新课改背景下高中化学探究性实验教学的探讨与思考[1]

1、论文标题：新课改背景下高中化学探究性实验教学的探讨与思考作者姓名： 刘 勋单 位： 安徽省宿州市第二中学 （234000） 联系电话： 013855721503电子邮箱： liuxun503新课改背景下高中化学探究性实验教学的探讨与思考安徽省宿州市第二中学（234000） 刘 勋内容摘要新一轮课改在全国各地普遍展开，中学化学探究性实验已成为化学实验教学的主旋律，探究性实验教学一直是化学教师所关心的问题。为了更好地促进教师教学方式和学生学习方式的转变，提高学生学习化学的兴趣，培养学生的合作意识、创新精神，完善学生的人格，使探究性实验教学的内涵更加丰富，本文从探究性实验教学课题的选择、探究性实验的

2、教学模式及探究性实验教学中演示实验和分组实验的处理等方面介绍探究性实验教学的经验，并提出相应的思考。关键词 新课改 高中化学 探究性 实验教学 思考 随着新一轮国家基础教育课程改革的全面推进，实验教学特别是探究性实验教学得到了前所未有的重视，新课程标准中，一个突出的亮点就是更加重视全面提高学生的科学素养。“课程目标”中明确提出：“养成科学态度和科学精神，树立创新意识，逐步形成科学的世界观，初步学会本学科探究的一般方法，具有较强的本学科基本操作技能，收集和处理信息的能力”。由此，高中化学新课程教学的基本理念之一就是通过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，激发学生学习化学的兴趣、

3、强化科学探究意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力，真正内化和实现这一理念，探究性实验教学是最佳途径。高中化学中探究性实验教学总体上分为两类：一类是把教材中的“观察·思考”“活动·探究”等栏目整合成探究性实验课题，并结合课堂上学习的化学知识，对某个化学反应进行延伸、拓展和研究；另一类是运用课堂上学到的化学知识，探究相关的生活、生产和环保等方面的问题。如何进行探究性实验教学，笔者结合新课程教学实际谈几点粗浅看法。一、探究性实验教学课题的选择探究性实验教学是指在教师指导下，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，通过设计实验获取新知识和实验能

4、力的一种教学模式。在教学过程中，教师不把现成的原理和规律直接告诉学生，而是根据教学要求和学生认知特点提出课题，学生自行设计方案，通过实验、观察、阅读、分析、完成教学任务。那么，如何选择探究性实验教学课题？1、从教材某一知识中选择课题教材是化学知识的最大集合体，这些知识大多都设计了实验进行证明，但教材并没有把知识的形成过程还原为科学发现的过程，这就给我们的探究性实验教学提供了很丰富的资源。教学案例1：在“二氧化硫”教学中，我是这样引入新课的：用多媒体展示“酸雨”污染的图片，渗透保护环境的教育。然后让学生根据所看的图片总结酸雨的危害：使建筑物、桥梁、工业设备、文物等腐蚀速度加快；使湖泊酸化，致鱼类

5、死亡；使土壤酸化，绿色植物变枯黄、致死；影响人体健康等等。然后通过三个探究实验来探究二氧化硫的危害，在探究中学生自己得出二氧化硫的化学性质。学生从这样探究活动中体验到成功的快乐。探究实验1：虫子为什么会死呢？学生进行探究实验：在两个无色的集气瓶中分别放入一只活蹦乱跳的虫子，然后在其中的一个集气瓶中通入二氧化硫气体，观察实验现象。（让学生通过对比实验得出结论：二氧化硫具有毒性）探究实验2：酸雨是怎样形成的？探究实验3：花儿为什么会变白？ 学生进行探究实验：把新鲜红花放进充有二氧化硫的锥形瓶中，然后观察实验现象，看到鲜花颜色逐渐变浅，得出结论：二氧化硫具有漂白性。同时提出一个探究问题：这

6、个现象我们在哪里也看到过？学生回答说在氯气的性质实验中；继续引入探究问题，二氧化硫的漂白原理与氯气的漂白原理一样吗？学生思考、讨论、设计实验进行验证、得出结论。这样让学生在探究中创新，在创新中使知识进一步升华和巩固，由浅入深，层层递进，使化学教学体现科学性、创造性、灵活性特征。2、从课本习题中选择课题 新教材的习题设置具有多样性、综合性、灵活性和实践性，注重培养学生的科学探究能力，这给探究性实验教学提供了广阔的空间。教学案例2. Na2O2与CO2反应的实验探究创设问题情境 老师在讲解Na2O2化学性质的时候，做了这样两个实验：实验一、用坩埚钳夹住一团包裹有Na2O2粉末的棉花，再用胶头滴管在

