高中論文：化學(xué)課堂開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

1、化學(xué)課堂開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的一個(gè)重要而具體的目標(biāo),就是要讓學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的變化,提倡自主、合作和探究的學(xué)習(xí)方式，并將科學(xué)探究作為課程改革的突破口。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的基本理念中明確指出，“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是探究性實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容充滿興趣性、探索性、創(chuàng)造性，能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲?；瘜W(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)把實(shí)驗(yàn)作為提出問題探索問題的重要途徑和手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，把學(xué)習(xí)過程看作是一種科學(xué)的探究過程，在對(duì)問題

2、的探究過程中不斷的獲取知識(shí)，它對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，形成實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，有著非常重要的作用。一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容的選擇原則普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，這是我們選擇實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容的重要依據(jù)。除此之外，教師也可以根據(jù)具體教學(xué)的需要，自己選擇或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容。 1、趣味性原則探究教學(xué)是以發(fā)揮學(xué)生主體作用為特征。學(xué)生有一種天生的好奇傾向，喜歡探究問題，當(dāng)好奇心得到滿足，就有了成就感。因此探究?jī)?nèi)容必須能充分激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)和探究的欲望。學(xué)生對(duì)探究?jī)?nèi)容的興趣是探究活動(dòng)得以進(jìn)行的動(dòng)力源泉。因而，探究?jī)?nèi)容是否能引起學(xué)生的興趣是至關(guān)重要的。什么樣的內(nèi)容才能引起學(xué)

3、生的探究興趣呢? (1)能滿足學(xué)生現(xiàn)實(shí)需要的內(nèi)容能夠引起學(xué)生的興趣。(2)具有一定難度和挑戰(zhàn)性的問題，能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣。(3)超乎想像和常規(guī)但又在情理之中的問題內(nèi)容，能夠激發(fā)學(xué)生探究的欲望。例如：so2漂白性實(shí)驗(yàn)。so2通入品紅溶液中，溶液由紅色變?yōu)闊o色，加熱后，又恢復(fù)為原來的紅色。為防止污染，通常用naoh溶液吸收so2氣體。如果將導(dǎo)管從naoh溶液中取出，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)果卻大不一樣了。品紅溶液褪色后，將其加熱，無色溶液卻再也不會(huì)變?yōu)榧t色。如果學(xué)生按常規(guī)圍繞so2展開假設(shè)，對(duì)其現(xiàn)象將百思不得其解。教師此時(shí)作適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生的思維不受so2的干擾，就容易作出猜想與假設(shè)：導(dǎo)管上粘有的nao

4、h溶液與品紅生成了無色的新物質(zhì)。然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)展開探究。 2、適度性原則 適度主要是指探究?jī)?nèi)容難度上和探究時(shí)間長(zhǎng)短上的適度。探究的內(nèi)容不能過于復(fù)雜，探究問題的難度應(yīng)是學(xué)生通過努力可以解決的。即通過學(xué)生已有的知識(shí)、能力的提取和綜合，可以進(jìn)行探究并得到結(jié)果的。探究的內(nèi)容也不能太容易，太容易的內(nèi)容會(huì)讓學(xué)生感到?jīng)]有挑戰(zhàn)，失去探究的興趣。因此，中學(xué)的課堂探究，一般每次探究活動(dòng)只包含一個(gè)中心問題（可包含幾個(gè)小問題），進(jìn)行一次探究循環(huán)過程即可解決。3、開放性原則 所探究的內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)適度的開放性，要為學(xué)生留有一定的創(chuàng)新空間，探究方法和結(jié)論惟一，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和探究積極性。如探究測(cè)定一瓶naoh溶液的

5、物質(zhì)的量濃度這樣的問題，學(xué)生會(huì)利用已有知識(shí)得出以下幾種方案：分別取一定體積的naoh溶液，然后進(jìn)行以下操作： 加熱蒸干，稱量所得naoh固體的質(zhì)量，由質(zhì)量換算成濃度； 加入過量的cus04溶液，充分反應(yīng)，測(cè)定沉淀質(zhì)量，根據(jù)方程式計(jì)算推知naoh質(zhì)量及溶液濃度； 加入過量的金屬鋁，充分反應(yīng)，測(cè)定產(chǎn)生氫氣的量，再推算naoh的濃度； 用已知濃度的hcl進(jìn)行中和滴定，根據(jù)耗酸量推知naoh的濃度。 雖然有些方案設(shè)計(jì)并不理想，但經(jīng)過實(shí)踐與比較，學(xué)生會(huì)得出最好的方案是用中和滴定法，此法方便可行，且誤差小。 二、化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的類型 1、關(guān)于基本操作的探究性實(shí)驗(yàn) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作可以培養(yǎng)學(xué)生操作的規(guī)范性

