高中化学探究性实验教学的重要性

化学组：   武培

摘  要：新课程背景下的课堂教学要“知识问题化，问题情境化”，对于高中化学课程教学来说，探究性实验这一直观手段是情境化教学的最好体现。采用化学探究性实验教学时要正确对待学生的质疑。质疑是一种积极的探究精神，也是学生主体性的发挥。

关键词： 探究  实验教学  情境化  质疑

化学是一门以实验为基础的科学，探究性实验在化学研究、教学中占着举足轻重的地位。演示实验可以使学生“眼见为实”，学生实验可以使学生“动手为真”。化学实验之所以有魅力，能吸引学生，是因为在化学实验中所呈现的各种物质形态的变化给人以精彩的视觉冲击；当通过理论联系实际去解释问题、探究科学的真谛并找到物质世界的规律时，化学实验又给人一种喜悦和成就感。教师与学生在化学实验过程中，根据问题探究实验，得到目标现象和结论的同时往往会出现一些“意外插曲”。

教师在上实验课前需要做好充分的理论与实践准备，课堂上须有敏锐的“观察和善听”能力。当学生在进行探究性实验操作过程以及结果分析中，一旦注意到了一些不一样的“风景”从而产生兴趣或疑惑时，教师面对这些“可贵”的观点，应该有正确引导学生探究问题的能力，切勿将实验过程中的这些“美好的风景”遗失，教师在探究性实验教学中要让学生保持那份对客观世界的好奇心，让他们在亲自动手操作中释疑解惑。在学生能捕捉到这些实验过程中的“细节”并产生疑问时给予及时而恰当的鼓励，因为这是学生的观察力和思维力自我发展的很好机会。

在一次校际公开课上听了一位老师的“饮食中的有机化合物-乙醇”这节课，他的教学过程如下:

一、新课导入

[师] 禁止酒驾的公益广告播放引入

多媒体图片展示：我们知道，有机物与我们的生活息息相关，请同学们结合图片举出几种我们常见的饮食中的有机化合物。

[生] 观察思考踊跃发言，相互补充

[师] 讲解：酒精、食醋、油脂、糖及蛋白质等有机物与我们人类的生命活动息息相关，它们在分子组成上的共同点是均含有C、H、O元素，这节课呢，我们先来重点学习乙醇这种饮食中重要的有机化合物。

多媒体展示课题并板书：第三节饮食中的有机物-乙醇

二、探索新知

[师] 提问：对于乙醇，同学们较熟悉，请说出你们所了解的方面。

[生] 学生回答：无色、有酒味

[师] 提问：同学们，研究一种物质的物理性质，应研究哪些方面？

实物展示及实验演示：让学生直观感知乙醇的物理性质

[生] 学生讨论发言，然后请一位学生归纳：应从颜色、气味、状态、密度、溶解性及熔沸点等几方面来研究物质的物理性质。

[师] 设问：那么乙醇有哪些物理性质呢？

[生] 学生踊跃发言，相互补充

[师]  多媒体显示并板书出：一、物理性质        

[生] 学生记忆

[师]设问：物质的结构决定其性质，我们要探究乙醇的化学性质，必须要知道它的结构，那么，乙醇的结构是怎样的呢？

[生] 思考

[师] 演示乙醇的球棍模型，让学生根据模型写出结构简式及结构式。

多媒体显示出乙醇的分子结构。多媒体显示并板书出：二、分子结构。

[生]观察，并尝试书写结构式和结构简式

[师] 引导：请同学们根据乙醇的结构式推测乙醇的化学性质，并说明原因，三分钟讨论

[生] 思考，讨论

结论：1、能燃烧，发生氧化反应

2、不能发生加成反应，结构中无双键

3、可能发生取代反应，钠放入乙醇中有气泡产生

[师]讨论结束后讲解：结合图片讲解乙醇燃烧的现象，反应原理并进一步拓展到乙醇汽油的解说。

[过渡]由结构对性质的预测进一步过渡到性质实验探究中

学生活动、探究：实验1：无水乙醇与金属钠的反应。实验前，请学生预测实验中可能的断键位置及可能出现的现象，再动手实验、观察、记录、检验生成的气体、解释实验中可能出现的现象。

