运用实验探究上活“电解原理”一节化学课，本文主要内容关键词为：原理论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
实验探究是目前化学课上教师采用比较多的一种教学方法，其特点是充分利用了化学实验所具有的特殊功能和作用，引导和促进学生深入地理解概念和原理、灵活地运用知识和技能解决问题以及自主地开展科学探究活动。下面以高中新教材“电解原理”一节的教学为例，谈谈我们运用实验探究方法进行化学教学的一点体会。
根据多年的教学经验，我感觉“电解原理”一节，虽然所涉及的知识理论性强，内容较抽象，学生理解、运用起来有一定困难，但作为高三的学生，经过高一、高二的学习，对元素化合物、氧化还原反应、原电池等知识已有了较深刻的认识，应该能在已有的知识基础上，自己设计完成实验，得出结论。因此，采用实验探究方法是较为适宜的。
在实际教学中，我采取教师主导、学生分组学习的形式，通过“提出问题—形成假设—设计方案—实验验证—思考与结论—表达与交流”等程序，完成对电解原理的实验探究过程。课前，我向学生布置了几项预习作业：（1）复习氧化还原反应中的有关概念，并对其相互间的关系进行归纳；（2）复习原电池的概念及能量与化学反应的关系等知识；（3）思考除原电池外，化学能和电能之间其它形式的转变情况等。
学生在课下对这些问题进行了较全面的预习和准备，有些同学还将氧化还原反应相关概念间的联系设计成表格或关系图的形式，进行全面归纳和总结，并结合电极反应，说明原电池反应中能量的变化与化学反应的关系。一些同学的作品做得非常好，我把它们作为阅读材料于课前分发给各组，让大家学习和借鉴。
开始上课了，为了激发学生们的学习兴趣，帮助他们理解电解原理在工业生产上的重要应用，我特意选编了一份介绍氯碱工业发展及其产品应用的文章作为阅读资料分发给每位同学，并结合文章中（1）氯碱工业的重要地位；（2）产品的重要应用；（3）氢气、氯气、氢氧化钠的大量制备等内容，启发学生思考：“工业上究竟根据什么反应原理来进行生产，得到有广泛用途的氢气、氯气、氢氧化钠的？”以此创设问题情境，自然引入探究主题。
在化学反应过程中，除有新物质生成之外，还常常伴有能量的转化，如化学能转化成电能的原电池反应。关于原电池，我提出两个复习问题：（1）形成原电池的条件是什么？（2）如何判断原电池的正极、负极？通过以上两个基本知识的回忆，教师把学生的思维领入电化学领域。结合Zn—Cu原电池的构成特点，提出假设：若将原电池装置作如图1的改动。
那么，（1）对于此装置，溶液中主要的阴、阳离子是什么？开通电源前后，阴、阳离子分别怎样运动？并预测分别有什么现象发生。（2）如何用简单的实验方法初步检验预测中的气体产物？学生分组对这两个问题进行讨论。
讨论之后，各组推选代表上台发言，进行组间交流。在此期间，教师边巡视、边参与各组的讨论，了解讨论的情况。其中实验方案的设计引起了学生极大兴趣，他们各抒己见，用自己认为最少的仪器、最简捷的操作来设计反应装置，预测可能见到的现象，并推断结论：“可能会看到铜和氯气生成”，“铜可能沉积在容器底部”，“我可以通过看气体颜色来判断是否为氯气”，“闻闻气味不是也可以判断氯气吗？”，“那是不符合环保要求的，最好还是用KI淀粉试纸来检验”，“用pH试纸、石蕊试纸是不是也可以呢？”……五花八门的答案显示了同学们思维的活跃性。由于不同组学生设计的实验方案不尽相同，因此，教师在学生发言之后予以点评，并帮助学生分析方案中的得与失，进而确定最佳方案。
