采用探究式教学分析化学实验现象

采用探究式教学分析化学实验现象

张乐

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验不仅与课堂知识紧密结合，帮助学生更好地熟悉和巩固课堂知识;同时还可以培养学生的观察能力、动手能力、思维能力和应变能力;为学生将来参加社会实践或进一步深造学习打下良好的基础，也是构成人才科学素质的重要组成部分。

化学实验其目的是通过观察和记录化学反应只的实验现象和实验数据，经过分析归纳出较准确的实验结论，从而得出相关的知识或客观规律。因此实验现象的观察和记录及其分析便是实验的基础部分，也是历年高考考点的重要内容之一，那么在教学过程中怎样引导学生来观察，记录和分析实验现象?选择实例从以下三方面来分析。

一、准确描述实验现象

化学反应时原有物质(反应物)减少和新物质(生成物)增多，同时还伴有能量的变化。首先怎样根据化学反应中物质的增减和能量的变化，来分析描述该化学反应中应有的实验现象呢。

例如，在《钠与水的反应》(本节的第二课时)时可进行如下设计:第一步，巩固复习钠的物理性质和钠与非金属的反应。第二步，提出钠能与水反应，并规范地写出化学反应方程式。第三步，要求学生运用《氧化—还原反应》的知识来分析该化学反应方程式，并分析氧化还原和电子转移情况。第四步，要求学生运用《离子反应》的知识来分析该化学反应的离子方程式，并写出该反应的离子方程式。第五步，提示钠与水的反应剧烈放热，要求学生阅读课本第29页和30页的相关内容，思考第30页的《讨论》。第六步，请学生回答《讨论》的内容。基本上能答出:“钠浮在水面上，钠熔化成小球，溶液变成红色，还有气泡产生”同时还能说明产生现象的原因。第七步，进行实验，同时要求学生仔细观察实验现象，是否还有其他现象。很明显，除了以上实验现象之外还有“钠在水面上旋转，伴有嘶嘶声，钠最后完全消失”，其理由是:“产生的氢气有反冲作用并且燃烧，水过量钠完全溶解”。第八步，归纳总结该实验中所有的实验现象以及产生这些现象的原因。第九步，思考“钠与硫酸铜溶液作用时发生哪些化学反应?同时可能产生哪些实验现象?”通过学生共同讨论，然后用实验来进行论证，最后便很自然地得出相关的结论，从而完成本节课的教学内容。

这节课先复习钠的相关性质;再根据钠的减少，氢氧化钠和氢气的产生以及反应剧烈放热等，来分析探讨该实验中可能产生的实验现象;然后通过实验来论证和补充，以加深印象;最后拓开知识，让学生来讨论和观察，并且进行总结，从而达到更深层次的认识。

采用这种探究式的教学方法，可指导学生根据该化学反应自身的特点，较全面的分析探讨该实验中可能产生的实验现象，这样可以避免学生机械地记忆实验现象(不可能记住所有实验的化学实验现象)，从而减轻学生的学习负担，还可以提高学生的学习兴趣;更重要的是引导了学生准确描述实验现象的方法“通过分析反应物的减少和生成物的增多以及反应中表现出来的相关性质，来描述反应的实验现象”;最终也提高了教学效果。

二、正确分析实验现象

通过化学实验培养学生的观察能力和科学地分析能力，指导学生仔细地观察化学反应中的实验现象，从中获得重要的相关信息，经过加工分析归纳和总结，得出有关的化学知识和规律。那么，怎样引导学生来分析化学反应中的实验现象呢?

