研究性学习在化学教学中的尝试

史平超

摘要：研究性学习是对当前中学课程的一次改革和创新，目前，全省各地已陆续开设了这一门课程。笔者根据自身化学实验教学的经验，将研究性学习应用到“铜与硫酸反应”的实验教学中，为学生创造研究性学习提供机会和平台。

关键词：研究性学习；中学；化学实验

“研究性学习”是国家教育部对传统中学课程的一次改革和创新，按照浙江省教育厅的部署，目前全省各地已陆续开课。与传统的学习方式不同的是，在研究性学习中，教师不再作为知识权威的代言人控制课程的组织和管理，而更多的是以指导者、协调者的身份出现，通过对学生个人、学习小组的引导和帮助，促进学生之间的相互交流与合作，并最终使学生能自主完成相应的学习任务。

一、研究性学习的尝试

化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是化学教学中的基础和精华，有着不少可以让学生亲身体验化学知识、定律、原理的题材，化学实验能为学生提供正确认识事物及其变化规律的实验事实，几乎所有的学生喜欢化学实验，这种兴趣无疑是学生进行研究性学习的最大动力。

笔者在中学化学的实验教学中积累了二十几年经验，对化学实验教学有着一定的见解。化学实验采用宏观物质之间的反应来探索微观世界的奥秘，实验的影响因素往往比较复杂，因此，常有不鲜明甚至异常现象出现。比如在一次铜与浓硫酸反应的演示实验中，出现了异常现象：反应后试管内有灰黑色沉淀，溶液也不是呈很理想的蓝色。那么，我们怎样才能得到蓝色的硫酸铜溶液，在怎样的条件下才会出现如教材中描述的理想现象？针对这一问题原因的探究，笔者采用了研究性学习方式，给学生提供了一次自主学习研究的机会和平台，对研究性学习在化学教学中的应用作了一次很好的尝试。

二、实验

1.实验准备

仪器：铁架台、铁夹、大试管、酒精灯、单孔橡皮塞、干燥管、镊子、量筒、导管。

试剂：98%浓硫酸、铜片（约0.3克或1cm×0.5cm）、品红溶液、滤纸、碱石灰。

2.实验分组

为了便于同学们在学习过程中能更充分地交流讨论，以及更好地对实验结果进行对比分析，故将同学分成A、B、C、D四个小组，每个小组按照不同的实验条件进行实验，此外，每个小组再分成两队，每一队同学进行实验的时间又有所区别，如表1所示。

3.实验现象交流

各小组按照表1的安排完成各自实验后，对其实验现象做了详细的记录和整理，并对其实验结果进行了总结和交流，如表2所示。

4.实验现象讨论及产物验证

在各小组同学对其实验现象进行讨论交流之后，笔者向他们提出了几个问题，并总结同学们的回答如下：

（1）试管底部灰黑色固体中的白色成分是什么？

绝大多数的学生均能马上回答出这是无水硫酸铜，并能阐述其形成的原因。

（2）试管底部灰黑色固体中的黑色成分是什么？

部分学生回答可能是氧化铜。教师问“如何验证这种黑色物质”，学生提出两种方法：①把反应后的悬浊液倒入盛有适量蒸馏水的小烧杯中。②倒掉反应后的残留液，然后往试管底部灰黑色固体中注入足量的稀硫酸。这两种检验方法均观察到灰黑色固体几乎全部溶解，只有极少量的残留，而这部分残留黑色固体可能是CuS或铜片中杂质反应的产物。关于这一点，由于知识和实验条件的局限性，未能在以上实验中判定。

（3）要实现教材中描述的实验现象，即生成纯净的蓝色硫酸铜溶液，应采取哪些措施？

各小组同学在经过讨论交流后认为：A、D两组浓硫酸用量少，现象不够理想；B、C两组硫酸用量相对较多，溶液显蓝色现象明显。故要实现教材中描述的实验现象，反应物应采用一小块铜片（约0.3g）和98%浓硫酸8~9mL为宜。

5.实验总结

通过研究性学习在铜与浓硫酸反应实验中所作的尝试，笔者总结出以下一些心得：

第一，课本上讲述的知识是基本原理，并且实验现象是理想化的，已经排除了各种内外因素的干扰，在实际的操作中有时会遇上许多出人意料的情况，比如本实验中出现的黑色浑浊液体与灰黑色沉积物等。

第二，在实验中对实验现象进行对比、分析、推断并证明是探究问题本质的关键步骤。本实验中，要证明灰黑色沉淀是无水硫酸铜和氧化铜，不仅要通过分析进行推断，也要根据反应情况的对比，判断白色固体是在缺水情况下形成的无水硫酸铜，而黑色固体是氧化产物氧化铜。通过这样的反复推敲，学生对铜与浓硫酸的反应过程就有了一个更深刻更全面的认识。

所以，笔者认为学生不能只沉溺于书本中的理论知识，应当让书本上的理论知识在实验中得以检验，这样不仅能使理论知识得到巩固，而且使学习更有主动性，更能活跃思维。

三、总结和展望

教育的最终目的是造就具有创造力的人才，而学生的创造能力不是凭空而来，是需要在学习、实践和研究逐渐培养和锻炼出来。事实表明，研究性学习在任何年龄阶段、任何层次的学生中都可以开展，关键是找到合适的学习内容，且要充分发挥学生的主体意识，尊重学生的各种不同见解。

通过研究性学习，不仅可以使学生掌握扎实的知识，更为重要的是，通过这样一种训练使中学生可以提早体会到科学研究的工作方法和思路，并帮助他们在中学阶段就养成良好的研究学习习惯，提高其发现问题、思考问题、解决问题的能力，拓展其思维的广度和深度，并提升其自主学习以及团队合作的意识。这对中学生进入大学学习，乃至今后从事科学研究工作都有着非常重要的帮助。

因此，在广大中学生中开展研究性学习是非常有意义的，也希望中国的中学生都能通过研究性学习不断提升自主学习、实践以及创新能力，养成良好的学习习惯，为今后更为深入的科学研究打下扎实的基础。