方法，是每一位化学教师在教学中都要面对和研究的重要课题。

一、课程标准和教材对化学实验探究的要求

从高中化学课程标准看，课标积极倡导以探究为主的学习活动，突出学科的重要特征——化学实验。如在课程性质的“三个有利”中提到要有利于体验和学习探究的过程和方法；课程理念则要求体验以化学实验为主的科学研究过程；同样在课程目标中强调科学探究是一种使学生体验探究过程和探究乐趣的学习经历，充分说明了实验探究教学的重要性，明确了其在高中化学实验教学中的主导地位。

从现行教材（以苏教版高中化学教材为例）看，实验主要设置在“活动与探究”及“观察与思考”两个栏目中，落实在必修中的《化学1》《化学2》和选修中的《化学反应原理》《有机化学基础》《物质的结构与性质》《化学与生活》等模块中。在“活动与探究”栏目中实验的呈现方式有两种：一是问题情境、实验设计已经完成要求学生猜想、实验、观察、分析、总结、交流；二是提出问题要求学生完成猜想、设计、探究、结论、讨论。两种方式互相补充，让学生充分体验探究、学习探究的各个环节。

二、化学实验探究教学的流程与模式

通过对高中化学知识结构的研究分析，探究的课题主要分成两方面，即化学反应原理的探究和物质的性质推断，可将“原理”和“性质”两大模块的实验探究在实际操作中按一种模式两个思路进行。即（1）创设情境、提出问题（理论的假设）→实验设计→实验探究（验证假设）→解释与结论→反思与表达。（2）创设情境、提出问题（性质推断）→实验设计→实验探究（验证性质）→解释与结论→反思与表达。其中有三个重要环节最能体现其教学特色，即猜想体现出问题意识，设计说明了探究意识，而实验则表现出科学的方法。以下通过两个实例阐述其流程和模式。

案例1：探究碳酸钠溶液呈碱性的原因

（1）提出问题（理论的假设）

Na2CO3溶液呈碱性是由CO32-水解引起的吗？假设是由水解引起的，那么使水解平衡移动将改变溶液的碱性。

（2）实验设计

向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加酚酞试液，观察其颜色的变化，然后再向该溶液中滴入过量的CaCl2溶液，并观察现象。

（3）实验探究

滴加酚酞试液，Na2CO3溶液显红色，再向该溶液中滴入过量的CaCl2溶液后，产生白色沉淀，且溶液红色褪去。

（4）解释与结论

为什么滴加酚酞试液的Na2CO3溶液显红色，滴入过量的CaCl2溶液后，产生白色沉淀，且溶液红色褪去？

［讨论］滴加CaCl2溶液后，CO32-与Ca2+结合生成CaCO3沉淀，根据勒夏特列原理水解平衡向左移动，使OH-浓度减小，溶液红色逐渐褪去。因此，实验结果可以确认原猜想是正确的。

［结论］Na2CO3溶液呈碱性是由CO32-水解引起的。

（5）反思与表达：CO32-＋H2O⇌ HCO3-＋OHCO32-＋Ca2+＝CaCO3↓

案例2：探究浓硝酸和稀硝酸的氧化性

图1 铜片与硝酸反应的实验装置图

（1）提出问题（性质推断）：浓度不同的硝酸是否都有强氧化性？

（2）实验设计：如图1。

（3）实验探究。将浓硝酸加入装有铜片的试管中，反应较剧烈生成蓝色溶液，产生红棕色气体。往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，继续实验反应后有无色气体生成，接触空气气体变为红棕色。

