浅谈验证探究思想在中学化学实验教学中的渗透

陈 杰，王冬明

(湖北师范大学 化学化工学院，湖北 黄石 435002)

浅谈验证探究思想在中学化学实验教学中的渗透

陈 杰，王冬明

(湖北师范大学 化学化工学院，湖北 黄石 435002)

通过对验证探究思想的内涵阐述及其在中学化学学科作用方面的分析，以实验室制备Al(OH)3最佳方案的探讨和如何区分Na2CO3和NaHCO3两份白色固体为例，研究其在中学化学实验教学中的渗透。

验证探究;中学化学;实验教学

0 前言

通常来讲，一个学科由学科知识、学科能力和学科思想三部分组成，其中学科思想是学科的灵魂和核心。在进行化学教学的过程中，若忽视学科思想的渗透就很可能造成“只见树木不见森林”学生若缺乏有效建构知识过程中运用到的学科思想，这将影响到他们以后的发展。[1]在中学化学教学中，常见的化学学科思想有：对立统一思想、量变质变思想、一般与特殊思想、守恒思想、控制变量思想、平衡思想、绿色化学思想、定性与定量思想、验证探究思想等。因此，作为常见化学学科思想之一的“验证探究思想”在中学化学教学中的有效渗透就显得特别重要。

1 验证探究思想概述

验证探究思想，是指用实验方法来验证和探究化学知识的思想。中学化学教学中的验证性实验，可以帮助学生了解科学研究的过程，认识到“科学理论都必须经过验证才能被确认”，并且在完成实验的同时，学生还可体会到获得正确结果的乐趣，但对学生发现问题、分析问题、解决问题的能力有所欠缺；而探究性实验，不仅要求学生有一定的操作能力、观察能力，还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来，通过宏观现象，认识到微观世界的本质变化，把感性认识提升到理性的认识。这样既利于培养学生科学实验的品格，又有利于培养学生积极探索的创新精神。为此新课标教科书也大大加强了探究性实验和动手实践等各种实验方式的运用，专题实验也受到重视，从而为创新精神和实践能力的培养打下坚实基础。教科书尝试采用了将验证性实验与探索性、研究性实验相结合的选材方法，主要从以下几个方面进行改革：一是增加探索性和研究性实验；二是在验证性实验中融入探索和研究的成分，增强验证性实验的探索性和研究性；三是将验证性实验作为探究活动的一种活动方式，配合思考与分析，以达到探究的目的[2]。

2 验证探究思想在中学化学实验教学中的渗透

2.1 案例分析

【案例1】

[学习任务]实验室制备Al(OH)3最佳方案的确定。

[情境素材]

[教学问题]Al(OH)3在工业上、在生活中有这么多的用途，那么在实验室中我们是怎么制备它呢？请利用实验室常用仪器及所给试剂制备Al(OH)3，并思考你的依据是什么？

试剂：Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、氨水、盐酸、碳酸钙

[学生活动]

1、分组讨论：用哪些试剂可制取Al(OH)3？如何制取？

2、动手操作：各小组按照自己的讨论方案制Al(OH)3。

3、成果汇报：小组代表汇报实验情况，确定最终的制取方案，并用化学方程式加以解释。

观点1：

现象：先产生白色沉淀，随着NaOH溶液的不停滴加，沉淀慢慢溶解，直至消失；

结论：不能用Al2(SO4)3溶液和NaOH溶液制取Al(OH)3

观点2：

现象：一开始没有现象，后来产生白色沉淀，且沉淀不消失；

结论：能用Al2(SO4)3溶液和NaOH溶液制取Al(OH)3，

同样是Al2(SO4)3溶液和NaOH溶液，为什么滴加顺序不同，结论不一样呢？

观点3：

现象：一开始都产生白色沉淀，且沉淀不溶解；

结论：能用Al2(SO4)3溶液和氨水制取Al(OH)3

4、讨论交流：综合比较3种观点，确定实验室制取Al(OH)3的最佳方案。

[教师引导]

1、 引导学生分析：试剂在改变滴加顺序后的不同反应原理；

2、 归纳总结，实验室制取Al(OH)3的最佳方案为：铝盐与弱碱反应制备。

由于Al(OH)3能够溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液，制备Al(OH)3用铝盐与弱碱反应要更好一些。

[设计分析]首先，在做实验之前对实验方案的评判、指导，如 “分组讨论”中，试剂加入有多少种顺序？改变滴加顺序实质上改变什么？哪种方案可行？这是科学探究的重要形式；其次，分组实验也是实验探究，是教师比较熟悉的科学探究方式。

[延伸]如何利用盐酸、碳酸钙试剂制取Al(OH)3？可进一步引导学生探究。

[启示]当学生出现疑惑时启发学生思考，盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳会不会与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3？

