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新课程倡导探究式的教学方法。化学教师要改变传统的教学模式,逐步从验证性实验教学过渡到探究性实验教学,要根据学生的知识、能力水平层次,根据教材的重点、难点,合理设计探究实验方案,使其尽可能贴近生产生活实际,以激发学生的学习兴趣,取得良好的教学效果。
一、探究性实验教学模式
在验证性实验教学模式中,学生们用实验验证已学过的化学原理、概念或性质,实验过程是“照方抓药”,这极大地影响了学生的创新精神和创新能力的培养。
探究性实验教学的一般过程是:
提出问题:学生在阅读、观察、调查中对自然现象、生活现象或实验现象产生好奇,发现或提出有探究价值的问题。
假设与猜想:在已掌握的化学实验和实践经验的基础上对所提出的可能性答案,做出猜想与假设。
设计实验:针对探究目的和条件,设计可行性的操作步骤,以达到预期目标。
动手实验,获取实验事实与证据:正确操作,科学记录实验现象及数据,并在实验中注意观察、思考。
分析问题,得出结论:将收集到的现象与数据用化学知识加以分析、处理,得出结论,并与假设比较,对与猜测不一样的现象加以解释。
教学中教师的引导不是刻意地引出一个唯一的结果,而是让学生在探究过程中理解科学方法。
二、初中化学探究性实验类型及教学案例
探究性实验的研究内容,主要是来自教材中一些容易转化为运用探究实验教学方法来进行学习的内容,及将已学过的化学知识应用于解决日常生活、生产中的一些实际问题的内容。初中化学探究性实验常有如下几种:
1 探究组成的实验(如石蜡组成元素的探究,鉴别真假黄金);
2 探究性质的实验(如CO2:与石蕊试液变色原因的探究);
3 探究变化规律的实验(如质量守恒定律的探究);
4 探究物质制备的实验(如实验室制取H2、CO2:药品的选取及实验装置选择的探究);
5 探究反应条件的实验(如铁、铜生锈条件的探究,可燃性气体、粉尘发生爆炸条件的探究);
6 探究环境质量的实验(如雨水的ph值测定,污染空气的SO2、CO2的测定等);
[教学案例一]二氧化碳的实验室制法药品选取的探究

1 提出问题
初中化学教材第六单元在讲述二氧化碳的实验室制法时,主要用含碳酸根离子的碳酸钙和含氢离子的盐酸溶液来制取,在分析了其原理后,引导学生提出问题:用碳酸钠能否代替碳酸钙?稀硫酸能否代替稀盐酸?
2 猜想与假设
问题激发了学生的思维,他们提出了多种猜想与假设,教师适当地对学生的思路加以引导。
假设一:碳酸钠也是含有碳酸根离子的物质,它能够与稀盐酸反应生成二氧化碳。
假设二:稀硫酸也含有氢离子,它也能够与碳酸钙反应生成二氧化碳。
但它们的反应速率如何?反应进行的程度如何?是否适宜用于在实验室制取CO2,这也是探究中应考虑的问题。
3 设计实验,进行验证
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,给予适当的指导。
实验一:用大理石和稀盐酸反应——能反应,放出二氧化碳,速率适中。
实验二:用碳酸钠和稀盐酸反应——能反应,放出二氧化碳,瞬间完成。
实验三:用大理石和稀硫酸反应——能反应,放出二氧化碳,但很快停止。
(实验步骤略,学生观察现象并记录)
4 解释与结论
让学生分组分析、讨论实验现象(引导学生查阅资料)。假设一、假设二都是正确的,但实验二尽管能反应放出二氧化碳,可是反应速度太快,不易控制,实验三中碳酸钙与稀硫酸能反应,但由于生成的CaSO4微溶,覆盖在大理石的表面,阻止了反应的继续进行。从而得出结论:不宜用稀硫酸代替稀盐酸或用Na2CO3,代替大理石制取二氧化碳。
[教学案例二]关于测定空气中氧气体积分数的实验条件的探究
初中化学教材第一单元[实验2-1],用红磷作为燃烧物在密闭容器中燃烧消耗氧气的方法,测定一定体积的空气中氧气所占的体积分数。教师通过演示实验,得出氧气约占空气体积的1/5的结论。本课题的教学,可以设计为开放的实验探究课。
1 提出问题
能在空气中燃烧的可燃物很多,为什么一定要选磷?能否用其它可燃物替代磷?
2 提出假设
学生通过讨论提出了多种假设:木炭、硫、镁条、蜡烛都能在空气中燃烧,消耗氧气,可替代磷。
3 设计实验,进行论证
将支持不同假设的学生分成几个小组,按课本的实验装置(可改进)进行实验。(实验仪器:玻璃钟罩、燃烧匙、胶塞、水槽。提示:可燃物要过量。)
实验中,分别用红磷、木炭、硫、镁条、蜡烛作燃烧物,在密闭的玻璃钟罩内燃烧,冷却后观察,放红磷的玻璃钟罩内水位上升约1/5,放镁条的玻璃钟罩内水位上升超过1/5,其余的玻璃钟罩内水位无明显变化。
4 解释与结论
让学生分析讨论实验现象。用木炭、硫、镁条、蜡烛作燃烧物的实验并没有达到预期目的,说明相关的假设均不正确。原因是:木炭、硫、蜡烛燃烧消耗氧气的同时,又生成了其它气体,钟罩内气体总体积几乎没有变化,而镁是活泼金属,除了与氧气反应之外,还与氮气反应(在教师引导下查阅资料)。所以在测定空气中氧气体积分数的实验中,选择燃烧物的条件是:生成物应该是固体的;燃烧后不改变空气中其它气体的成分。
[教学案例三]校园里不同地点二氧化碳的相对含量的实验探究
1 提出问题
空气中的二氧化碳约占空气总体积的0.03%,但在我们周围的环境中,可能引起二氧化碳含量变化的因素很多,不同地点空气中二氧化碳的含量是否一样?生活、学习环境中应如何注意保持良好的空气质量?
