探究式实验教学在《电解池》一节的实践和反思

知用中学 韩少晶

摘要：如何进行探究性实验教学是我们在教学中迫切需要解决的问题，本文从《电解池》一节的具体实践中细致阐述了探究性实验教学的应用以及需要注意问题。

关键词：探究、探究性实验教学、开放性实验

所谓探究，就其本意来说，是探讨和研究。探讨就是探求学问，探求真理和探本求源；研究就是研讨问题，追根求源和多方寻求答案，解决疑问。探究性实验教学是在教师引导下，学生以新知识的探索者和发现者的身份，运用已学过的知识和技能，通过实验获取新知的一种教学模式。在化学实验过程进行探究有利于培养学生的思维能力，激发学生自主学习的热情。

本文是笔者在进行高二化学选修四第四章《电化学基础》中第三节《电解池》教学中尝试运用了探究性实验教学的实践和反思。

一、研究教材，明确探究目标

有关电化学的知识既涉及到理论知识又与元素化合物知识密切相关。在原电池的学习中研究了化学能如何转化为电能的基础上，进一步研究电能如何转化为化学能是十分必要的。通过化学能和电能之间的相互转变，使学生对氧化还原反应的认识和化学反应中的能量变化的认识更加深刻。

本节教材是理论联系实际的典型例子，如电解饱和食盐水、电冶金、铜的精炼等，这些知识在工农业生产和科学研究上都有重要用途。学好本节教材，可以培养学生分析问题、解决问题的能力，也可以使学生理解化学知识在实际生产中的应用。

本节教材分为两部分，一是“电解原理”，以电解氯化铜溶液为例，介绍电解原理；二是“电解原理的应用”介绍电解饱和食盐水的反应原理，并简单介绍了以氯碱工业、电解精炼铜和电冶金的实例。

对于《电解池》以前的教法是做完书上的演示实验——电解氯化铜溶液，然后就进行艰深的离子放电顺序的理论教学，尤其在活泼金属做阳极的时候优先放电，总觉得很难让学生顺利掌握。可否把这些利用探究式的教学形式让学生理解更容易接受呢？

书中最后有一个关于电解饱和食盐水的科学探究，所以在介绍完电解原理后，我打算安排一节课让学生自己动手设计电解饱和食盐水的实验，既巩固电解原理，又能介绍电解原理在氯碱工业中的应用，并引出活泼阳极问题。

于是我对教材P78的科学探究进行改造，设计了一个具有探究性的实验，具体是：要求学生选择碳棒或者铁钉作为电极，设计一套电解食盐水的装臵进行实验，并检验产物。

（以下为教学设计的摘录）

【实验探究】以两人为一小组。选择碳棒或者铁钉作为电极，设计一套电解食盐水的装臵进行实验，并检验产物。注意要画实验装臵图、记录实验现象。

【提示】由于H2的检验比较困难，因此，我们只要求检验阳极产物Cl2，和阴极产物NaOH。

【介绍实验】

备选仪器：

铁钉（2根）、碳棒（2个）、电解槽、导线、直流电源、淀粉碘化钾试纸

药品：NaCl溶液、酚酞试液、蒸馏水

探究实验约需十分钟

【提问】请这个小组上来说明你们做的情况。注意要说明你们选用的电极材料和反应容器。

……

二、合理设计开放性实验

1.考虑实验每个细节

由于这个实验对于过程没有进行任何说明，这就导致了学生选择原料的不确定性，以及结果的开放性。

如果碳棒作阳极时，为典型的工业电解饱和食盐水的装臵，阳极反应为：2Cl—— 2 e—=== Cl2↑，阴极反应为：2H+ +2e—=== H2↑，总反应式为：2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑。照说，滴加酚酞试液，理应变红，但是发现如果电解池表面积较小时，酚酞会褪色。原来产物Cl2会和NaOH反应，得到漂白性溶液。

如果铁钉作阳极时，在阳极放电的就不是Cl—而是金属铁了，阳极反应变为：Fe —2e—=== Fe2+，阴极反应还是：2H+ +2e—=== H2↑。

装臵的影响也体现出来了，我前后试过U型管，小烧杯，大表面皿还有方型槽。如果是U型管的话，阳极区现象不明显；如果是小烧杯，大表面皿或者方型槽就会出现灰绿色沉淀。由于阴极消耗了H+，因此溶液呈碱性。Fe2+ +2OH— === Fe（OH）2↓