【任务1】探究无水乙醇与金属钠能发生化学反应吗？实验前，请学生预测实验中可能的断键位置及可能出现的现象，再动手实验、观察、记录、检验生成的气体、解释实验中可能出现的现象。

[生]学生：根据水与乙醇结构具有一定的相似性及金属钠与水反应的原理，预测可能的断键位置及可能出现的现象。

请各组动手完成实验1的内容

[师]提问：

1.你认为在上述实验中乙醇分子可能的断键位置在哪儿？

 2.实验中出现了哪些现象？

3.上述现象与你的预测是否一致？你如何解释这些现象？

4.什么事实可以说明断键的位置不是C－H、C－C键呢？（金属钠保存在煤油中不与煤油反应）

[生] 思考，讨论

回顾：金属钠与水反应的实验现象。

[师]提问：与水对比，乙醇与金属钠的反应要缓慢得多，说明了什么？

[生]思考，讨论，交流  根据本组实验现象，小组代表回答

[师]给予适当评价并讲解

多媒体显示并板书出：三、化学性质

1.与Na反应（置换反应或取代反应）

2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑   

多媒体播放：播放动画，模拟金属钠与乙醇反应本质的微观过程。

     图1   乙醇的结构式

[生] 观看，思考，记录

[师]提问：

1. 实验1说明乙醇分子中的O－H键易断裂，那么C－H、C－C键能否断裂呢？如果可以，请你举例。

2. 燃烧属于什么反应？

[生]思考，讨论，写出化学方程式。

[师]

多媒体显示出：2、氧化反应

燃烧方程式

[师]讲解：现在我们改变实验条件，完成教材实验2，观察铜丝的变化并闻液体的气味。

请各组动手完成实验2的内容

学生活动、探究：实验2

[生]各学习小组按照教材实验步骤动手实验

结论：铜丝在酒精灯外焰加热后变黑，伸入乙醇中变成亮红色，乙醇液体保持沸腾，在试管口闻到刺激性气味。

[师]提问：

1.铜丝变黑是什么变化？又变红是什么变化？你怎样看待铜丝的作用？

2.乙醇液体保持沸腾说明什么？

3.CuO被还原，乙醇被氧化成什么物质呢？

学生讨论后回答：铜丝在外焰上加热后变成黑色的CuO；伸入乙醇后又变成Cu，说明铜丝在反应中充当了催化剂的作用。乙醇液体保持沸腾说明此反应是放热反应。

[师]讲解：在这个反应中，CH₃CH₂OH中与－OH相连的C－H键发生断裂，插入O原子，这样在同一个C 原子上就连接了两个－OH，是一个不稳定的结构，脱去一个水分子后，形成了这样一个原子团－HC=O，称之为醛基，生成的有机物含有两个碳原子，故称之为乙醛。乙醛是一种有刺激性气味的液体。我们用化学方程式来表示这个反应的过程：

多媒体显示并板书出：②催化氧化

Cu+1/2O₂=CuO

CuO+CH₃CH₂OH→Cu+CH₃CHO+H₂O

多媒体播放：播放动画，模拟乙醇催化氧化反应本质的微观过程。

图2  乙醇的催化氧化

[生]观察，听课，做笔记

[师]提问：在乙醇的催化氧化生成乙醛的反应中，从乙醇到乙醛消去了H原子，碳元素的化合价有何变化？此反应与乙醇的燃烧反应有何异同？

[生]思考，讨论，回答

[师]乙醇催化氧化反应与燃烧反应的共同点：这两个反应都是放热反应，在反应中碳元素的化合价都升高了，故都称为氧化反应。不同点：不同的反应条件使得前者是部分氧化，后者是完全氧化。

