高中论文：化学课堂开展探究性实验教学的实践.doc

化学课堂开展探究性实验教学的实践新一轮基础教育课程改革的一个重要而具体的目标,就是要让学生学习产生实质性的变化,提倡自主、合作和探究的学习方式，并将科学探究作为课程改革的突破口。普通高中化学课程标准所倡导的基本理念中明确指出，“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。化学实验，特别是探究性实验，其内容充满兴趣性、探索性、创造性，能激发学生的好奇心和求知欲。化学探究性实验教学把实验作为提出问题探索问题的重要途径和手段，充分发挥学生的主体作用，把学习过程看作是一种科学的探究过程，在对问题的探究过程中不断的获取知识，它对提高学生的科学素养，形成实事求是、严谨细致的科学态度，有着非常重要的作用。一、化学实验探究内容的选择原则普通高中化学课程标准对实验探究的内容进行了统一的规划和设计，这是我们选择实验探究内容的重要依据。除此之外，教师也可以根据具体教学的需要，自己选择或设计实验探究的内容。 1、趣味性原则探究教学是以发挥学生主体作用为特征。学生有一种天生的好奇倾向，喜欢探究问题，当好奇心得到满足，就有了成就感。因此探究内容必须能充分激发学生的内在动机和探究的欲望。学生对探究内容的兴趣是探究活动得以进行的动力源泉。因而，探究内容是否能引起学生的兴趣是至关重要的。什么样的内容才能引起学生的探究兴趣呢? (1)能满足学生现实需要的内容能够引起学生的兴趣。(2)具有一定难度和挑战性的问题，能够激发学生的探究兴趣。(3)超乎想像和常规但又在情理之中的问题内容，能够激发学生探究的欲望。例如：so2漂白性实验。so2通入品红溶液中，溶液由红色变为无色，加热后，又恢复为原来的红色。为防止污染，通常用naoh溶液吸收so2气体。如果将导管从naoh溶液中取出，重复上述实验，结果却大不一样了。品红溶液褪色后，将其加热，无色溶液却再也不会变为红色。如果学生按常规围绕so2展开假设，对其现象将百思不得其解。教师此时作适当引导，学生的思维不受so2的干扰，就容易作出猜想与假设：导管上粘有的naoh溶液与品红生成了无色的新物质。然后设计实验展开探究。 2、适度性原则 适度主要是指探究内容难度上和探究时间长短上的适度。探究的内容不能过于复杂，探究问题的难度应是学生通过努力可以解决的。即通过学生已有的知识、能力的提取和综合，可以进行探究并得到结果的。探究的内容也不能太容易，太容易的内容会让学生感到没有挑战，失去探究的兴趣。因此，中学的课堂探究，一般每次探究活动只包含一个中心问题（可包含几个小问题），进行一次探究循环过程即可解决。3、开放性原则 所探究的内容应体现适度的开放性，要为学生留有一定的创新空间，探究方法和结论惟一，不利于发挥学生的主观能动性和探究积极性。如探究测定一瓶naoh溶液的物质的量浓度这样的问题，学生会利用已有知识得出以下几种方案：分别取一定体积的naoh溶液，然后进行以下操作： 加热蒸干，称量所得naoh固体的质量，由质量换算成浓度； 加入过量的cus04溶液，充分反应，测定沉淀质量，根据方程式计算推知naoh质量及溶液浓度； 加入过量的金属铝，充分反应，测定产生氢气的量，再推算naoh的浓度； 用已知浓度的hcl进行中和滴定，根据耗酸量推知naoh的浓度。 虽然有些方案设计并不理想，但经过实践与比较，学生会得出最好的方案是用中和滴定法，此法方便可行，且误差小。 二、化学探究性实验的类型 1、关于基本操作的探究性实验 化学实验的基本操作可以培养学生操作的规范性，养成良好的操作习惯，掌握正确的操作技能。