高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究

1、高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究?中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)?提出：“中學(xué)化學(xué)教育必須以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn);“要讓學(xué)生學(xué)得生動(dòng)、主動(dòng) ,讓學(xué)生親自體驗(yàn)、手腦并用 ,讓學(xué)生應(yīng)用新技術(shù)、獲取新信息 ,讓學(xué)生參與教學(xué)、嘗試成功?；瘜W(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為根底的自然科學(xué) ,實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有利于學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性學(xué)習(xí) ,化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)學(xué)科中最主要的探究方式 ,也是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的學(xué)習(xí)方式。一、對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)概念的界定探究性實(shí)驗(yàn)是由教師、學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段 ,探究未知的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù) ,并在獲得現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的根底上得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以問(wèn)題為核心的教學(xué) ,這種教學(xué)方式 ,為學(xué)生提供了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的時(shí)機(jī)。學(xué)生可以

2、通過(guò)搜集、查閱大量的資料 ,尋求解決問(wèn)題的途徑;設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案;通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察分析最后將問(wèn)題解決?；瘜W(xué)探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是不同性質(zhì)的實(shí)驗(yàn) ,探究性實(shí)驗(yàn)是以探究問(wèn)題和任務(wù)帶動(dòng)的 ,學(xué)生可以充分發(fā)揮主動(dòng)性和自主性。1.實(shí)驗(yàn)選題探究性實(shí)驗(yàn)的選題范圍很廣 ,可以來(lái)源于教學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象和疑難問(wèn)題 ,如碳酸鈉、硫酸鎂、氯化鈉導(dǎo)電性差異的探究;也可以是對(duì)教材中學(xué)生未知的理論事先進(jìn)行探究 ,使學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)提高探究而獲得 ,如探究不同組成的鹽溶液的酸堿性等;還可以是與生活和環(huán)境密切相關(guān)的現(xiàn)象或事物等的探究 ,如制作番茄電池、探究原電池的工作原理等。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康慕y(tǒng)領(lǐng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思

3、路和實(shí)驗(yàn)步驟的實(shí)施。探究性實(shí)驗(yàn)的目的是在假設(shè)的指引下獲取支持假設(shè)或推翻假設(shè)的科學(xué)實(shí)證 ,從而驗(yàn)證假設(shè) ,在這個(gè)目的指引下 ,實(shí)驗(yàn)者更重視獲取對(duì)假設(shè)有用的實(shí)驗(yàn)信息。3.實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行控制的有序過(guò)程。探究性實(shí)驗(yàn)的步驟在實(shí)驗(yàn)者的設(shè)計(jì)中占有主要的地位 ,什么樣的實(shí)驗(yàn)步驟取決于實(shí)驗(yàn)者對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡睦斫獬潭?,以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假想的細(xì)致程度。實(shí)驗(yàn)者在自己的假設(shè)中通過(guò)創(chuàng)新思維活動(dòng)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟并完成操作 ,既有對(duì)步驟的期望也有對(duì)操作精確度的自我要求 ,目標(biāo)直指獲得假設(shè)的成功。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果評(píng)價(jià)相當(dāng)注重整體的評(píng)價(jià) ,包括選題、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程以

4、及實(shí)驗(yàn)成果等幾個(gè)重要方面 ,它注重過(guò)程的評(píng)價(jià)和學(xué)生在此過(guò)程中的活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)。二、教師在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所起的作用1.提出探究任務(wù)或問(wèn)題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的第一要素和實(shí)施環(huán)節(jié)是：學(xué)生必須有一個(gè)明確的任務(wù) ,或者在某一情境中自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。教師創(chuàng)設(shè)一定的問(wèn)題情境 ,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題;或教師直接提出問(wèn)題 ,使學(xué)生明確探究任務(wù) ,是開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)的前提?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的直觀性、生動(dòng)性和變化性使其自身充滿(mǎn)了探究的懸念 ,易引起學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和探究興趣。利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境是探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最重要的創(chuàng)設(shè)途徑之一 ,其適用范圍很廣 ,如元素化合物及其反響產(chǎn)物的性質(zhì)探究;按一定要求制備物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

