设计探究性实验 培养学生的探究精神

长海四中 化学组 王斌

 

　　关于探究性实验，课本上给我们举出了两个例子：（1）铁制品生锈条件的探究；（2）调查化肥、农药的化学成分，结合使用的注意事项分析利弊。课程标准里给我们举出了三个例子：（1）分子运动；（2）质量守恒定律的探究；（3）空气中二氧化碳的测定。通过这些实验可以激发学生勇于探究的精神，唤起学生探索知识的热情，培养学生自主探究学习的能力和创新意识，全面提高学生素质。下列是我们开展探究性实验的一点尝试：
问题：研究 Mg、Fe、Al、Cu 几种金属的活动顺序。
　　探究过程：
　　一、收集事实和资料，提出实验方案
　　通过已掌握的知识，提出了如下两套实验方案。
方案1 与氧气反应的剧烈程度（实验现象）
　　1、资料
　　（1）镁、铝在常温下极易被氧化生成一层致密坚固的氧化膜，从而使金属失去光泽，常温下，在干燥的空气里，铁不易跟氧气起反应，铜很稳定。
　　（2）镁能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光：2Mg + O2 2MgO
　　铝在空气里，在高温下，可发生这样的反应：4Al + 3O2 2Al2O3
　　铁丝在纯净的氧气中能剧烈燃烧，火星四射：3Fe + 3O2 = Fe3O4
　　2、验证有关事实
　　（1）把铝粉或铝箔放在氧气里加热，铝燃烧放出大量热，同时发出耀眼的白光。
　　（2）把铜丝放在酒精灯上灼烧，铜丝表面变黑。
　　3、分析结论：镁、铁、铝、铜四种金属的活动顺序是：镁＞铝＞铁＞铜。

方案2 与酸反应的速度快慢
　　探究过程：
　　1、提出假设：金属越活泼，越容易失去电子生成阳离子，而使用权酸中的H+还原成H2，则与酸反应越剧烈。
　　2、验证假设：用四支试管各取相同质量、相同浓度的稀硫酸，四支试管中分别加入等质量的上述四种金属，观察产生气泡的快慢。
　　3、分析结论：镁表面产生气泡速度最快，铝次之，铁生成气泡速度缓慢，铜表面无气体生成。这四种金属的活动顺序是：镁＞铝＞铁＞铜。
　　二、交流结论，寻求理论解释
　　因为镁、铝、铁、铜核外电子排布不同，最外层电子数不同。
　　三、应用结论，水法冶铜
　　Fe + CuSO4 = FeSO4+ Cu
　　本次尝试，学生自己设计，自己动手，充分体现了学生装的自主学习原则，在一定程度上培养了学生探究知识、分析问题、解决问题的能力 。
化学的研究性学习有两种基本程序：
　　（1）提出问题→收集实验事实→事实和资料的处理→得出 结论→应用。
　　（2）提出问题→提出假设→验证假设→得出 结论→应用。
在教学中，我们要大胆改革，锐意创新，积极培养学生的科研意识，以提高学生的创新能力，从而全面提高学生素质。