（4）解释与结论

［讨论］从实验可知浓度不同的硝酸都能与铜片反应，但反应的剧烈程度不同，生成物不同。

［结论］不同浓度的硝酸都具有强氧化性，且都能氧化不活泼的金属铜，还原产物不同（二氧化氮、一氧化氮）；氧化性比较：浓硝酸强于稀硝酸。

（5）反思与表达

Cu＋4HNO3（浓）＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

实验探究过程一般经历五个阶段即：

（1）创设情境，提出问题

好的问题情境能激发学生强烈的探究欲望，因此“问题的设计要有指导性，即针对探究目的或重要环节设置引导性问题。”［2］如案例1中Na2CO3属于正盐，那么其水溶液为什么呈碱性？引发思考，此时有学生回答是水解引起的，追问：能否用已有的知识通过实验证明其碱性是由Na2CO3水解引起的，教师激励、引导学生通过实验对猜想和假设进行验证。

（2）讨论方案，完成设计

实验方案设计是根据探究课题的目的要求对实验进行的规划。如在案例2中要设计不同浓度硝酸与铜反应的装置，同时还要考虑方便前后实验现象的观察。这是在新情境中对化学知识整合的过程，是最具探究意识的重要环节。

（3）实验探究，验证假设

实验过程要求细致认真，如实记录相关的现象及数据，并注意实验安全。如案例2中在浓硝酸与稀硝酸与铜反应时，通过对不同现象的观察，推断其氧化性的不同。该阶段对学生的实验动手能力、观察能力、研究判断能力都起到积极的促进作用。

（4）分析信息，得出结论

学生要通过实验现象的分析讨论，得出正确结论。如案例1中要通过平衡移动的原理分析解决问题。在这个阶段学生要学习收集信息、处理信息、应用原理得出结论的科学研究方法。

（5）反思回顾，交流表达

教师要求学生对整个探究过程进行反思，对设计、操作、观察、记录、分析和结论作总结回顾，交流点评。特别注意在操作规范、现象描述、化学用语、反应原理的准确表达等方面进行指导、提示、纠正和示范，提高其学科素养。

三、实验探究教学的实施与策略

1.实验探究课题的挖掘

探究课题的选择要根据学生现有的知识和能力水平进行，在具有可探究性的同时注意问题宜小不宜大，不要过于复杂开放。

2.实验探究的前期准备

化学实验探究教学是学习化学的重要方式，但其费时耗力，因此实验前的充分准备是保证实验探究成功的前提条件。在研究过程中课题组的具体做法是：根据学生的特点进行分组，每6人成立一个探究小组，各小组人员各有分工，通过查阅资料、了解事实、提出假设、做出对实验方案的设计。然后再组织全班学生对各小组所设计的方案进行评价，师生一起分析各方案的优劣，选出其中最佳的一个方案。在此基础上教师进一步提出建议、审核补充完善后进行实验。

3.实验探究过程中的师生关系

在教学中，教师是探究路上的引领者、同行者和协助者。首先要创设平等、民主教学氛围，以利于调动学生的积极性，其次教师的主导作用体现在情景的创设、问题的提出及各环节引导、帮助。学生的主体意识和主体地位通过实验的设计、实施以及结论的得出等环节来得到落实。

4.实验探究的过程与结果

探究的过程和结果是科学方法的学习和学科知识的认知，方法的学习是时代的要求，也是学生终身学习的需要，要倡导让学生经历实践过程，在实践中学习积累学科知识、科学方法，在实践中理解过程和方法。但是也不能为过程而过程，不能只求形式上热闹而忽视结果，实验结果是学科的知识和素养，是继续学习的基础，二者不可失之偏颇，好的探究过程必然会有好的探究结果。二者相辅相成，探索过程的体验和实验结果的获得同样重要。

［1］赵姝婷.新课改实验探究教学策略［D］.大连：辽宁师范大学,2013(6).

［2］王建华.探究性实验教学中有效问题设计策略［J］.福建基础教育研究,2016(2).

［3］周文荣.例析高中化学实验探究教学的误区及思考［J］.化学教与学,2010(4).

（责任编辑：张贤金）

福建省教育科学“十二五”规划2014年度课题“高中化学实验探究教学实施策略研究”（项目编号：FJJKCG14-461）。