[过渡]提问：

1. 除了做调味品和饮料，你知道乙醇在生活中还有哪些用途吗？

2. 你了解工业酒精吗？

多媒体图片展示：乙醇的用途

[生]观察，思考，交流，讨论，

学生根据乙醇能够燃烧的性质和已有的关于工业酒精的知识，展开讨论。

三、课堂小结

本节课我们主要学习了：

（1）乙醇的物理性质

（2）化学性质中着重学习了乙醇的氧化反应和与活泼金属的取代反

（3）乙醇的主要用途

通过本节课的学习，同学们有哪些收获或者有哪些疑惑？

[生]学生讨论，相互补充

[随堂练习]随堂练习，及时巩固，及时检测学生对新知识点的掌握情况，以便有利于教学效果的提高。

[生]结合本节课学的内容完成课堂练习

四、作业布置

1.导学教程的相关习题

2.丙醇的催化氧化反应原理与乙醇相似，请写出丙醇的催化氧化方程式

五、教学反思

本节课的设计始终是以学生探究为主，教师精心准备，提供条件，引导学生自己思考设计方案，通过探究实验验证有关实验结论，充分体现了新课改新理念。但在教学实施过程中，也暴露出一些不足之处：

1.当这位老师在课堂小结环节时问学生有哪些收获或疑惑时，大部分学生都总结了收获，最后有一位学生提出了探究实验中的两点疑惑，当时这位教师只给了鼓励和表扬并且说在以后学习中会了解到，没有给予解答。我认为这位老师没有给予解答这种做法欠妥。这样会扼杀学生提问题和上课动脑思考的积极性，没有做到更好地尊重学生的身心发展。爱因斯坦说：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”教师在教学中要重视学生质疑，敢于质疑是创新思维的起点，有疑方能创新。质疑是思维的起步，是求解的前提，是进步的阶梯。质疑是一种可贵的探究精神，也是学生主体性发挥。学生是否具备这种能力，不仅直接影响到学习成效而且也影响学生化学能力的发展。

2.部分学生的探究能力不足，少数学生对教师的依赖程度较大，不能发挥探究的主观能动性，不能更好的体验到探究实验的乐趣。那么如何更好地改善这种现象呢？我觉得通过改变一下这节课的某些设计，可以更好地激发学生的学习兴趣，积极参与其中！

（1）化学课程与生活实践联系很密切，引入要贴合实际生活，让学生从一开始就与老师产生共鸣，并能产生良好的学习兴趣!如果我来上这节课，我会从从古自今的酒文化引入，同时自备美酒一瓶，让学生可以更好地直观感知乙醇这种物质。学生的探究兴趣自然被激发出来！

（2）物理性质的这部分授课环节也可以完全交给学生 ，给每个学习小组准备一份无水乙醇，学生可以观察颜色，气味，状态，挥发性，溶解性可以进行实验探究，操作简单，同时结合不同酒精度数的酒一起讲解，加强记忆！学生乐在其中！

（3）化学性质的探究实验环节是本节课的重点也是难点！虽然本节课设置了分组实验，但还是没有很好地让全员参与其中！首先，如果给设置“小组积分制度”，积分可以兑换荣誉，比如，化学进步之星、创新之星等等。而高中是集体荣誉感最强的时期，每个人为集体贡献一份力量都义不容辞！其次，如果给学生每人准备一份侧重于乙醇结构和性质的学案，课堂根据学案有针对性的提问，每个学生都带着任务而来，会做好课前预习，并在课堂积极参与探究，很好地培养了化学这一学科素养，然后愉快的带着收获而归！

所以，在以后的教学实践中作为老师应该更注重对课堂问题情境的设置，化学这一学科更好的情境设置便是探究性试验，由生活实际引入，让探究实验多样化、趣味化、创新化，鼓励质疑，才能让更多的学生在教学活动中充分发挥自己的主观能动性！

参考文献

[1]《中学生化学》2012年第4期

[2]《中学课程辅导》2015年2月【中】57页

[3]李昳懿：《宏微结合：透过现象看本质》2016年第9期。

（责任编辑：刘文永 ）