7、棉花团上滴几滴水，棉花片刻就燃烧起来。实验二、用坩埚钳夹住一团包裹有Na2O2粉末的棉花，然后把棉花团伸进一装有CO2的集气瓶中，片刻棉花也燃烧起来。老师用两个化学方程式分别对两个实验作了解释：2Na2O2 + 2H2O = 4 NaOH + O2 （放热反应）2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 （放热反应）提出问题 有的学生对第二个实验的解释有不同的看法，实验室都是用稀盐酸与大理石制二氧化碳，一般情况下收集到的二氧化碳是不干燥的。他们提出如下的问题：）、由于制得的CO2不干燥，可能是Na2O2先与水反应生成NaOH，NaOH再与CO2反应生成Na2CO3 。 2Na2O

8、2 + 2H2O = 4 NaOH + O2 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O总反应：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2）、若用干燥的CO2，能看到上述现象吗？可能看不到。实验探究 探究实验1、用干燥的CO2与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，观察发生什么现象。探究实验2、用潮湿的CO2与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，观察发生什么现象。探究实验3、先用干燥的CO2与包裹有Na2O2粉末的棉花团作用，若看不到现象，取出棉花团，向集气瓶中加少量水振荡，再放入棉花团，观察会发生什么现象。学生进行探究实验，最后得出结论：Na2O2 可以直接与CO2反应即：

9、 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 3、将“观察·思考”等实验改为问题探究性实验教学案例3：对化学必修1“观察·思考” 中“铵盐的性质”进行了一次探究活动：将“氨气的实验室制法”设计为探究性实验。提出问题 教材在讲述氨气的实验室制法时，主要强调用含铵根离子的盐和碱在加热条件下制取氨气，在分析了实验原理后，引导学生提出问题：能否用硫酸铵或硝酸铵替代氯化铵？能否氢氧化钠代替氢氧化钙？猜想与假设 假设一：硫酸铵或硝酸铵中含有铵根离子，它们能与氢氧化钙反应制氨气。但硝酸铵固体受热或撞击易发生暴炸反应，很危险不能用。 假设二：氢氧化钠中含有氢氧根离子，它能与氯

10、化铵反应制氨气。但它们的反应速度如何？有无其他反应发生？这也是实验室制取气体应考虑的问题。设计实验方案 让学生在提出假设的基础上，设计出实验方案，教师检查学生的实验设计，给予适当指导。实验一：硫酸铵与氢氧化钙加热能放出氨气，速度稍慢。实验二：氯化铵与氢氧化钠加热能放出氨气，速度快，试管炸裂。实验三：氯化铵与氢氧化钙加热能放出氨气，速度适中。实验探究解释与结论 学生分组讨论实验现象后认为假设都是正确的。但实验一稍慢；实验二反应太快，不易控制，且氢氧化钠碱性太强与玻璃反应而引起试管炸裂；实验三适中。因此得出结论：不能用氢氧化钠代替氢氧化钙，也不用硝酸铵、硫酸铵替代氯化铵来制氨气。4、从现实生活、生

11、产实际中选择课题  现实生活中处处有化学现象和问题，对这些问题进行探究，有利于培养发现问题、思考问题、解决问题的习惯，从而使化学知识转变为解决实际问题的能力。教学案例4：在讲氯气的性质和用途时，我是这样引入新课的：自来水厂用氯气进行消毒，日常生活中我们用漂白液、漂白粉、漂粉精等进行消毒，其中起到漂白和杀菌作用的物质及其原理分别是什么呢？这节课我们就来探究这些问题。在此基础上再引导学生思考怎样保存漂白粉、怎样使用漂白粉才能使效果更好等新问题。二、探究性实验的教学模式1、教材中“观察·思考”“活动·探究”等栏目整合成的探究性实验教学模式程序：引发问题提出假设设计实验探