下表是最多出现的各种实验方案

设计这样的开放性实验对教师是极大的考验，要求教师对每一个

实验细节和可能出现的情况了如指掌，可以说这是备课过程中最艰难的环节。

2.排除不必要的方案干扰，精选仪器

由于前提是让学生自由选择仪器，仪器过多会导致方案的庞杂，势必造成课堂任务加重，使主题难以鲜明，因此只能从给学生提供的仪器中进行精简，以排除不必要的方案干扰。

因为使用U型管会造成铁钉做阳极的现象不明显，所以刚开始就排除了。再经过综合比较，发现使用大表面皿使电极的放臵出现难题，而且如电极靠近，会出现与小烧杯或方型槽相同的现象，而选用小烧杯和方型槽效果一样，相对小烧杯来，方型槽更美观，因此最后选定了方型槽。使方案缩减了一大半，即方案3、4、7、8。最后敲定的备选仪器为：铁钉（2根）、碳棒（2个）、方型电解槽、导线、直流电源、淀粉碘化钾试纸。

这样让学生可能出现的方案精简下来，也可让课堂主题更明确，以避免不必要的方案打乱整个课堂的主线。

教学中经常设计一些开放性实验，可达到提高学生创新能力的目的。学生可以在化学实验活动中动手又动脑，亲临其境，大胆创新，感受和体验各种学习过程和经验。

三、在设计实验方案中培养学生创新能力

对于探究性实验中出现的结论，我们不能因为实验的结束而嘎然而止。应该乘热打铁，及时开拓运用。

在最后的一个习题中就是设计一个家庭实验，要

求设计一个简易家庭用次氯酸钠消毒液发生器，请根

据电解饱和食盐水的反应原理，画出外加电源与导线。

（如右图）

采用的形式可以新颖点，让学生在下面画完后，

找上来的学生直接在PPT中用画笔画出来，既可以修改又直观。

通过这个拓展性实验设计方案，激发了同学们的热情，同时又巩固加深了对电解原理的掌握。

四、实践后教学反思

一个好的设计和积极的准备，是成功的一半；如果再有一个严密执行过程，那么成功的另一半就有了。对于探究性实验教学在课堂上的具体实践，感触颇深，现归纳为以下这样几个方面：

1.给学生以宽松自由的环境

对于这么一个开放性的实验，执行起来最难的地方就是如何引出你需要引出的问题，如果你需要的方案没有出现，那么可能会使课堂比较被动。

在我正式上公开课的时候，曾经出现了意想不到的情况。让学生动手探究的时候，班上同学都不约而同的选择方案3，我有点着急，因为我需要有铁钉作阳极的方案才能引出后面的内容，于是我提示学生们：“可以考虑铁钉啊！”同学们马上就全换成了铁钉，全部齐刷刷的方案7

，非常让我哭笑不得，我原来准备好的其他方案的处理对策

都用不上了。后来分析了一下原因，可能是学生们对电解氯化铜溶液印象深刻，以为两极一定要是一样的材料。所以，在学生进行开放性实验时，需要强调“自由选择”，并不要催促。

2.合理引导，得出结论

对于由于选择不同材料，造成出现不同实验现象，如何从实验现象得出结论，进而形成规律，显然是课堂的重中之重，这需要教师适时的进行引导。

比如如何从溶液先变红，后褪色推出原因呢？需要让学生从原理开始判断，阳极、阴极放电的分别是什么，阴极是H+放电后,势必造成OH-的富集增多，阳极产物是Cl2会和NaOH反应生成具有漂白性的溶液。这样通过现象，一步步推导，不仅得出结论，而且加深了知识的掌握。

3.对偶发事件的处理

在教学的过程中，经常会有一些偶发的事情，常常在你措手不及的时候出现。如何适当的处理，对于一堂课的成败与否是非常关键的。

那节公开课的后面，当同学们齐刷刷地换成了铁钉时，我曾经下去观察了一圈，发现每个人的现象都和我原来做的不一样，学生们都得出了红褐色的沉淀，或者仅带有少量灰绿色的沉淀的红褐色沉淀。但是我每次做的时候，都只会出现灰绿色的沉淀。

不过，我还是保持镇定地引导大家，红褐色沉淀是什么呢？——Fe(OH)3，是怎么来的呢？——由Fe(OH)2被氧化得来，至于Fe(OH)2怎么得来，前面提到就不重复了。

这次偶发事件虽然处理了，但是疑团一直萦绕在我的脑海里。后来一位老师提醒，更换装臵时，最好让学生把溶液也更换一下。原来如此：学生们由于着急，没有更换新的饱和食盐水，而是用的前面电解后的溶液，那个溶液已经不是NaCl溶液了，而是含有NaOH的。Fe2+ 和氢氧化钠溶液反应就是典型的课本上的结论：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。

许多伟大的科学发现都来源于偶然，有时不是没有发现的机会，而是没有迎接机会的准备。许多偶发事件的出现，能让我们学习到新知识，即使出现在措手不及的时候，也别错过这样好的学习机会。