例如，在《浓硫酸的强氧化性》(本节的第二课时)时可进行如下设计:第一步，巩固复习浓硫酸的吸水性，脱水性和酸的通性。第二步，依据酸的通性“稀硫酸能与铜反应吗?”“不能!”那么“浓硫酸能与铜反应吗?”提出疑问，激发学生的求知欲望。第三步，进行实验，要求学生仔细观察，注意铜片上的变化以及液体的颜色等。第四步，请学生回答观察到的实验现象，并进行归纳和总结所有的实验现象。第五步，共同讨论和分析这些实验现象:“加热时铜片变小，伴有气泡”说明加热时浓硫酸能与铜反应而且有气体生成;“气体能使品红溶液褪色，能使石蕊溶液变红”说明该气体为二氧化硫;“反应混合物倒入水中变蓝”说明有铜盐生成。第六步，根据溶液的电中性得出铜盐为硫酸铜;根据氢元素的守恒有水生成。第七步，小结:浓硫酸加热时能与铜反应生成二氧化硫，硫酸铜和水。规范地写出化学反应方程式，强调反应的条件。第八步，要求学生运用《氧化—还原反应》的知识来分析该反应方程式以及浓硫酸的作用。最后分析完成浓硫酸与木炭的反应，与铁铝的钝化以及浓硫酸的用途等内容。

这节课主要通过观察记录化学反应过程中的实验现象，证明该反应能够进行，并且通过分析实验现象得出相应的变化和生成物，从而得到所需要的实验结论，有效地完成本节课的教学内容和教学目标。

这种探究式的教学形象直观，生动有趣，有利于培养和激发学生的学习兴趣;培养学生的观察能力和科学地分析能力;引导学生分析实验现象，获得了新的知识。

三、探究实验的意外现象

化学反应通常会受到反应装置，反应条件，反应物的性质，反应物的用量，以及副反应等诸多因素的影响，会干扰实验的现象。例如，氨的喷泉实验时没有形成喷泉;铜－锌原电池实验时锌片上也有气泡;乙烯与溴加成时，溴水不褪色反而出现颜色更深;银镜反应中没有生成银镜而得到黑色沉淀;乙醛与氢氧化铜煮沸没有红色沉淀而有黑色沉淀等等意外的实验现象。如果此时处理不当，不仅未能达到化学实验的目的，相反还有可能出现误导和误解，不利于课堂教学。那么此时怎样正确地分析和处理这些意外的实验现象呢?

在《溴乙烷的消去反应》(本节的第二课时)中，将溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热，再用溴水来验证反应的生成物时，“溴水没有褪色反而出现下层颜色更深”这个意外现象。“为什么会出现这种现象呢?”怎样来分析?第一，验证生成物乙烯时的反应方程式为:CH₂= CH₂+ Br₂→CH₂ Br－CH₂ Br，溴水应该会褪色，与该反应的现象不符;第二，原反应物溴乙烷和乙醇均为无色，共热时有少量的挥发出来进入到溴水中，不会变成有色物质，当然不影响液体的颜色;第三，乙烯为无色气体，CH₂ Br－CH₂ Br无色液体，也不会影响液体的颜色;第四，这些物质中只有Br₂为红色，而且在有机物中颜色会加深，因此这个意外的实验现象可能是由Br₂引起，即溴水中的Br₂过量引起的。第五，取实验中的下层液体与淀粉—KI溶液作用，液体变蓝，进一步说明Br₂过量。第六，重新进行实验，改用少量的稀溴水来验证，溴水褪色没有出现意外的实验现象。最后归纳总结“溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热，发生消去反应，并生成不饱和烃乙烯”。

在化学实验中经常会出现类似的意外现象，此时可乘机进行反问，自然地激发学生的兴趣和好奇心，能有目的地调动学生的积极性，使学生来积极思考，共同探究该反应中可能会出现的现象及其产生现象的各种原因，再通过归纳总结得出造成意外现象的原因，圆满地得到实验的结果，达到实验教学的目的。这样不仅可以帮助学生巩固和熟悉课堂知识，同时还可以培养学生的分析能力和应变能力。

化学实验是化学教学的重要组成部分，在进行化学实验教学时多采用探究式教学，通过实验不仅可以帮助学生掌握化学实验的基本操作和基本技能技巧;学会观察描述和分析实验现象，巩固化学基础知识;同时还可以指导学生记录分析和处理实验数据，识别绘制和连接实验装置，指导学生进行简单的实验方案设计等;也可以帮助学生为参加社会实践或进一步深造学习打下扎实的基础。