探究性实验选题途径的实践研究

摘要结合具体教学实践，介绍了探究性实验选题的6种途径，其中包括从教材知识中选题、从教材习题中选题、对教材中的原有实验方案进行创新探究、对实验仪器进行自制或改进、将疑难问题改为探究性实验及从现实生活中选题等，并提出了相应的思考。

关键词　探究性实验　选题途径　教学实践　教材习题　疑难问题

高中化学新课程实验的基本理念之一就是通过化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力。笔者认为真正内化和实现这一理念，实施探究性实验教学是最佳途径。实施探究性实验教学的首要任务是选择实验课题，本文结合具体教学实践，介绍了探究性实验选题的6种途径，并提出了相应思考。1　探究性实验的选题途径

探究性实验教学的核心之一是选择具有探究性的实验课题，高中化学新教材中设置了许多“活动·探究”等活动性栏目，如“配制一定体积的溶液并表示其组成”、“不同价态硫元素的转化”、“乙醇的一些化学性质”等等，这些栏目多以探究性实验为主，是探究性实验选题的重要途径，除此以外还有如下几种途径。1.1　从教材某一知识中选择课题

教材是化学知识的最大集合体，但教材中往往并没有把知识的形成过程还原为科学发现的过程，这就给我们的探究性实验教学提供了很丰富的资源。

[教学案例1]在硝酸的强氧化性学习中，教材只是安排了铜与浓、稀硝酸的演示实验，学生对硝酸强氧化性的本质认识并不十分清楚，为此可将该知识点设计为探究性实验：探讨硝酸强氧化性的本质。在教师的引导下，学生设计了如下实验方案：

(1)在试管①中加入1 mol/L盐酸溶液2 mL，将铜丝插入酸液中并加热，观察现象。

(2)在试管②中加入1 mol/L NaN03溶液2mL，将铜丝插入溶液中并加热，观察现象。

(3)在试管③中加入1 mol/L NaCl溶液2mL，将铜丝插入溶液中并加热，观察现象。

(4)将试管①和试管②的溶液混合在U形管中，用一端带铜丝的橡皮塞密封，加热溶液并观察现象。

实验现象：试管①、②、③中均无明显变化；u形管中橡皮塞一端液面下降，有无色气体生成，u形管中液体颜色变蓝。

通过对实验现象的分析可知：Cu不与NO或H直接反应，却与含有NO和H的混合溶液反应，从而说明了硝酸具有强氧化性(比H氧化性强)；也明确了NO只有在酸性条件下(既与H共存时)才具有强氧化性。1.2　从教材习题中选择课题

新教材的习题设置具有多样性、综合性、灵活性和实践性，注重培养学生的科学探究能力，这给探究性实验的选题提供了广阔的空间。

[教学案例2]鲁科版《普通高中课程标准实验教科书：化学1》第1章第2节练习3是关于研究Na2O2性质的问题，教师在演示了用棉花包裹Na2O2粉末在装有CO2的集气瓶中燃烧的实验时，有学生提出问题：实验室都是用稀盐酸与大理石制二氧化碳，一般情况下收集到的二氧化碳是不干燥的。由于制得的COz不干燥，可能是Na2O2先与水反应生成NaOH，NaOH再与CO2反应生成Na2CO2，若用干燥的CO2，能看到上述现象吗?

针对以上问题，教师可引导学生开展如下探究：

(1)用干燥的CO2，与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，观察现象。

(2)用潮湿的CO2与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，观察现象。

(3)先用干燥的CO2与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，若看不到现象，取出棉花团，向集气瓶中加少量水振荡，再放入棉花团，观察会发生什么现象。1.3　对教材中的部分实验方案进行创新探究

教材中的某些实验虽然很经典，但在具体操作中可能会存在现象不明显、设计不环保等问题，教师可启发学生评价教材实验方案，改进或重新设计更加完善的实验方案。

[教学案例3]在学氧化硫化学性质时，教材安排了传统的实验方案(如图1)。

在具体操作中，学生发现只能观察到前1或2个试剂瓶有现象，后面的试剂瓶在相当长时间内看不到实验现象；实验结束后，整个装置内残留大量SO2气体无法被碱液吸收，造成严重污染。为此，师生共同探讨了如何改进这一装置，展示讨论结果，设计出最佳方案(如图2)。

该装置采用气体分流原理，通过控制活塞达到逐一观察实验现象的目的，且通过双连球可使装置内残留气体完全被排出、吸收，实现污染气体零排放，安全环保。1.4　对部分实验仪器进行自制或改进

积极开展自制、改进实验仪器可以丰富探究性实验的内容。自制、改进实验仪器因其兼具教育性、探究性和创新性，不仅能激发学生的创新精神，培养学生的实践能力，还能有效提高教学质量。

[教学案例4]笔者曾和学生一起共同设计了一套简易气体发生器，效果很好。实验用品：空塑料瓶(饮料瓶、洗发水瓶等)、医用输液管(可以用安全、无毒废弃输液管)、空水笔芯(或饮料吸管)制成。内部结构如图3所示，该装置实验原理：固体从瓶口加入，液体从外瓶加入，当打开调速器瓶内压强减小，内瓶下降，固体颗粒与酸液接触，反应开始。当关闭调速器，瓶内压强增大，内瓶上升，固体颗粒与酸液分离，反应停止。

1.5　将学生学习过程中遇到的疑难问题改为探究

性实验

学生在学习化学的过程中，经常会遇到一些疑难问题，只靠教师讲解往往效果并不明显，可引导学生将其设计成探究性实验。

[教学案例5]学生在解释Mg粉与溴水反应原理时，提出了两种假设：①镁粉直接与溴水中的溴反应，因为溴的非金属性较强；②镁粉与溴水中的酸反应，因为溴水中存在反应：Br2+H2＝HBr+HBrO。针对提出的假说，学生设计了如下方案：将镁粉放人溴水中，观察溴水是否褪色，有无气泡产生。如果溴水褪色且无气泡产生，则证明假设①成立；如果溴水褪色且有气泡产生，则证明假设②成立。1.6　从现实生活中选择课题

现实生活中处处有化学现象和问题，对这些问题进行探究，有利于培养学生发现问题、思考问题、解决问题的习惯，从而将化学知识转变为解决实际问题的能力。

[教学案例6]在一次化学课外活动中，某学生提出了如下问题：苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，就好像是生了“锈”一样，