12、究总结规律迁移创新教学案例5：镁粉与溴水反应机理的探究（1）引发问题 由镁粉与溴水反应的实验现象引出探究问题（2）提出假说：学生明确要探索的课题后，经过激烈的讨论形成两种假说。镁粉直接与溴水中的溴反应，因为溴的非金属性较强。镁粉与溴水中的酸反应，因为溴水中存在： Br2+H2OHBr+HBrO（3）设计方案 针对提出的假说，学生设计了如下方案：将镁粉放入溴水中，观察溴水是否退色，有无气泡产生。如果溴水退色且无气泡产生，证明反应过程为假说；如果溴水退色且有气泡产生证明反应过程为假说。（4）实验探究：学生按拟订的方案进行实验，将镁粉放入溴水中，结果发现镁粉能使溴水退色，但只是开始产生少量的气泡。实

13、验结果与学生的两种假说相冲突。（5）修改假说和方案：针以上述现象，有的小组认为反应过程为并存，有的小组认为反应过程为，理由是：若反应过程为，气泡将持续产生，直到溴水退色。为证明反应过程为，学生将镁粉放入液溴中，结果无明显现象，学生感到茫然，经过及时诱导，学生很快想到向含有镁粉的液溴中滴加几滴水，结果发现溴的红棕色很快退去。（6）得出结论：学生根据实验结果，对照假说，分析归纳出结论。镁粉与溴水的反应过程为：Mg + Br2 = MgBr2 水在反应过程中起催化作用。2、运用课堂上学到的化学知识，探究相关的生活、生产和环保等方面的问题，这一类探究性实验教学的模式是融合化学知识、技能和方法，表现出一

14、定的新颖性、综合性和开放性，可作为优秀学生课外活动的素材。 一般结构是： 明确探究课题猜想与假设查阅文献资料设计实验方案观察现象总结规律。教学案例6：苹果“生锈”因素的探究课题引入：铁暴露在空气中会生锈。苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样，这与什么因素有关？探究课题切开的苹果“生锈”因素探究猜想与假设猜想：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。猜想：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；猜想：可能是果肉中的物质与空气中

15、的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。查阅有关资料 已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。实验探究 针对上面的猜想，化学活动小组依次设计了以下实验方案，进行了实验探究，并依次观察到下列实验现象。猜 想可行的实验方案观察到的实验现象猜想将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象果肉表面不变色猜想将一小块果肉放入充满氧气的集气瓶中，观察现象果肉表面变色猜想将一小块果肉放入充满氮气的集气瓶中，观察现象果肉表面不变色猜想将一小块果肉放入充满二氧化碳的集气瓶中，观察现象果肉表面不变色猜想将两小块果肉分别放入两个充满氧气的集气瓶中，

16、并把两个充满氧气的集气瓶分别放入盛有冷水和热水的大烧杯中，观察现象温度高的先变色得出结论 苹果“生锈” 与空气中的氧气及环境温度等因素有关三、探究性实验教学中演示实验和分组实验的处理 为充分发挥探究性实验教学的作用，我们备课时要紧密结合实验内容、学生实际和学校实验现状，灵活地选择演示探究和分组探究，处理好两类探究实验中应注意的问题。1、 探究性演示实验应注意的问题 选择、设计合适的演示探究内容。教师可以把教材中“观察·思考”“活动·探究”栏目中安全隐患较多的实验改为课堂探究性演示实验；演示实验作为课堂教学的一部分，探究量要注意把握，一般应在 20 分钟左右能完成探

17、究任务。 讲究设计问题、提出问题的策略。设计出的问题应具有较强思维价值，即能够引起学生认知冲突。这是成功实施探究性演示实验的关键。问题的设计可以从培养学生的感知能力、综合分析能力、迁移能力、比较能力、抽象概括能力和创造能力等几个方面入手，使提出的问题具有较好的启发性。提出的问题要面向全体学生，要能保证所有学生都积极参与，保证各层次、各类型的学生在课堂上各尽所能，各有所得；对学生可能出现的各种回答，应有充分的估计，并事先想好引导对策。 在实施探究之前可让学生大胆猜想。牛顿说过：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现”。猜想的过程是学生思维非常活跃的过程，这一过程容易突破传统思维的束缚，发展创造性思