5、(裝置、藥品、操作);證明概念、理論或習(xí)題的有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究;聯(lián)系實(shí)際解決生活問(wèn)題、趣味實(shí)驗(yàn)的探究等等。2.搜集信息和分析問(wèn)題調(diào)控探究過(guò)程在學(xué)生自主進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)階段 ,教師的主要角色是組織者和指導(dǎo)者。高中學(xué)生需要得到外界的幫助和支持 ,教師作為教學(xué)的重要資源 ,應(yīng)根據(jù)具體的探究活動(dòng)和學(xué)生的行為特點(diǎn)給予指導(dǎo)和幫助。除在化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能方面的指導(dǎo)外 ,還需在學(xué)生參與探究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程、探究過(guò)程中意外情況的處理、通過(guò)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的探究等方面予以指導(dǎo)和幫助。例如探究過(guò)程中如何提出猜測(cè)與假設(shè)、如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,教師要通過(guò)搜集各類(lèi)信息并分析相關(guān)的問(wèn)題 ,來(lái)幫助學(xué)生更好地進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。

6、3.表達(dá)和交流組織結(jié)果評(píng)價(jià)交流環(huán)節(jié)是對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和提升 ,一般是在學(xué)生進(jìn)行充分地探究之后 ,由師生共同完成的。教師作為組織者和引導(dǎo)者 ,其主導(dǎo)作用也非常重要。三、實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略1.充分挖掘教材中的資源 ,培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的興趣教材是化學(xué)知識(shí)的集合體 ,這些知識(shí)大多設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)證明 ,但并不是把知識(shí)的生成過(guò)程復(fù)原為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程 ,這為我們的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了很豐富的資源。如課本講了濕潤(rùn)的氯氣具有漂白作用 ,但沒(méi)講枯燥的氯氣、氯化氫是否具有漂白作用 ,在這里可以引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題 ,進(jìn)行假設(shè)或猜測(cè)、驗(yàn)證猜測(cè)、得出結(jié)論 ,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 ,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。案例

7、：由氯氣溶于水形成氯水 ,探究氯水的成分和性質(zhì) ,推測(cè)可能發(fā)生的化學(xué)反響。觀察氯水的顏色 ,小心聞其氣味。推測(cè)1：氯水中含有Cl2分子。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將氯水滴入KI-淀粉溶液中 ,出現(xiàn)特殊的藍(lán)色。(教師提示：有I2析出)用pH試紙或藍(lán)色石蕊試紙測(cè)氯水的酸堿性。推測(cè)2：氯水呈酸性可能有鹽酸存在。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在氯水中滴加AgNO3溶液 ,析出白色沉淀。再滴入數(shù)滴稀HNO3 ,白色沉淀不溶解。發(fā)現(xiàn)藍(lán)色石蕊試紙?jiān)诼人邢茸兗t后變白。推測(cè)3：氯水可能有漂白作用 ,氯水具有氧化性。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：a.將紅色布條投入枯燥的氯氣中 ,無(wú)明顯變化;氯水滴在紅色布條上 ,布條褪色。b.將氯水慢慢滴入少量含酚酞的NaOH溶液中

8、至pH≤7 ,溶液褪色;上述溶液中反滴NaOH至過(guò)量 ,溶液不變紅。說(shuō)明氯水的漂白是氧化作用。按氯水的組成和已有HCl生成的事實(shí)推測(cè) ,有可能生成了具有氧化性的HClO。日光照射盛滿(mǎn)氯水的倒置的圓底燒瓶 ,有氣體生成。推測(cè)4：HClO在光照條件下分解 ,放出難溶于水的O2。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：取漂白粉Ca(ClO)2或其它次氯酸鹽適量 ,加稀鹽酸 ,生成HClO溶液。繼而做光照實(shí)驗(yàn) ,與氯水比擬。氯水參加NaOH溶液 ,做漂白性實(shí)驗(yàn)。結(jié)論：氯水中含Cl2分子 ,具有刺激性氣味;氯氣溶于水發(fā)生化學(xué)反響 ,生成HCl和HClO ,既有酸性 ,又有漂白性。反響方程式為Cl2 + H2OHCl + HCl

