牛桓云¹   曹葵²

 1.北京医学院附属中学 100083 2中国人民大学附属中学 10008

摘要：通过对2所学校学生同一个研究性实验课题的教学对比，两校学生的思维活跃程度、实验操作水平和实验设计能力基本没有差距，只是在理论分析时，侧重点略有不同。研究性学习这一学习方式适用于不同水平的学生，而且学生们对这种课本之外的研究都格外充满兴趣。

在教学中贯彻研究性学习是现代教学的一个发展趋势。在课堂上，研究性学习一般紧紧围绕着教材进行，而教材中通常已经有了一个十分明确的标准答案或方法，对学生来说，这种研究性学习只是在得到结论的过程中走几步弯路。我们需要一个开放型的研究性学习。这种课题都是很难在教材、参考书中找到现成答案的，有的就是同学或老师的认识误区(或错误)。同学们在学习过程中没有捷径可走，只有通过自己的亲身实践，走很多的弯路试误，在失败中不断地学习、完善、提高，最终在体会到科学探索艰辛的同时得到一个比较满意的结论。这才是我们真正的研究性学习。表面上看符合这些条件的课题似乎不存在，但是实际上我们只要稍加注意，我们的身边、教材中到处都是可选课题。

众所周知，氧气在空气中的体积比大约为21%。初中学习空气组成时有一个实验对此进行了验证，使用的是红磷做燃烧剂，然而其生成物五氧化二磷是有毒的。但是我们学习过的物质中有很多物质都可以和氧气反应，诸如:碳、硫、蜡烛、镁……为什么教材惟独选择了红磷呢?其根据是什么?有无更好的方案?

初中在验证氧气在空气中的比例时选用红磷，一些教师通常解释为:红磷与氧气反应后生成的五氧化二磷是固体，不占体积，而碳、硫与氧气反应生成的二氧化硫和二氧化碳是气体，这些气体在集气瓶中占据了一定的体积，会影响实验的准确性。这种说法对刚刚接触化学的初三学生来说是比较“完满”的。但是学习到酸碱盐一章后，问题就暴露出来了，碳、硫与氧气反应生成的是气体二氧化碳和二氧化硫同为可溶性酸性气体，是可以溶于碱性溶液中的，气体可以被完全吸收，也就是说对实验应该是没有影响的。

课题产生了，由于初三学生的知识水平的限制，要基本解决这个问题必须选择高中的学生。为此我们在北医附中选择了一部分高二学生在课余时间进行研究，人大附中则作为“化学研究所”选修课的课题在上课时进行研究。并对比两校学生的实验及分析水平。

一开始，教师便将这个问题提出，两校同学们都首先想到的是为了保证氧气完全反应，碳必须过量，此时碳和氧气反应会有一氧化碳和二氧化碳2种产物，而一氧化碳是不溶于水的，所以不能用碳。水平没有差别，但硫的问题都没有解决。理论猜测仅仅是猜测，事实是怎样的呢?还是靠实验数据来说话。

同学们争先恐后地开始操作，他们分别用不同的试剂做实验，吸收二氧化碳和二氧化硫有的用水，有的则用氢氧化钠溶液代替水。10min左右，学生基本完成了实验，只有使用木炭作燃烧剂、水做吸收剂的一组同学没有完成，因为水还在一滴一滴地往下滴，这是为什么?大家各抒己见，有的学生认为是二氧化碳的溶解度小，于是教师将事先准备好的一试管干燥的氯化氢气体取出，倒立在水中，并没有出现水面快速上升的现象，因为起决定性作用的是气体溶解的速度，而二氧化碳的溶解速度很慢，而决定溶解速度快慢的又是离子的扩散速度。即使完成实验的其他同学也出现了问题———各组数据之间有很大的差距，无法得到一个准确结论。这时就要引导学生分析原因。首先，每组学生的实验条件是不完全一致的。为了数据的可比性，学生要统一实验条件。

随后，学生通过讨论统一了实验方案，如增加缓冲瓶以防止气体泄漏，再重做一组数据。然而在学生高兴之余，老师依然要提醒学生，如果要说明你的数据是科学有效的，仅仅凭你一次两次的实验数据是没有说服力的，要有可重复性，一般要至少重复3次。由于时间的限制，不可能每个学生把所有内容都做一遍，这就要求学生做到数据共享(虽然这样做在科学性上有一定的问题，但是由于时间限制，不得不如此，也是一种遗憾)。

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