18、维，为学生设计探究方案指明思路和方向。 把握探究过程。探究过程中要注重营造和谐、平等、合作的氛围；激发学生求知、探究的浓厚兴趣；给予不同的学生以表现的机会，以激其情，奋其志，使思维水平和探究能力不断提高；为学生做适当的指导；为其准备必要的仪器和药品；共同选择恰当的活动形式。探究性演示实验一般有以下几种方式：教师演示、学生单独演示、学生协作演示、师生共同演示等。在这几种演示方式中，要取得良好的探究效果，就必须尽可能地提高学生参与的程度。 得出结论时要充分发挥学生的能动性。采用学生分析、综合、讨论、归纳的方式，培养学生观察能力、思维能力，特别是创造性思维能力，以及根据实验现象分析、综合得出正确结论

19、的能力。 教师要及时做好总结和积累。每次演示后教师要立即收取反馈信息，总结探究设计的成功与不足，探索设计探究性演示实验的策略，积累设计探究性演示实验的经验，尤其要注意积累设计能激发学生探究欲望的问题和情境的经验。 教学案例7： “改进 Fe(OH)2 制备的探究性演示实验”。 提出课题 刚才我们直接将硫酸亚铁与氢氧化钠两种溶液混合来制取 Fe(OH)2，同学们观察到白色沉淀了吗？（学生回答：不明显。）想一想，为什么不能观察到白色沉淀？（学生思考后，回答：可能是氧气把 Fe(OH)2氧化了。）我们要想观察到明显的白色沉淀，就要想办法除去溶液中的氧气。那么我们如何设计、改进呢？ 学生设计 （将实验

20、室里有的，估计学生可能会用的仪器、药品均展示出来，学生设计时，教师下到各组给予适当指导）学生设计的方案有多种。 学生实验 各组按自己设计的方案探究。 交流评价 通过交流方案，分析实验结果，自评方案的优缺点。（教师给予适当指导）之后学生再实验、再交流。然后师生共同确定一两个较好的设计方案，师生共同演示。 结论 引导学生归纳总结，（教师也适时地参与）最后选出优秀的设计方案。 2、探究性分组实验应注意的问题：选择合适的分组探究内容。探究的内容既要能较好地激发学生的探究兴趣和探究热情又要无重大安全隐患。教师应给予学生充分的探究时间。分组探究性实验教学是一种新型的实验教学方式，教师课前必须做好充分准备，

21、做好及时引导、处理突发问题的准备，在有限时间内让学生充分地完成有效实验，较好地实现分组探究实验的教学目标。 在学生探究过程中，教师应抓住机会，适时与各小组进行交流，掌握学生的问题、倾听他们的想法，适时地评价他们的探究情况，并作适当的个别指导等。 引导学生做好实验记录。认真记录实验数据、实验现象，便于学生作数据处理、实验分析和归纳总结，培养学生的科学研究素质。 教学案例8： 分组探究“氯水中哪种微粒起了漂白作用”。 提出课题 教师通过演示“染上了红墨水的白手帕放入新制的氯水中，被漂白”，激发学生提出探究课题。 猜想与假设 各组学生纷纷提出对问题可能的答案，考虑各种可能，经讨论最后做出猜想与假设。

22、（教师巡视，接受提问和咨询，适时地作适当的指导。） 设计实验 各组学生分别汇报实验设计方案，（针对探究的目的和条件，选择合适的方案，设计可操作的步骤），师生共同讨论修订。 实验探究 学生进行实验，同时深入系统地观察、交流，收集实验信息与证据。 整理材料 学生自己整理，教师可给予适当指导。 分析与结论 学生将收集到的实验结果进行分析、处理，得出基本符合事实和证据的解释，与猜想和假设进行比较，最后归纳、总结提炼。四、对探究性实验教学的四点思考第一：在探究性实验教学过程中，教师要善于捕捉学生的“灵光”，保护好学生的好奇心、探究欲和探究行为，应鼓励学生大胆地提出实验方案。即使学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案，也要以表扬鼓励为主，充分肯定学生在提出实验方案的过程中能主动参与的精神和敢想作风。在学生自主设计、自己准备、亲自操作的过程中，培养和锻炼学生的实践能力。第二：探究性实验教学中，教师应该允许学生在保证安全的前提下按照自己的方案进行实验活动，让学生在实验过程中经受挫折的磨练，并体验实验的乐趣和实验成功的喜悦。第三：探究性实验教学中，教