【案例2】

[学习问题]现有两份白色固体，已知是Na2CO3和NaHCO3，如何用稀盐酸区分它们？……

[学生活动]

1、 小组讨论，设计实验方案，代表汇报。

梳理总结实验步骤如下：

步骤一：取等体积、等浓度的稀盐酸分别加入相同规格的小试管中；

步骤二：将相同质量的两种白色粉末A和B(编号) (Na2CO3和NaHCO3)分别装入大小相同的白色气球和绿色气球中，并把两种颜色的气球分别对应套在上述两支A和B小试管中，以确保后续反应在密闭体系中进行；

步骤三：抖动气球使A和B粉末同时与试管中的稀盐酸反应。

2、学生们观察到的实验现象是：1)绿色气球和白色气球同时鼓起；2)绿色气球比白色气球鼓的快；3)反应结束，绿色气球比白色气球鼓的大。

3、讨论交流。

1)如何理解产生气体速率不一样？

2)如何理解产生气体的量不一样 ？

[教师引导]

1)气体产生速率：NaHCO3>Na2CO3是宏观现象。

HCO3-+H+=CO2↑+H2O CO32-+2H+= CO2↑+H2O

2)气体产生的量：NaHCO3>Na2CO3是微观现象，涉及到量的比较，要用到化学方程式计算，启发学生相同质量的物质分子量不同，物质的量不一样。

实验结论： A为Na2CO3，B为NaHCO3

依次类推，举一反三。老师应及时问学生还有没有另一种方法区分呢？

学生讨论后提出分别向A溶液、B溶液中逐滴滴入等浓度的稀盐酸。

1、观察实验现象: B溶液中立即有气体产生， A溶液中刚开始没有气体产生，随着稀盐酸的不断加入，慢慢产生气体。

2、讨论交流：产生不同现象的原因。

[教师引导]Na2CO3溶液与稀盐酸的反应是分步进行的，第一步，CO32-+H+=HCO3-；第二步，HCO3-+H+=CO2↑+H2O。

实验结论是：A为Na2CO3，B为NaHCO3

[延伸]为什么Na2CO3粉末 、NaHCO3粉末中同时加入稀盐酸中，会同时产生气泡呢？

此问题留给学生课外进一步探究。

学生经过实验过程中发现问题、分析问题、提出假设、验证假设、得出结论、巩固应用等环节训练，对学生观察能力、思维能力及解决问题的能力的提高大有益处。

2.2 验证探究思想在中学化学实验教学中的渗透应注意的问题

第一，作为验证探究教学依据的实验内容，首要考虑的问题是这一内容适合不适合以探究的方式来进行教学，因为探究问题的解决所需的能力应在学生的最近发展区以内；

第二，教师应创设问题情境，引导学生按照一定的时间顺序和空间顺序进行有序探究，设计合理的探究形式。

第三，教师结合课堂教学实践、校本教研进行课例研究。通过案例分析、课堂实践，根据学生的接受知识和理解知识的程度，对探究内容、目标、问题设置、探究技术等各要素进行分析，提高探究教学的适切性[3]。

3 结论

中学教师在教授化学的过程中，一定要注意帮助学生建构他们自己的化学思想，培养化学学科的素质，这是中学生学好化学最重要、最关键的因素。教师应将验证探究思想处处在中学化学实验教学中进行处处渗透，以利于学生观察能力、思维能力及解决问题的能力的培养。

[1]尚修正.渗透学科思想的教学[J]. 读与写,2014,(24):212～215.

[2]王后雄，黄郁郁.人教版化学新课标教科书新增实验的要素分析[J].化学教育，2007,(4)：13～16.

[3]周存军.谈中学化学学科思想和方法的培养[J]. 现代教育科学,2009,(3):101～102.

Ontheinfiltrationofverifyingandexploringidologyinchemistryexperimentteachinginsecondaryschool

CHEN Jie,WANG Dong-ming

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University, Huangshi 435002， China )

Through the analysis of the connotation of the idea of verification and exploration ideology and its role in the discipline of secondary school chemistry, in this paper, we study the best project to prepare aluminium hydroxide and how to distinguish the white solid of sodium carbonate and sodium bicarbonate as examples,and to research its infiltration in chemistry experiment teaching in middle school.

verification and exploration ideology; middle school; experiment teaching

G633.8

A

2096-3149(2017)04- 0115-04

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.04.025

2017—03—11

湖北省教育厅教学研究项目(2016347)资助

陈杰(1983— )，女，湖北襄阳人，硕士研究生，主要研究方向为化学课程与教学论.

王冬明，湖北浠水人，副教授，E-mail:wangdm1964@163.com.