高中化学探究教学中运用化学实验创设问题情境的实践与探索.doc
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高中化学探究教学中运用化学实验创设问题
情境的实践与探索
江西省修水县第一中学付小勤游学宝 332400
【摘要】：
作者针对高中化学学科特点，结合高中化学新课程的具体教学案例，阐述了在高中化学探究教学实践中运用化学实验创设问题情境的一些实践和体会
【关键词】：
探究教学化学实验问题情境实践与探索
高中化学新课程标准提出：
“学生要经历对化学物质及其变化进行探究的过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
”科学探究是从问题开始的，发现和提出有价值的问题是探究式教学的开端。
在高中化学探究教学中，如何培养学生问题意识，发现和提出有价值的问题，创设丰富的问题情境是帮助实现这一目标的一种有效的教学手段。
化学是一门以实验为基础的自然科学，通过实验创设问题情境可以模拟或再现知识的形成过程，促使学生活动达到最佳状态，从而使学生加深对知识的理解和掌握。
高中学生对化学实验有着浓厚的兴趣，教师在教学中应尽量运用化学实验来创设教学情境。
教学实践证明，通过学生亲自进行的化学实验所创设的教学情境，其教学效果要比单纯的教师讲授要有效得多。
以下是笔者在高中化学探究教学实践中运用化学实验创设问题情境的一些做法。
一、通过学生自主实验创设问题情境
化学实验（包括一些趣味实验）中往往有许多学生没有见过或学生已有的生活经验不同的实验现象，让学生自主进行这些有“奇怪”现象的实验会引起学生的好奇心和探究的兴趣，从而给学生提供了一种问题情境。
例如，在“盐类水解”教学中，教师可让学生自己用实验台上的试剂做如下实验：
向盛有醋酸钠溶液、氯化铵溶液和氯化钠溶液的试管中分别滴入石蕊溶液，观察实现现象。
实验过程中学生都观察到了溶液的颜色分别变成蓝色、红色和紫色。
面对这样的实验事实，学生产生了强烈的思维冲突，“为什么有些溶液呈中性，有些却呈酸性或碱性？
”教师适时引出探究的问题—盐类的水解，并引导学生从盐电离出的离子是否打破水的电离平衡去分析原因。
中化化学教材中的化学趣味实验很多，如：
白纸显字（白纸上用淀粉溶液写字，用碘水显字）、滴着水的火（棉花团沾过氧化钠粉末，滴水）、滴水生烟（氯水和氨水生成氯化铵）、黑色面包（硫酸的脱水性）、水中花园（硅酸盐）、西红柿发电（电解质导电）等，这些实验的“奇怪”现象，引起学生学习兴趣的同时也引发学生探究的热情，从而为学生创设了一种问题情境。
二、通过异常的实验现象创设问题情境
化学实验受许多因素的影响可能导致理论与实验之间差异的情况。
不要忽视实验中的异常的现象，异常的现象中有许多值得研究的问题，化学史上许多化学物质和定律都是从异常的实验现象中被发现的。
异常的实验现象会引起学生的研究兴趣，在教师正确的引导下，学生可以进行开放性的探究活动。
现行中学化学教材中的有一些实验在学生完成时经常会遇到异常的现象，例如，做乙醛发生银镜反应的实验时，有时不水浴加热而直接加热却产生银镜；苯酚与溴水的反应，按教材介绍只是产生白色沉淀不消失，而事实上的现象是：
先产生白色沉淀又立即消失，再加溴水才会产生白色沉淀不消失，有时还有黄色沉淀；甲烷不能使酸性高猛酸钾溶液褪色，但用无水醋酸钠与碱石灰制出的甲烷往往使高锰酸钾溶液褪色……从传统的眼光看，这些都是实验的失败，但是换一种角度，这却可以成为教师为学生创设问题情境的素材，从而培养学生发现问题、解决问题的能力。
又如，在“铁及其化合物的氧化性和还原性”的探究实验中，往氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，有部分学生看到溶液变为红色，与他预想的溶液不变色的现象不符，不禁产生疑问，“为什么会出现这种现象？
”当学生提出这个问题时，我并没有立即把答案告诉他，而是在及时肯定学生发现有价值问题的同时，采用启发式教学方法，引导学生从氯化亚铁溶液具有还原性，空气中的氧气具有氧化性等方面去分析产生异常现象的原因。
三、通过教材实验中的生成资源创设问题情境
比较镁条、铝粉、铁丝在氧气中的燃烧现象，我们会发现，只有铁丝在氧气中燃烧才产生火星四射现象，所以有的学生就会问，为什么只有铁丝在氧气中燃烧才产生火星四射现象？
教师可先引导学生分析：
火星四射是一种轻微爆炸现象，铁丝在氧气中燃烧时可能产生了气体物质。
然后启发学生作出猜想：
细铁丝其实就是铁合金，铁合金中含有少量的碳，碳在氧气中燃烧会产生二氧化碳气体，产生火星四射的现象可能是铁中含有碳的原因。
接着让学生进行探究实验：
取一根纯铁做的细铁丝在氧气中燃烧，发现没有产生火星四射的现象（具体操作步骤略）。
最后学生得出结论：
火星四射是由于铁丝中含有碳的原因。
四、通过实验原理、仪器装置、药品选用的改进，创设问题情境