6、，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，掌握正確的操作技能。探究性實(shí)驗(yàn)則采取學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)方法，讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，探索出正確的實(shí)驗(yàn)方法和正確的操作技能，有目的地對(duì)學(xué)生進(jìn)行操作訓(xùn)練。 例如，通過粗鹽的提純、配制一定濃度的溶液，比較不同濃度溶液的某些性質(zhì)差異；讓高中生初步學(xué)會(huì)物質(zhì)的分離、提純、和溶液配制等實(shí)驗(yàn)技能。 2、關(guān)于事實(shí)性知識(shí)的探究性實(shí)驗(yàn) 這類探究性實(shí)驗(yàn)主要有兩種用途，一是探究化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)。通常物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，是復(fù)習(xí)和鞏固學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)的難度比較小，但常常不能滿足部分學(xué)生的求知欲。對(duì)這樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，最有效的方法是把它放在課堂教學(xué)中去完成，變復(fù)習(xí)、鞏固知識(shí)為探索新知識(shí)。二是探究

7、物質(zhì)的制備。物質(zhì)的制取通常是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，它要求學(xué)生具備一定的化學(xué)知識(shí)，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能要求比較高，學(xué)生對(duì)這樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)好奇心強(qiáng)，興趣也特別濃厚，但也是問題最多的一類化學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成功率和結(jié)論的正確性。因此這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)首先降低難度，把復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)劃分成若干個(gè)部分，最后再探究出完整的實(shí)驗(yàn)方法。 案例1：氯氣能與水反應(yīng)嗎？若能反應(yīng)生成物是什么？創(chuàng)設(shè)情景：回憶氯氣什么顏色，展示一瓶氯氣和盛在試管中的新制飽和氯水，觀察比較顏色，分析氯水顏色淺的原因。學(xué)生推測(cè)原因可能為：1、氯氣被水沖稀導(dǎo)致的；2、氯氣與水反應(yīng)有消耗。提出問題：到底氯氣與水反應(yīng)嗎？演示，將紅紙條用水濕潤(rùn)一部

8、分，伸入盛氯氣的集氣瓶中。學(xué)生觀察描述現(xiàn)象，紅紙條濕潤(rùn)的地方變白，干的部分不褪色。通過實(shí)驗(yàn)分析學(xué)生得出結(jié)論：氯氣與水反應(yīng)，生成的物質(zhì)有漂白性。氯氣本身不具有漂白性。預(yù)測(cè)與假設(shè)：氯氣和水生成什么？學(xué)生根據(jù)氯氣和水組成的元素容易預(yù)測(cè)是鹽酸，鹽酸有沒有漂白性，做個(gè)實(shí)驗(yàn)試試。學(xué)生將鹽酸滴在紅紙條上，不褪色，說明鹽酸沒有漂白性。將氯水滴在紅紙條上，一段時(shí)間后，褪色。此對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明氯氣和水還生成鹽酸以外的具有漂白性的物質(zhì)。教師直接告知這種物質(zhì)是hclo，如何證明有無鹽酸生成呢？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：小組討論。供參考的試劑和儀器：氯水、鎂條、石蕊溶液、agno3溶液、膠頭滴管、砂紙。方案1：將鎂條用砂紙打磨，放入盛氯水

9、的試管中，觀察有無氣泡。驗(yàn)證h。方案2：將石蕊滴入氯水中，看是否變紅。方案3：將agno3溶液加入氯水中，看有無白色沉淀。驗(yàn)證cl-。結(jié)果，學(xué)生用不同的方案都證明了有鹽酸生成。該案例探究過程比較完整，但教師提供參考的試劑和儀器，使學(xué)生容易設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。案例2 ：如何用含0.25molh2s04稀溶液、0.5molnaoh溶液和足量的鋁片制備較多的氫氧化鋁? 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：方案1：按以下順序進(jìn)行 alnaohnaalo2h2s04一a1(0h)3 m=05mol xl3 x78gmol=13g方案2：按以下順序進(jìn)行 a1h2s04一al2(s04)3na0hal(0h)3 m=0.5molx78g

10、mol=39g方案3：按以下順序進(jìn)行alna0hnaalo2 alh2s04一a12(s04)3 naal02+a12(so4)3一al(0h)3 m=05molx43x78gmol=52g 通過探究得出，方案1產(chǎn)生的a1(0h)3最少，方案3產(chǎn)生的a1(oh)3最多。 3、關(guān)于物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)原理的探究性實(shí)驗(yàn) 案例1： 對(duì)于物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，可借助宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來進(jìn)行推斷。例如，如何確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)?猜想與假設(shè)：乙醇的分子式是c2h60，對(duì)乙醇分子結(jié)構(gòu)提出兩種假設(shè)： 讓乙醇和鈉反應(yīng)，生成氫氣，若結(jié)構(gòu)1正確則會(huì)有16的氫原子或有56的氫原子被置換出來，若結(jié)構(gòu)2正確則全部的氫被置換出來。設(shè)