确定了实验方案之后，学生在教师的指导下开始做分组实验以验证假设的正确与否，此时教师在巡视中指导学生进行实验操作，并和学生一起观察实验现象。由于是验证自己设计的实验方案，学生们投入了极大热情，组内同学体现了很好的相互合作精神。当实验现象和预测的结果相吻合时，学生们露出了获得成功的愉快表情。通过自己亲自动手操作，在实践中验证了自己分析问题的能力。课堂教学让学生体验到了成功的快乐，并为学生下一步理性思考问题奠定了良好的心理基础。此时教师不失时机地追问：在所用实验装置（即电解槽）的凹处，为什么要设置一个小缺口（如图2）？
问题提出后，活跃的课堂立刻安静了下来。“是啊，这个小缺口，刚才怎么没有注意到呢？”沉默片刻，只见一位男生用手向上推了一下自己的眼镜，轻声地说：“是为了防止氯气逸出”。轻声细语的回答，带给大家的是恍然大悟。
适时地启发、指导，使学生正确地完成了实验过程，“悱”的心理状态已经形成，是到了把感性认识上升到理论高度的时候了。
教师引导学生分析实验装置与原电池装置的区别，指出关键在于是否有外加电源，若反应是以开通外加电源为前提，即借助于外加电源才能发生氧化还原反应的过程，称之为电解。至此，即可揭开电解概念的面纱，让学生从反应实质的高度认识电解的概念，并结合实验操作，由学生归纳得出电解池的形成条件。
在学生自己通过实验得出结论的基础上，我又用课件的形式（如图3），将电解原理的微观过程展现在学生面前，使学生直观地了解到电解时导线上的电子及溶液中阴、阳离子的运动方式，从而深入理解电解产物的生成是在外加电场的作用下，溶液中阴、阳离子得失电子发生氧化还原反应的结果，也就是在电能作用的前提下，实现形成化学能的过程，即电解装置中的能量转换形式恰与原电池中相反。
在讨论氯化铜溶液电解实例的基础上，我启发学生：其它电解质溶液进行电解时，也同样遵循上述反应原理。由此，师生一起归纳出本节课的探究主题——电解原理。即阴极—得电子—还原反应，阳极—失电子—氧化反应
并继续启发学生思考：电解质溶液的导电过程以及电解质溶液的导电实质是什么？这时，我有意将学生的思路引回到氯化铜溶液中来，并提出问题：氯化铜溶液中共有几种离子？结合实验说明其中离子得失电子的难易顺序。
该问题的给出，旨在使学生进一步明确电解过程中，溶液中阴阳离子的放电过程是与氧化还原反应紧密相关的，且氧化性、还原性的强弱是影响阴阳离子放电顺序的重要因素之一。
对电解原理的认识，学生虽然已从感性上升到理性，但思维还缺乏深刻性，教师继续引导学生进行原电池和电解池知识的对比、总结。
通过对比、总结，有助于培养学生分析问题的能力和归纳、综合的能力，掌握科学的学习方法。
下课前，我向学生提出本节课的最后一个讨论问题：若将饱和食盐水在惰性电极的条件下进行电解，得到的主要产物是什么？
这时学生的回答已是水到渠成，他们纷纷举手，踊跃发言，而当他们说出主要产物是氢气、氯气、氢氧化钠时，便立即明白原来工业上大量的氢气、氯气、氢氧化钠就是这样生产出来的，而该电解反应正是氯碱工业的基础反应！学生们表现得异常兴奋和满足。
从学生的精神面貌以及课堂反馈的结果来看，学生们是在愉快的情绪中，学习了本节“电解原理”这一较为抽象的理论知识。他们在实验设计、探究过程中，体验到求知过程的快乐，在观看电脑动画模拟电解过程的演示时，更是使想象在微观世界中驰骋。而我也同样深深感受到师生之间关系的和谐融洽，体验到精神上的美好享受。
这节课自己感觉最大的收获是观念上的转变。通过对实验探究教学的学习与实践，使我进一步体会到，在教学中重要的是要向学生传授科学的学习方法，使他们通过科学探究自己获得知识、提高能力，也进一步感悟了叶圣陶先生“教是为了不教”的教学思想的深邃。应该说这节课既是对传统教学的改良，同时也是运用新的教学思想进行教学改革的一次有益尝试。
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