探究性实验则采取学生自主实验方法，让学生在探究实验的同时，探索出正确的实验方法和正确的操作技能，有目的地对学生进行操作训练。 例如，通过粗盐的提纯、配制一定浓度的溶液，比较不同浓度溶液的某些性质差异；让高中生初步学会物质的分离、提纯、和溶液配制等实验技能。 2、关于事实性知识的探究性实验 这类探究性实验主要有两种用途，一是探究化学物质的性质。通常物质的性质实验大多数是验证实验，是复习和巩固学生所学的化学知识，实验的难度比较小，但常常不能满足部分学生的求知欲。对这样的化学实验，最有效的方法是把它放在课堂教学中去完成，变复习、巩固知识为探索新知识。二是探究物质的制备。物质的制取通常是一个综合性实验，它要求学生具备一定的化学知识，同时对实验操作技能要求比较高，学生对这样的化学实验好奇心强，兴趣也特别浓厚，但也是问题最多的一类化学实验。实验设计的好坏直接关系到实验的成功率和结论的正确性。因此这类实验设计应首先降低难度，把复杂的实验划分成若干个部分，最后再探究出完整的实验方法。 案例1：氯气能与水反应吗？若能反应生成物是什么？创设情景：回忆氯气什么颜色，展示一瓶氯气和盛在试管中的新制饱和氯水，观察比较颜色，分析氯水颜色浅的原因。学生推测原因可能为：1、氯气被水冲稀导致的；2、氯气与水反应有消耗。提出问题：到底氯气与水反应吗？演示，将红纸条用水湿润一部分，伸入盛氯气的集气瓶中。学生观察描述现象，红纸条湿润的地方变白，干的部分不褪色。通过实验分析学生得出结论：氯气与水反应，生成的物质有漂白性。氯气本身不具有漂白性。预测与假设：氯气和水生成什么？学生根据氯气和水组成的元素容易预测是盐酸，盐酸有没有漂白性，做个实验试试。学生将盐酸滴在红纸条上，不褪色，说明盐酸没有漂白性。将氯水滴在红纸条上，一段时间后，褪色。此对照实验说明氯气和水还生成盐酸以外的具有漂白性的物质。教师直接告知这种物质是hclo，如何证明有无盐酸生成呢？设计实验：小组讨论。供参考的试剂和仪器：氯水、镁条、石蕊溶液、agno3溶液、胶头滴管、砂纸。方案1：将镁条用砂纸打磨，放入盛氯水的试管中，观察有无气泡。验证h。方案2：将石蕊滴入氯水中，看是否变红。方案3：将agno3溶液加入氯水中，看有无白色沉淀。验证cl-。结果，学生用不同的方案都证明了有盐酸生成。该案例探究过程比较完整，但教师提供参考的试剂和仪器，使学生容易设计出实验方案。案例2 ：如何用含0.25molh2s04稀溶液、0.5molnaoh溶液和足量的铝片制备较多的氢氧化铝? 设计实验：方案1：按以下顺序进行 alnaohnaalo2h2s04一a1(0h)3 m=05mol xl3 x78gmol=13g方案2：按以下顺序进行 a1h2s04一al2(s04)3na0hal(0h)3 m=0.5molx78gmol=39g方案3：按以下顺序进行alna0hnaalo2 alh2s04一a12(s04)3 naal02+a12(so4)3一al(0h)3 m=05molx43x78gmol=52g 通过探究得出，方案1产生的a1(0h)3最少，方案3产生的a1(oh)3最多。 3、关于物质的组成、结构和反应原理的探究性实验 案例1： 对于物质的微观结构，可借助宏观的实验现象来进行推断。例如，如何确定乙醇的分子结构?猜想与假设：乙醇的分子式是c2h60，对乙醇分子结构提出两种假设： 让乙醇和钠反应，生成氢气，若结构1正确则会有16的氢原子或有56的氢原子被置换出来，若结构2正确则全部的氢被置换出来。