新课程理念下化学实验活动设计新思路的探究

何艳虹

摘 要：让学生通过研究化学实验过程中的种种新问题的尝试和处理，不仅能丰富自身的知识结构，而且更大限度地锻炼了学生的创新能力和主动学习能力，提升了他们的实验教学的功效。

关键词：新课程理念；化学实验活动；实践探究；创造性学习能力

传统的实验教学是以教师为中心，课前设计好做什么演示实验，为了说明什么问题；课前反复试验，演示大多是成功的。学生坐在那里看，不必考虑做什么实验、怎样做、为什么有时实验会出现异常甚至失败，至多得出既定的结论。化学实验活动设计的新思路是将实验问题改成全开放的小课题，学生可以通过他能想到的各种方法进行尝试，得出他能得到的各种结论，其目标不是最后得出准确无误的结论，而是追求研究的过程，思考其中出现的新问题，获得除结论外更丰富的知识和方法，锻炼各种研究和创造的能力，真正模拟了科学研究的方法和过程，将实验的功能进一步提高和升华。

一、化学实验活动设计新思路的实践探究

化学实验探究活动从内容上分为课内实验课题和课外实验课题。课内实验课题主要来源于知识学习需要设计的某些非常规实验，即其结论未必明确（或还未成定论的），也可来源于某些演示实验或学生实验中出现的非常规现象，为了了解和分析出现的原因，设计了实验探索等。如：①不同温度、浓度等条件下各种电解质的导电能力规律；②吸热反应和放热反应与反应物种类的关系；③钠在空气中燃烧后产物成分的检验；④不同方法的焰色反应的效果研究；⑤食盐中含碘的成分检测；⑥双氧水和二氧化硫能漂白的物质种类的对照研究；⑦铜与浓硫酸反应时的非常规现象出现的原因的研究……课外实验课题的选题不一定与课内知识紧密联系，它可以是课内知识的延伸和发展，也可以仅具有化学学科特点。它的开放性更强，内涵和外延也更深广。如：①材料标本的收集及性质测试；②不同水果电池的功率大小研究；③各种植物提取液制成的指示剂的效果比较研究；④胶卷上感光物质的分析；⑤新型陶瓷材料和普通陶瓷的性能对比实验；⑥水污染的检测和防治方法研究……

下面以铜与浓硫酸反应时的非常规现象为例展现一个研究小组的研究过程。

在铜与浓硫酸的反应的演示实验中，出现了如下异常现象：

a.溶液颜色不是蓝绿色而是蓝黑色。b.产生大量灰黑色沉淀。c.反应后剩余的铜片表面不是光洁的亮红色，而是黑色粗糙的表面。

推测：铜片纯度低，含有较多的杂质。

课题：铜片中杂质种类的研究。

实验设计：①取一定量的铜片与98%的浓硫酸共热反应一段时间；②将反应后的溶液过滤；③将滤液稀释，取少量加KSCN溶液，观察；④取沉淀加水，充分振荡，过滤，再重复几次；剩余沉淀中加浓盐酸，观察；⑤取洗净的反应后剩余的铜片，加入浓盐酸，观察，检验产生的气体。

实验现象及结论分析：

1.溶液颜色很深且浑浊，沉淀上层是灰黑色，下层是灰白色

推测：溶液中不止含硫酸铜一种物质；上层沉淀可能是CuO、CuS、Cu2S也可能是含其他金属的硫化物或氧化物；下层沉淀可能是杂质，也可能含有无水硫酸铜等。

2.纸被滤液腐蚀

结论：滤液中含有浓硫酸。

3.滤液加KSCN溶液出现暗红色

结论：滤液中含有Fe3+。

4.加水，灰白色的沉淀大部分溶解，溶液呈蓝色，剩余沉淀呈黑色，不溶于盐酸

结论：灰白色的沉淀是无水硫酸铜，黑色的沉淀可能是CuS、Cu2S或难溶杂质等。

5.溶液呈黄绿色，产生有臭味的气体，用醋酸铅试纸检验，试纸变黑，还有部分黑色固体不溶解

结论：剩余铜片表面的黑色固体中可溶的为CuO、Fe2O3、FeS，不溶的是CuS或Cu2S。

小结：实验用的铜片的确不纯，有CuO、Fe2O3、FeS、CuS、Cu2S或难溶于酸的杂质。

进一步研究的课题：定量分析杂质的含量，测定铜的纯度。

通过这类课题研究，学生明白了课本上的实验现象是理想化的，而实际操作中会有许多意想不到的因素干扰，因此出现异常也在所难免。在研究过程中学生在很大程度上锻炼了分析能力、实验设计能力以及实验操作技能等。

二、创造性的主动学习能力的开发和拓展

1.挖掘问题的能力

实验课题研究的最大特征就是学生必须不断地想“为什么”“怎么样”等，学生敢于提问、并能将有价值问题提炼成课题。培养自己勇于探索、求真求实的科学精神。

2.收集资料的能力

学生从开始根据教师推荐的资料入手，慢慢摸索收集资料的方法，总结经验，逐渐发展为能熟练地从图书馆、书店、网络等各种途径快速寻找和积累课题相关资料。

3.实验设计的能力

因为是实验课题研究，同学要将自己的推论、思路用实验方法来证明和表现，这无不涉及实验方案设计。通过大大小小的实验方案设计，使学生整体设计能力不断提高。

4.实践创造的能力

在实验课题研究过程中最主要的环节就是设计研究的方案和步骤，这是没有书本或资料可照搬照抄的，完全需要同学们充分发挥创造能力，将已有的知识充分进行拼接、转化，整合出全新的设计方案。所以，在此过程中无疑充分培养了学生的创新精神，充分发掘了他们的创造能力。

学生通过对化学实验活动设计新思路的尝试，真正达到了新课程的目标，同时也更大限度地锻炼了学生的各种主动学习能

力，强化了创造意识和创新精神。真正使学生学会学习，能学以致用。

参考文献：

[1]赵满军.高中生研究性学习指导手册.辽宁师范大学出版社，2001-08.

[2]上海市教委教研室.高中研究型课程实施案例选编.上海科技教育出版社，2000-01.

（作者单位 浙江省杭州第二中学）