9、O。2.對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的改良和探究 ,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力如課本上提到噴泉實(shí)驗(yàn)僅簡(jiǎn)單介紹 ,也只提供了一種實(shí)驗(yàn)方法。為此 ,教師將該問(wèn)題設(shè)計(jì)成一次探究活動(dòng) ,事先給出幾個(gè)提示性問(wèn)題 ,讓全班同學(xué)圍繞這些問(wèn)題通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)收索 ,查閱中學(xué)化學(xué)教育教學(xué)類(lèi)的報(bào)刊雜志、歷年高考題、教學(xué)和教材參考資料等 ,結(jié)合自己原有的知識(shí) ,提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ,方法越多越好。結(jié)果整理出的方案大致有以下幾種 ,都能做成噴泉實(shí)驗(yàn)：3.從大量的試題中尋找探究性實(shí)驗(yàn)的素材高考和各種模擬試題中有大量的不斷翻新的試題 ,這些題目中蘊(yùn)含著很多探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的切入點(diǎn) ,如次氯酸使氫氧化鈉的酚酞試液褪色原因的探究等等。對(duì)這些問(wèn)題

10、的實(shí)驗(yàn)探究不僅能提高實(shí)驗(yàn)技能 ,而且對(duì)思維能力、觀察能力、表達(dá)能力等的提高都有積極作用。例題：為了探究硫化鈉晶體(Na2S?nH2O)在空氣中的變化 ,某興趣小組的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象記錄如下：將少量硫化鈉晶體置于外表皿上 ,暴露在空氣中。三天后將樣品放入盛水的燒杯中 ,攪拌后得無(wú)色澄清溶液。取少量該溶液參加過(guò)量鹽酸中 ,有氣體放出 ,且溶液保持澄清。i. 請(qǐng)你根據(jù)上述記推測(cè)所放出氣體的成分可能是(至少寫(xiě)出三種) 。ii. 假設(shè)所放出氣體為兩種氣體的混合氣體 ,請(qǐng)使用品紅溶液、濃溴水、澄清石灰水三種試劑設(shè)計(jì)一個(gè)組合實(shí)驗(yàn)分析該混合氣體的組成 ,簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案、現(xiàn)象和結(jié)論。實(shí)驗(yàn)方案可能的現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)

11、論iii. 如果要檢驗(yàn)硫化鈉晶體是否被氧化生成了硫酸鈉 ,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明檢驗(yàn)的方法、現(xiàn)象和結(jié)論(可在興趣小組實(shí)驗(yàn)的根底上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))：參考答案：i. H2S SO2 CO2 H2S、CO2 SO2、CO2ii.實(shí)驗(yàn)方案可能的現(xiàn)象和相應(yīng)的結(jié)論將混合氣體依次通過(guò)盛有品紅、溴水、澄清石灰水的洗氣瓶。假設(shè)品紅褪色 ,溴水不完全褪色 ,澄清石灰水變渾濁 ,該氣體SO2、CO2的混合氣體；假設(shè)品紅不褪色 ,溴水褪色或變淺且有渾濁出現(xiàn) ,澄清石灰水變渾濁 ,該氣體為H2S、CO2的混合氣體。iii. 取題中實(shí)驗(yàn)后所得溶液 ,參加BaCl2溶液 ,假設(shè)有沉淀出現(xiàn)說(shuō)明生成了Na2SO4;假設(shè)無(wú)沉淀 ,那么說(shuō)明沒(méi)有生成Na2SO4。從教育心理學(xué)的角度看 ,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有接受和發(fā)現(xiàn)兩種。在接受學(xué)習(xí)中 ,學(xué)習(xí)內(nèi)容是以定論的形式直接呈現(xiàn)