布鲁纳在发现学习理论中说道：“认识是一个过程，而不是一种产品。”学习不仅是让学生掌握知识，更重要是让学生去体验知识、原理的产生过程。所以教师要创设学生能够独立探究的情境，引导学生自己去探究新知识，而不是为学生提供现成的知识。

探究性实验不仅是实验操作方式上的改变，更重要的是从鼓励参与、强调过程、突出开放的教学情境中，促使学生积极融入，主动探究，联系实际解决问题，帮助学生走出封闭的教室，在实践中形成科学的世界观和人生观。这是化学教学中实施素质教育和培养学生可持续性学习能力的一项有益的尝试，也是当前提倡的学科教学中实施创新教育的一种可行的途径，值得重视。

参考文献：

1.刘知新、王祖浩著，化学教学系统论，广西教育出版社，19xx年11月版。

2.王丹，试论探究式教学的特点及教师的作用，学科教育，19xx年第10期。

3.李世瑜，在化学实验教学中培养学生的创造动机，化学教育，19xx年第11期

4．卫子光.化学实验设计与研究。天津：南开大学出版社，2000.

第二篇：《电解池》教学反思

《电解池》教学反思

一个好的设计和积极的准备，是成功的一半；如果再有一个严密执行过程，那么成功的另一半就有了。为了上好电解池（第一课时）这一堂课，我准备了两套思路，一套思路是教学内容“电解池”，教学方法采用教师演示和课件相结合，教学重点是对比原电池和电解池，另一种思路是只学“电解池”，教学方法采用学生边实验边探究的方法，教学重点是电解池原理，经过认真考虑，我觉得第二种思路更符合新课标，故选用了这套方案，实践证明，这种思路得到更多同行的认可，我觉得这堂课的亮点主要有：

首先.导入精彩。

本节设计从小魔术（黑笔写红色字）引入，让学生观看魔术，产生兴趣，以达到激起求知欲，揭示课题得目的。在结尾揭示小魔术的奥秘，既起到前后呼应的目的，也起到巩固练习的目的。

其次本节充分发挥多媒体和实验的作用，通过观看氯化铜溶液电解过程的电脑动画理解电解反应原理；通过电解氯化铜溶液的实验，充分发挥实验和多媒体在教学中的作用，加深学生对知识的理解，激发学生学习的兴趣，激活了学生学习枯燥的化学原理的思维，同时采用激励评价的方式，大大调动了学生参与探究的热情，课堂气氛活跃，学生通过自主、合作、探究方式进行新知识的学习

再次选取合适的情境素材，注意教材内容的整合与取舍。

情境素材的选取，我在第一次思考这节课时选用的是可充电电池引入的，可充电电池距离学生的生活更加接近，手机电池的充电从能量角度更直观的表达了电解由化学能转化为电能，但是实际的可充电电池多比较复杂，学习本课后并不能很好的运用本节课内容来解释充电过程，我觉得这个情境素材放在电化学的复习课中可能更加恰当，所以最终选择了小魔术，用铅笔写红色字的奥秘正好是学生可以运用本节课内容可以解决的，起到了学以致用的目的。

关于电解模型的选取，我也做了反复的比较思考，是选取人教版中电解氯化铜做模型还是选取鲁科版电解熔融氯化钠做模型，电解熔融氯化钠学生在必修2金属的冶炼学习过，并且体系简单，便于分析。缺点就是没有办法做实验，给出宏观的现象。基于我的课的设计是基于用微观视角看宏观现象

总之本节课讨论安排合理，师生互动好，课堂气氛活跃。思考和探究的问题设置巧妙、合理，有利于面向学生。 教师上课有激情，教态自然、大方、有亲合力教学过程流畅。

当然，本节课肯定有它不足的地方，我觉得这堂课的缺点有：

1、本节设计探究的时间调控上还存在问题，即要兼顾开放性，同时要落实教学目标； 1

电极反应的书写课堂巩固不够，应在课后进一步加强训练。从反馈中也能看出，部分学生对于实验探究有些不适应，需要给他们提供更多的锻炼机会，并进行方法的指导。在新课程的实施过程中，要因材施教，逐步开放探究程度

2.上完这节课后，大部分同学反映是基本能掌握分析的方法，能记住“阳氧化、阴还原”，但由谁来得失电子还不是很熟悉，我想这要通过较多的练习才能熟练掌握电极的放电顺序。因此在以后的课时中多加一些分析原电池及电解池的电极反应的练习。

通过本节课，使我感受到了教学方法的重要性以及得到良好效果的快乐，也看到了学生的那种渴望创新、探索、渴求表现的要求，也使我看到了学生们的巨大的潜能，更大的发展性、可塑性，对于我在今后教学中给予学生列大的发展空间提供了基础。

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