2 提出假设
学生讨论后,提出了各自的猜想和假设。
假设一:各地CO2含量基本相同,因为人呼吸等需要O2放出CO2,但植物的光合作用吸收CO2并放出O2。
假设:各地含量有所不同,因为不同环境中人的活动密度、空气流通状况不同。
3 设计实验,进行论证
让学生结合自己所掌握的知识提出各自实验方案,进行分组讨论,教师适当指导,最后得出理论上可行、操作上简单的实验方案:用碱液吸收法测定各地C02的相对含量。
具体操作:分三个小组,每小组各取一个干净的250ml细口瓶(橡皮塞密封性能良好),分别注入50.0ml相同浓度的稀氨水,滴入几滴酚酞作指示剂,塞上橡皮塞。然后在同一时间里分别到花园、教室和宿舍三个地点,用50ml注射器多次抽取空气注入细口瓶中(每次均抽满50ml空气),不断振荡细口瓶,直至溶液刚好完全褪色,记录抽取空气的次数。
实验记录数据(实验中不考虑校园环境受其它酸性气体的影响,不作CO2定量测定,只对CO2相对含量作比较):
(取样时间均为2005年3月2日17时10分)
4 实验结论
人群密集、空气流动较差的地方,CO2浓度较大。要保持良好的学习和生活环境,应该注意经常打开门窗,保持通风。
三、值得注意和进一步研究的一些问题
1 探究活动必须在学生已掌握基本知识和理论的基础上进行。
2 探究应是适度、有目的的,而不是漫无边际、毫无目的的。
3 初中化学探究实验,教师应给予必要的、适当的引导,避免随意性和盲目性。
4 初中生的知识水平、精力及学习时间都是有限的,探究应主要围绕课本知识进行,不宜过分扩大探究领域。
5 危险性较大,对个体的危害和对环境的污染较大的化学实验一般不适合学生探究。
在实践中可以发现,学生自己提出适宜探究的内容和问题是开展探究性教学的难点。如何更好地开展探究式教学,仍需要我们继续努力探讨。
责编 王学军
一、探究性实验教学模式
在验证性实验教学模式中,学生们用实验验证已学过的化学原理、概念或性质,实验过程是“照方抓药”,这极大地影响了学生的创新精神和创新能力的培养。
探究性实验教学的一般过程是:
提出问题:学生在阅读、观察、调查中对自然现象、生活现象或实验现象产生好奇,发现或提出有探究价值的问题。
假设与猜想:在已掌握的化学实验和实践经验的基础上对所提出的可能性答案,做出猜想与假设。
设计实验:针对探究目的和条件,设计可行性的操作步骤,以达到预期目标。
动手实验,获取实验事实与证据:正确操作,科学记录实验现象及数据,并在实验中注意观察、思考。
分析问题,得出结论:将收集到的现象与数据用化学知识加以分析、处理,得出结论,并与假设比较,对与猜测不一样的现象加以解释。
教学中教师的引导不是刻意地引出一个唯一的结果,而是让学生在探究过程中理解科学方法。
二、初中化学探究性实验类型及教学案例
探究性实验的研究内容,主要是来自教材中一些容易转化为运用探究实验教学方法来进行学习的内容,及将已学过的化学知识应用于解决日常生活、生产中的一些实际问题的内容。初中化学探究性实验常有如下几种:
1 探究组成的实验(如石蜡组成元素的探究,鉴别真假黄金);
2 探究性质的实验(如CO2:与石蕊试液变色原因的探究);
3 探究变化规律的实验(如质量守恒定律的探究);
4 探究物质制备的实验(如实验室制取H2、CO2:药品的选取及实验装置选择的探究);
5 探究反应条件的实验(如铁、铜生锈条件的探究,可燃性气体、粉尘发生爆炸条件的探究);
6 探究环境质量的实验(如雨水的ph值测定,污染空气的SO2、CO2的测定等);
[教学案例一]二氧化碳的实验室制法药品选取的探究

1 提出问题
初中化学教材第六单元在讲述二氧化碳的实验室制法时,主要用含碳酸根离子的碳酸钙和含氢离子的盐酸溶液来制取,在分析了其原理后,引导学生提出问题:用碳酸钠能否代替碳酸钙?稀硫酸能否代替稀盐酸?
2 猜想与假设
问题激发了学生的思维,他们提出了多种猜想与假设,教师适当地对学生的思路加以引导。
假设一:碳酸钠也是含有碳酸根离子的物质,它能够与稀盐酸反应生成二氧化碳。
假设二:