如何培养学生的化学探究能力

潘红星

高中化学教学中应特别重视对学生探究能力的培养，让学生养成分析问题、探究问题、解决问题与延伸问题的习惯。培养学生的探究能力有利于形成良好的化学探究思维，进一步提高学习化学的能力。一个人学习能力的强弱、踏上社会后取得成就的大小，关键在于其探究能力，一个墨守成规、思维方式僵化的人是不可能成功的。在化学教学中也应该潜移默化的培养学生的探究能力。

一、在日常生活中运用化学知识进行适当探究。

学生们都很关注社会焦点问题，比如用SO2漂白的银耳、茭白，超市买的食用油是否是地沟油提炼而成等等。学生们都通过探究，给大家提供了简单、有效的鉴定方法。针对SO2的漂白原理，同学们通过加热煮沸后观察食物的颜色，以及品尝该食物汤液的酸性来得出是否用SO2漂白过的结论。对于食用油和地沟油的区别，主要因为地沟油是已经烹饪过的油，其中一定溶解了少量脂肪，无论怎样提炼都不可能去除干净，所以只要将其放在冰箱中的保鲜层，若下层出现明显沉淀则可证明该油是地沟油提炼所得。同学们通过所学的化学知识，正确合理的解决生活中疑难杂症，得到了父母、朋友的赞扬，增强了信心，更增加了探究化学知识的愿望，自然就增加了学习化学的兴趣。

二、在课堂教学中培养学生的探究能力。

在教学过程中，教师实验用四氯化碳从碘水中萃取出碘，碘溶液颜色从黄色变成紫红色。为什么溶剂的体积相同，溶质的物质的量相同，而溶液的颜色相差如此明显呢？利用已有的化学知识我们可以推测，是否因为碘与水发生化学反应减小了碘单质的浓度而使碘水的颜色变浅呢？我们把相同质量的碘溶于相同体积的酒精中，溶液的颜色变成了深黄色，把相同质量的碘溶于相同体积的CCl4中，溶液的颜色变成了深紫色。这样似乎可以解释碘在水溶液和酒精中以及四氯化碳中的颜色不同，但是不能解释碘在酒精和四氯化碳中的颜色不同，因为碘单质和酒精以及四氯化碳都不反应。这时候教师可以引导学生进行探究来寻求答案。

学生探究过程如下：

1.提出假设，实验探究

碘单质在不同溶液中颜色不同是否因为浓度问题，浓度越大颜色越深，浓度越小颜色越浅？

实验1：取10mL碘的饱和水溶液，观察颜色是黄色，将其稀释至100mL，溶液颜色变成浅黄色。

实验2：取10mL碘的饱和溶液，加入10mL四氯化碳，充分振荡，静置、分液，观察颜色为红色，加入四氯化碳稀释至100mL，溶液颜色变浅。

结论：在同一溶剂中溶液颜色与溶质浓度成正比关系，但是在不同溶剂中颜色与浓度并没有直接联系。通过现有的知识和实验操作无法给出合理的答案了，那我们还可以通过网络或者查阅资料来解答问题。

2.上网查阅资料，拓展视野

碘蒸汽对可见光的部分吸收是由于电子从基态（*）到激发态（*）的跃迁能量所致，因为所需能量较小，电子吸收波长520nm左右的可见光（绿色）即可实现跃迁，碘蒸汽吸收了绿色光，因而呈现紫色。

碘在不同溶剂中呈现不同的颜色，是由于碘分子与溶剂分子之间发生了溶剂化作用。我们把溶剂分成两类，一类是强电子给于体溶剂B如苯、乙醚、乙醇等，前者有电子，后者有孤对电子，它们都是有效的电子给于体；另一类是弱电子给于体D，如四氯化碳、环己烷等，前者给出孤对电子的能力很弱，后者没有孤对电子可以给出。弱电子给于体溶剂D并不改变碘分子跃迁能级，溶剂分子对碘分子轨道能级几乎无影响，所以碘溶剂人呈现出气态碘分子的紫色。如果碘溶解在强电子给于体溶剂B中，则I2与B之间形成分子加和物I2·B，分子加和物中，由于I2提供空轨道*与溶剂B提供的孤对电子形成配位键。因而使I2·B吸收峰向短波方向移动，溶液就会偏向红色和棕黄色。既不是碘分子的颜色，也不是溶剂分子的颜色，而是电荷移动配合物I2·B的颜色。以上的探究内容超出了教学大纲，但是可以引起学生学习化学的兴趣，对新知识渴望有利于学生增强学习动力。

