充分利用化学实验提高初中生的科学探究能力

    阮文凯

    义务教育化学课程标准指出，化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。在此，将结合笔者的实践，探讨如何在初中化学教学中充分发挥实验的作用。

    一、用趣味实验激发学生科学探究的热情

    在教学过程中，教师可通过趣味实验制造“变魔术”的效果，活跃课堂气氛，激发学生学习的积极性，培养学生科学探究的意识。例如，在给九年级学生上第一节化学课时，教师问学生：“能不能用一根玻璃棒就把酒精灯点着？”学生觉得不可能。于是，教师演示了“魔棒点火”，用手中的玻璃棒把酒精灯点着了。学生非常惊讶，课堂气氛顿时活跃起来。然后，教师又拿出一只烧杯，向烧杯里装了半杯水，问学生：“火球能在水面上游来游去吗？”学生还是觉得不可能，于是教师又表演了“火球游泳”，更激起了学生的好奇心，探究气氛也更加活跃。为了揭开“魔棒点火”和“火球游泳”的秘密，学生对接下来的化学课充满了兴趣和期待。

    又如，在“燃烧和灭火”一课，教师拿出一张白纸，问学生：“这张白纸用火烧，会着起来吗？”学生都说会。于是教师往蒸发皿里倒入适量的二硫化碳和四氯化碳并搅拌均匀，再用火柴点燃，可以看到淡蓝色的火焰。这时教师用镊子夹着那张白纸放在火焰上，但是白纸并没有被点燃。学生非常惊讶，却没有人能说出其中的奥秘。由此，教师引导学生进入本课主题。

    二、用分组实验促进学生科学探究的行动

    分组实验可为学生创造更多动手实践的机会，并在行动中培养善于合作、乐于实践的科学品质，进一步激发学生探究的热情。

    例如，产生二氧化碳气体的化学反应很多，教师可以向学生提出分组实验的任务：探究适合实验室制取二氧化碳气体的化学反应及原理。并向各组学生提供了实验原料，包括：碳酸钠固體、碳酸钙粉末、块状石灰石、稀盐酸和稀硫酸。学生分工合作完成了六个实验，并发现：碳酸钠与稀盐酸、碳酸钠与稀硫酸、碳酸钙粉末与稀盐酸、碳酸钙粉末与稀硫酸的反应速度都太快了，所生成的二氧化碳气体不易收集;块状石灰石与稀硫酸开始能产生气泡，但很快就停止了;只有块状石灰石与稀盐酸的反应速度适中，生成的二氧化碳气泡更容易收集。最后学生得出结论：在实验室里更适合用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳。

    又如，在学习“金属活动性的顺序”时，教师向学生提出了分组实验的任务：探究镁、铁、铜三种金属活动性的强弱。教师提供的实验原料包括：镁条、铁片、铜丝、硫酸镁溶液、硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液。学生们互相配合，最终用四种方法探究了镁、铁、铜三种金属的活动性强弱：一是把一根镁条和一根铜丝同时放入适量硫酸亚铁溶液中;二是把两根铁丝分别同时放入适量的硫酸镁溶液和硫酸铜溶液中;三是把一根镁条放入适量的硫酸亚铁溶液中，同时将一根铁丝放入适量的硫酸铜溶液中;四是把一根铁丝放入适量的硫酸镁溶液中，同时把一根铜丝放入适量的硫酸亚铁溶液中。小组成员共同讨论实验方案，在实验中分工合作，如有的记录反应、有的发口令、有的按口令操作等，高效地完成了实验。

    在学习溶液酸碱度的表示法时，教师让学生进行分组实验：分别测定10%的稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氯化钠溶液、硫酸钾溶液、碳酸钠溶液、硝酸铵溶液和白糖溶液的pH值。在实验之前，让学生思考并讨论以下问题。

    （1）怎样用pH试纸测定溶液的pH值？

    （2）是否可以把pH试纸直接浸入待测溶液？为什么？

    （3）如果试纸上沾了水，而测定溶液显酸性时，所测pH值是偏大、偏小还是不变？当测定溶液显碱性时，所得pH值是偏大、偏小还是不变？

    （4）采用哪些方法可以使酸溶液的pH值升高或降低？

    学生完成实验后，教师还提出以下问题：pH值小于7的溶液一定是酸溶液吗？pH值大于7的溶液一定是碱溶液吗？pH值等于7的溶液一定是盐溶液吗？

    三、用自主探究培养学生科学探究的精神

    对于实验过程中出现的异常现象，教师应引导、启发学生进行深入思考和探究，培养学生科学探究的精神。

    例如，学生在探究“加热5毫升5%的过氧化氢溶液放出氧气”的实验中，把带火星的小木条放在试管口进行检验，不但没有观察到小木条复燃，反而使火星熄灭了。于是教师引导全班学生探究其原因，并设计了探究实验。有学生认为可能生成的氧气中含有水蒸气，有的认为可能与过氧化氢溶液的浓度有关。在设计实验时，有学生使用了长玻璃管，使水蒸气冷凝成液态水，再用带火星的小木条去检验;有的学生用不同浓度的过氧化氢溶液进行了重复实验。最终找到了实验异常的原因。

    在探究“二氧化碳的实验室制取与性质”的分组实验中，有学生把生成的气体通入澄清的石灰水中，但石灰水并没有变浑浊。于是教师便引导全班学生进行自主探究，鼓励学生查找其原因并重新设计实验。有学生提出，可能是因为石灰水变质了，也可能是因为盐酸的浓度过大。于是在设计实验时，有些学生重新配制了澄清的石灰水重复实验，有的学生用不同浓度的盐酸与石灰石反应重复实验。最终也找到了实验异常的原因。

    四、用实验方案提高学生科学探究的能力

    对于在课堂上短时间难以完成的实验，教师可指导学生自主设计实验方案，激发学生的思维，在课后完成科学探究实验。

    例如，已知木炭能够和炽热的水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，产生的一氧化碳继续和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气。怎样检验这一实验过程中出现的四种不同气体呢？又如，粗盐经过过滤可去除不溶于水的杂质，但还含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠等可溶于水的杂质。怎样才能去除氯化钠溶液中混有的氯化钙、氯化镁和硫酸钠呢？针对这些短时间内难以完成的实验，教师都可以指导学生在课下进行讨论、交流，完成自主设计并深入探究。

    总之，在化学教学中，实验是最全面、最有效的教学形式之一[1]。化学教师应重视实验教学，并鼓励学生探究生活中的化学，从而使学生能够不断提高观察能力和动手能力，发展学科核心素养。

    参考文献

    [1]叶文彬.如何利用化学实验教学提高学生的科学素养[J].实验教学与仪器，2018（2）：19-21.

    （责任编辑? ?郭向和）