高中学生化学实验探究能力培养尝试

1、高中学生化学实验探究能力培养尝试云南省泸西一中化学组 秦恒友探究性化学实验题在近几年的高考中频频出现，就是因为这类题具有综合性强、开放性强等特点，能很好地考查学生分析问题、解决问题和创新思维的能力。实验方案的设计与评价不但能够考查学生分析和解决问题的能力，而且还能考查学生思维能力、实验探究能力、创新能力以及综合应用能力，这种题的区分度高，高考中具有很好的选拔功能。这也就要求高中化学老师要在化学教学中重视探究实验设计与评价，培养学生创新意识和创新精神。而且多年的高考实验考查也证明实验教学的重要性。正是因为认识到实验教学的重要性，笔者在教学活动中也非常重视实验教学，特别是对学生实验探究方面进行了尝

2、试，不仅使学生受到了一定的启发，学生的实验探究能力也得到了一定的提高，对于复杂的实验设计和探究基本能提出相应的解决方案，一般的途径为：问题提出猜想设计实验方案实验论证观察实验现象、讨论、归纳、得出结论发现特殊现象，提出新猜想。下面举两例说明：案例l：溴水与金属镁的反应探究在一次考试中遇到这样一道题目：某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：将镁粉投入冷水中，未见任何现象；将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪色；将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的

3、论述中正确的是A镁粉只能直接与溴水中的溴反应B水是镁粉与溴发生反应的催化剂C产生极少量的气泡是由于镁粉与水发生反应D镁粉与溴水中的酸发生反应，导致平衡移动使溴水褪色讲解该题时，对该反应的反应机理学生中持两种不同的观点。一种认为金属镁跟溴水中的H+作用，从而促使可逆反应：Br+H2O=H+Br一+HBrO，平衡向正反应方向移动，溶液中颜色褪去(猜想1)；另一种则认为是单质Br2，直接跟Mg发生氧化还原反应(猜想2)。对此问题，如果教师硬性给出答案可能说服力不强，效果也不好，所以就以此为课题，对其进行实验探究。在教师的指导下让学生自行讨论并设计实验进行验证。按照“提出问题(镁与溴水反应机理)理论推

4、导收集资料提出猜想(猜想1和2)设计实验方案实验论证观察实验现象进行分析得出结论”的基本思路。大体过程如下：设计实验方案：针对提出的猜想，学生设计了如下方案：将镁粉放入溴水中，观察溴水是否褪色，有无气泡产生。如果溴水褪色且有气泡产生，证明反应过程为猜想1；如果溴水褪色且无气泡产生证明反应过程为猜想2。实验验证：将镁粉放入溴水中，结果发现镁粉能使溴水褪色，但不是没有气泡而是开始产生少量的气泡，后来就没有气泡。实验结果与学生的两种猜想并不一致。因为与预期的设想不一致。重新猜想：有的小组认为反应机理为猜想1、2都有，有的小组认为反应机理为猜想2，理由是：若反应机理为猜想l，气泡将持续产生，直到溴水褪

5、色。再设计方案将镁粉放入液溴中，结果无明显现象，经过启发引导这时才发现选项B的重要性，向含有镁粉的液溴中滴加几滴水，结果发现溴的红棕色很快褪去。得出结论：根据实验结果，对照猜想，分析归纳得出结论。镁粉与溴水的反应过程为：Mg+Br2=MgBr2，水在反应过程中起催化作用。刚开始时，有极少量的Mg与HBr反应产生氢气。通过I：述过程，充分体现了学生的主体地位，在整个过程中，学生所能体会到的不仅仅是一个知识点，也不仅仅是部分知识点的综合应用，更重要的是对化学学科的认识和科学态度的培养。使学生亲身体验到类似于科学家发明、发现的“问题提出猜想实验论证观察现象得出结论新猜想”的科学探究过程，不仅有利于学

6、生进行科学方法洲练，培养学生的探究意识、创新精神和实践能力。而且有利于学生创新个体的形成和发展。案例2：苯的结构的探究如在学习重要的芳香烃苯的时候，首先介绍苯的发现史：苯是在1825年由英国科学家法第(Michael Faraday)首先发现的。1834年后，法国化学家日拉尔(CFGer-hardt)等人确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。1865年凯库勒才提出我们现在所说的凯库勒式。从发现苯到初步确定苯的结构为什么会需要这么长的时间呢？激发学生的学习必趣之后，就引导学生按照“提出问题(苯的结构)理论推导提出猜想(苯的结构简式)设计实验方案实验论证观察实验现象进行分析得出结论”的基

7、本思路来模仿科学家的思路探究苯的结构。大体过程如下：猜想结构：学生大多数都猜想为具有碳碳双键或三键的不饱和结构。针对提出的猜想，设计实验方案：加入溴水或高锰酸钾溶液中，观察溴水或高锰酸钾是否褪色。实验验证：苯加入溴水或高锰酸钾溶液中，溴水和高锰酸钾均不褪色。实验结果与学生猜想的结构并不一致。因为与预期的设想不一致。重新猜想：结构特殊，特殊在哪儿呢？学生“疑惑”了，但学生的思维却被激活了，这时教师进行启发：苯能否像烷烃那样发生取代反应呢？真的不能发生加成反应吗？此时教师提供资料：苯能像烷烃一样发生取代，苯可以和氢气在一定的条件下发生加成反应。根据这些事实，你能否推测出苯分子的结构呢？得出结论：苯的化学键为特殊的碳碳键，不同于碳碳单键和双键的特殊的键。再引导学生阅读相关科学家的推测，讲解苯的结构的确定，特别是凯库勒发现苯的结构的过程，学生在体验科学探究的同时，对苯的结构特点和性质有了更加深刻的认识。由于实验探究过程明确，现象明显，锻炼了学生的思维能力，也让学生体验了科学家的探究过程，也提高了学生的探究能力。作为一名高中化学教师，应该是教学生如何进行探究，注重培养学生实验探究的能力，进行课堂教学设计，进行引导，而不是把探究的过程和结果告诉他们。教师在教学中要多引导，多指导学生设计一些探究性实验，