教师在做课堂演示实验，遇到实验器材缺乏、操作复杂、污染物不易处理或实验现象不理想的情况时，不要只靠自己的力量来改进实验的装置和选用药品，教师可以把实验不理想之处与学生一起讨论，带领学生一起分析，鼓励学生改进实验。
这样不仅可以巧妙地解决问题，更重要的是给学生创设问题情境，给学生解决问题的机会，而且这种问题的解决方案是开放的，解决方案的不唯一性可以使学生的思维得到延伸。
学生对于方案可以不断改进完善，这样充分地培养了学生提出问题，解决问题的能力。
图2
图1
例如，在硝酸的性质教学中，教师可以
引导学生分析铜与硝酸反应的实验不足之处：
一氧化氮的生成不明显；二氧化氮气体直接
排放到空气中会污染空气；反应不易停止。
进而要求学生运用学习的知识设计更合理的
实验方案，由此引导学生对问题进行探究。
在教师的引导下学生经过讨论设计出由注射器、青霉素瓶构成的微型实验装置，克服了上述缺点，使实验变得更加简单和明显。
如图1为铜与浓硝酸反应的装置，图2为铜与稀硝酸反应的装置。
实验内容及操作如下：
⑴铜与浓硝酸反应
①在去掉活塞的注射器针筒中加入一小块铜片，然后将注射器活塞慢慢推进注射器内，排净注射器内的空气，再吸入2mL浓硝酸（8moL/L），迅速将注射器针头插进胶塞中，可看到铜片表面产生大量气泡，并逐渐加快，溶液变成蓝色，很快看到注射器活塞被后推，并产生大量的红棕色气体（见图1）。
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。
②实验完毕后，将作反应器的注射器吸入适量的NaOH溶液，反复挤压和拉伸注射器，直至红棕色气体消失为止。
方程式略
⑵铜与稀硝酸反应
①在去掉活塞的注射器针筒中加入一小块铜片，然后将注射器活塞慢慢推进注射器内，排净注射器内的空气，再吸入2mL稀硝酸（2moL/L），迅速将注射器针头插进青霉素小瓶的胶塞中，可看到铜片表面缓慢产生气泡，一会儿注射器活塞被慢慢后推，注射器内有无色气体产生且溶液由无色变蓝色，同时青霉素小瓶中慢慢出现红棕色气体（若现象不很明显，可将注射器放在水浴中加热）（见图2）。
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。
②实验完毕后，将注射器的针头从青霉素小瓶中拨出，接着吸入适量的NaOH溶液，然后将吸有NaOH溶液的注射器的针头再次插进青霉素小瓶内，反复挤压和拉伸注射器，直至青霉素小瓶内的红棕色消失为止。
方程式略
五、通过实验习题创设问题情境
化学实验是需要动手操作的，一些书面实验习题，学生如不理解，这时教师可以采取先做探究实验，后做题的形式，先利用习题的题干创设一种问题情境，然后让学生进行实验探究活动，最后解答习题。
例如，在高三模拟试卷上有如下一道试题：
“将一块锌片放入1mol/L蓝色的Cu（NO3）2溶液中，观察到如下现象：
反应初期锌片上有大量气泡出现，同时液面的上一层Cu（NO3）2溶液中开始出现绿色，并且逐渐向液面下的深处扩散，试分析液面的上一层Cu（NO3）2溶液中出现的绿色物质是什么。
”对这个问题，学生一时很难找出原因，但我及时组织学生进行分析讨论，并引导学生做出了如下假设：
①绿色物质可能是Zn（NO3）2溶液；②绿色物质可能是Cu（NO3）2溶液中溶入NO2气体后的混和溶液。
然后让学生根据假设进行了如下实验探究：
⑴将Zn（NO3）2固体溶于水后得到无色溶液，说明假设①不正确。
⑵将绿色的混和溶液加热，发现产生红棕色气体，且溶液又变蓝色，说明假设②正确。
⑶将NO2气体充入蓝色Cu（NO3）2溶液中，观察溶液变绿色，说明假设②正确。
这样通过创设问题情境，让学生进行自主探究实验，学生能自己找出问题的正确答案。
需要强调的是，创设问题情境时，一方面要求情境中蕴含的知识内容必须符合学生的认知发展水平，另一方面要求教师要设计好合适的“路径”和“台阶”，便于学生将学过的知识和技能迁移到情境之中来解决问题。
因为，在这种教学情境的引领下，学生可通过探究等活动完成知识的意义建构和不断的自我发展。
否则，创设情境的教学素材若远离了学生实际，只会损伤学生的学习积极性，降低学生的学习效果。
2010年8月20日
参考文献：
[1]王后雄《高中化学新课程教学中问题情境创设策略研究》化学教学 2008年第7期
[2]张惠祥《化学课堂教学中培养学生创新思维能力的几种方法》化学教学2002年第12期
[3]张云生《让学生在探索实验异常现象中学会创新》化学教学2002年第4期
个人简介：
付小勤，男，现年46岁，江西省修水县一中教师，高级教师，九江市学科带头人，江西省骨干教师，主持的省级课题《培养高中学生化学学科探究能力的教学策略研究》于2009年11月立项，从事高三化学教学二十多年，最近两年多从事高中新课程教学，教学过程中积累了一些经验和体会。
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