11、計(jì)實(shí)驗(yàn)：通過研究設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)出乙醇的量和完全反應(yīng)生成氫氣的量。得出結(jié)論：把測(cè)得氫氣的體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，經(jīng)過計(jì)算得出乙醇分子結(jié)構(gòu)式為“結(jié)構(gòu)1”。案例2：水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。乙醛和溴水反應(yīng)屬何種反應(yīng)類型?猜想與假設(shè)：溴水與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)；由于乙醛分子中有不飽和鍵，溴水與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)；由于乙醛具有還原性，溴水將乙醛氧化為乙酸。發(fā)生氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作：方案一：檢驗(yàn)褪色后溶液的酸堿性。方案二：測(cè)定反應(yīng)前溴水中br2的物質(zhì)的量和反應(yīng)后br離子的物質(zhì)的量。得出結(jié)論：猜想和猜想都會(huì)生成hbr，方案一無法區(qū)分和，根據(jù)方案二設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析

12、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出猜想正確4、關(guān)于理論性知識(shí)的探究性實(shí)驗(yàn)這類探究性實(shí)驗(yàn)主要是為了揭示概念原理的實(shí)質(zhì)和形成過程?；瘜W(xué)原理通常比較抽象，因此通過探究性實(shí)驗(yàn)將化學(xué)原理具體化、形象化、直觀化，有利于啟發(fā)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生深化對(duì)理論性知識(shí)的理解。許多化學(xué)概念和原理是從化學(xué)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的，所以化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)概念和理論產(chǎn)生的基礎(chǔ)。學(xué)生可以用探究的方式來學(xué)習(xí)化學(xué)基本概念和原理，以抓住其本質(zhì)。案例：元素周期表中同周期元素自左向右，金屬性和非金屬性強(qiáng)弱如何遞變? 猜想與假設(shè)：同周期元素從左向右，隨著原子序數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)逐漸增加，原子半徑又逐漸減小。因此，失電子能力減弱即金屬性減弱，得電子能力增強(qiáng)即非金屬

13、性增強(qiáng)。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作： 鈉和鎂與水反應(yīng)； 鎂和鋁與鹽酸反應(yīng)； 氫氧化鈉溶液與氯化鎂溶液反應(yīng)制取氫氧化鎂； 氫氧化鈉溶液與氫氧化鋁溶液反應(yīng)，氫氧化鋁沉淀溶解； 硅化鎂撒入稀鹽酸溶液中，得到的硅化氫在空氣中立即自燃； 在硅酸鈉的水溶液中滴人磷酸得到硅酸沉淀。 收集證據(jù)：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的處理得到下表的結(jié)論。序號(hào)發(fā)生反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論鈉鎂+水產(chǎn)生氣體，鈉比鎂劇烈活潑性namg鎂/鋁+鹽酸產(chǎn)生氣體，鎂比鋁劇烈活潑性mga1氫氧化鈉+氯化鎂生成氫氧化鎂沉淀堿性na0hmg(0h)2氫氧化鈉+氯化鋁氫氧化鋁沉淀溶解堿性na0hal(0h)3硅化鎂+鹽酸產(chǎn)生硅化氫自燃sih4不穩(wěn)定硅酸鈉+磷酸

14、產(chǎn)生硅酸沉淀酸性h3p04h2si03得出結(jié)論：元素周期表中同周期元素自左向右，元素的金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)。 4、關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的“反?！爆F(xiàn)象設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的反?，F(xiàn)象，可引導(dǎo)學(xué)生觀察、探究、分析和處理。案例1：在演示蔗糖與銀氨溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，市售的蔗糖，常常會(huì)出現(xiàn) “反常”現(xiàn)象，即會(huì)有銀鏡生成。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生大膽假設(shè)“反?！笔且?yàn)檎崽窃谏a(chǎn)的時(shí)候，有部分水解，生成的葡萄糖混雜在其中所致。根據(jù)單糖可透過半透膜，二糖不能通過的知識(shí)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證：將蔗糖溶液置于半透膜中，用少量蒸餾水滲析。取滲析后的蒸餾水與銀氨溶液反應(yīng)，有銀鏡生成，滲析后的蔗糖溶液無銀鏡生成。假設(shè)被證實(shí)，實(shí)驗(yàn)終于由“反?！鞭D(zhuǎn)變?yōu)檎?。案?:在鐵釘與cus04溶液置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)后增加三個(gè)探究實(shí)驗(yàn) na與cus04溶液反應(yīng)可否置換出cu? na與fes04溶液反應(yīng)有何現(xiàn)象? 室溫下把鐵釘放人盛濃h2s04的燒杯中一段時(shí)間后取出洗凈，然后放人 cus04溶液中有何現(xiàn)象?學(xué)生在已知鐵釘和cus04溶液反應(yīng)現(xiàn)象的思維定勢(shì)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)很容易得出生成na2s04和cu的結(jié)論，而實(shí)際上有藍(lán)色絮狀物生成，同時(shí)有大量氣體產(chǎn)生，卻無cu析出。對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生也容易誤認(rèn)為與實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象一樣，而實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻多了白色fe(