三、在实验教学中培养学生的探究能力。

比如说在高一学习铝元素的知识时，我们知道铝是大自然赐予人类的宝物，人们对他的认识经历了较为漫长的过程，作为一种金属，它既可以与酸反应放出氢气，又可以与碱反应放出氢气。然而在教学过程中，我发现在做铝与稀盐酸、稀硫酸反应的实验时发现：把表面积近似相同的铝片分别投入到2mol/L的稀盐酸、1mol/L的稀硫酸中，发现前者反应剧烈，而后者几乎无明显现象，只是铝片表面有气泡产生。同一种金属与H+浓度相同的酸溶液反应，现象相差很大，这很不符合我们讲解的金属与非氧化性酸反应的本质。学生们带着困惑，向我寻求答案。我想这正是一个培养学生探究能力的好机会。于是我将学生分成4组讨论并提出自己的猜测，第二天去实验室，根据实验验证自己的假设是否正确。以下是各组的猜测，假设1：氯离子能促进铝与H+反应；假设2：硫酸根对铝与H+反应有抑制作用；假设3：简单阴离子能促进铝与H+反应；假设4：含氧酸根离子能抑制铝与H+反应。为了更好的观察试验现象，学生用铝粉代替铝片，消除表面Al2O3的影响。取一定量的铝粉，将其均匀分成4份，分别置于四只试管中。各组验证实验归纳如下：

实验一：向第一支试管中加入1mol/L的硫酸，观察现象，再加入固体NaCl，观察现象，发现反应速率变快。

实验二：第二支试管中加入2mol/L的盐酸，观察现象，再加入固体Na2SO4，观察现象，发现反应速率变慢。

实验三：向第三支试管中加入2mol/L的氢碘酸，观察现象，发现反应比盐酸还要剧烈。

实验四：向第四支试管中加入H+浓度2mol/L磷酸，观察现象，发现反应一样缓慢，几乎没有明显现象。

因此得出结论，应该是简单阴离子对铝与H+反应有促进作用，而含氧酸根离子对铝与H+反应有抑制作用。

在高三一轮复习铝及其化合物时，Al（OH）3是两性氢氧化物，既可以与强酸反应，又可以与强碱反应，也就是说Al（OH）3既可以溶于盐酸也可以溶于NaOH溶液。离子方程式可以表示为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O； Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O。这时有学生提出问题：Al（OH）3与碱反应的本质是与OH-，为什么一定要是强碱呢，只要OH-的浓度达到一定的程度也可以溶解Al（OH）3的，例如浓的Na2CO3溶液或者浓氨水等，它们的pH都能达到12，而书上明确写出来Al3+与氨水反应产物只能是Al（OH）3，不能生成AlO2-，这是什么原因呢？而且即使是强碱如果OH-浓度很小，还能将Al（OH）3溶解吗？这时教师也可以适当培养学生的探究能力。于是我们还是通过分组讨论，提出实验方案，然后验证的方法来解决这个问题。

用AlCl3溶液和氨水制取Al（OH）3，过滤、洗涤得到较纯净的Al（OH）3固体，将其分成四等份。

实验一：将Al（OH）3置于一只洁净的试管中，加入1mol/L NaOH溶液足量，振荡，固体立刻溶解。

实验二：将Al（OH）3置于一只洁净的试管中，加入0.1mol/L的NaOH溶液足量，振荡，固体也溶解，速率稍慢。

实验三：将Al（OH）3置于一只洁净的试管中，加入0.0001mol/L的NaOH溶液足量，振荡，沉淀未完全溶解。

实验四：将Al（OH）3置于一只洁净的试管中，加入足量浓氨水，充分振荡，沉淀未明显溶解，过滤，向滤液中逐滴滴加盐酸至过量，溶液先出现白色沉淀，并迅速溶解。。说明也有少量Al（OH）3是溶解于浓氨水溶液的，随着AlO2-浓度增大，Al（OH）3就不再溶解了。

本次教学完成后，学生能够很巩固的掌握AlO2-水解呈碱性，而且碱性很强，所以只能存在于碱性溶液中，在判断离子能否大量共存时，就不容易出错。同时也加深了CO32-水解呈碱性的知识点，NH3·H2O是一种弱碱，电离出来的OH-只能溶解极少量Al（OH）3，可忽略不计，那么在判断离子方程式正误时：向AlCl3溶液中中加入足量的氨水，就不会出现生成NH4AlO2的错误了。

思源于疑，学起于思。有了问题，经过思考，学生的思维才能活跃。教学中，我们应善于有意识地设置疑问，启发学生，激发其学习的兴趣，从而使其不断思考，不断探究，达到主动解决化学问题的目的。教师要根据知识的重点和内在联系精心设计有机联系的问题组，安排好设疑的层次与坡度，不断提出问题，制造悬念，及学生探索知识的欲望。

（作者单位：江苏省黄埭中学）