设计实验：通过研究设计出如下实验装置，测出乙醇的量和完全反应生成氢气的量。得出结论：把测得氢气的体积换算成标准状况下的体积，经过计算得出乙醇分子结构式为“结构1”。案例2：水中加入足量乙醛溶液，可以看到溴水褪色。乙醛和溴水反应属何种反应类型?猜想与假设：溴水与乙醛发生取代反应；由于乙醛分子中有不饱和键，溴水与乙醛发生加成反应；由于乙醛具有还原性，溴水将乙醛氧化为乙酸。发生氧化还原反应设计实验，进行实验操作：方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。方案二：测定反应前溴水中br2的物质的量和反应后br离子的物质的量。得出结论：猜想和猜想都会生成hbr，方案一无法区分和，根据方案二设计实验，收集实验数据，分析处理实验数据得出猜想正确4、关于理论性知识的探究性实验这类探究性实验主要是为了揭示概念原理的实质和形成过程。化学原理通常比较抽象，因此通过探究性实验将化学原理具体化、形象化、直观化，有利于启发学生的思维，帮助学生深化对理论性知识的理解。许多化学概念和原理是从化学实验中总结出来的，所以化学实验是化学概念和理论产生的基础。学生可以用探究的方式来学习化学基本概念和原理，以抓住其本质。案例：元素周期表中同周期元素自左向右，金属性和非金属性强弱如何递变? 猜想与假设：同周期元素从左向右，随着原子序数的递增，最外层电子数逐渐增加，原子半径又逐渐减小。因此，失电子能力减弱即金属性减弱，得电子能力增强即非金属性增强。 设计实验，进行实验操作： 钠和镁与水反应； 镁和铝与盐酸反应； 氢氧化钠溶液与氯化镁溶液反应制取氢氧化镁； 氢氧化钠溶液与氢氧化铝溶液反应，氢氧化铝沉淀溶解； 硅化镁撒入稀盐酸溶液中，得到的硅化氢在空气中立即自燃； 在硅酸钠的水溶液中滴人磷酸得到硅酸沉淀。 收集证据：通过对实验事实的处理得到下表的结论。序号发生反应实验现象得到的结论钠镁+水产生气体，钠比镁剧烈活泼性namg镁/铝+盐酸产生气体，镁比铝剧烈活泼性mga1氢氧化钠+氯化镁生成氢氧化镁沉淀碱性na0hmg(0h)2氢氧化钠+氯化铝氢氧化铝沉淀溶解碱性na0hal(0h)3硅化镁+盐酸产生硅化氢自燃sih4不稳定硅酸钠+磷酸产生硅酸沉淀酸性h3p04h2si03得出结论：元素周期表中同周期元素自左向右，元素的金属性减弱，非金属性增强。 4、关于实验中的“反常”现象设计探究性实验在实验中不可避免地会出现一些意料之外的反常现象，可引导学生观察、探究、分析和处理。案例1：在演示蔗糖与银氨溶液反应的实验时，市售的蔗糖，常常会出现 “反常”现象，即会有银镜生成。此时引导学生大胆假设“反常”是因为蔗糖在生产的时候，有部分水解，生成的葡萄糖混杂在其中所致。根据单糖可透过半透膜，二糖不能通过的知识，让学生设计实验去验证：将蔗糖溶液置于半透膜中，用少量蒸馏水渗析。取渗析后的蒸馏水与银氨溶液反应，有银镜生成，渗析后的蔗糖溶液无银镜生成。假设被证实，实验终于由“反常”转变为正常。案例2:在铁钉与cus04溶液置换反应实验后增加三个探究实验 na与cus04溶液反应可否置换出cu? na与fes04溶液反应有何现象? 室温下把铁钉放人盛浓h2s04的烧杯中一段时间后取出洗净，然后放人 cus04溶液中有何现象?学生在已知铁钉和cus04溶液反应现象的思维定势下，对实验很容易得出生成na2s04和cu的结论，而实际上有蓝色絮状物生成，同时有大量气体产生，却无cu析出。对实验学生也容易误认为与实验的现象一样，而实验的结果却多了白色fe(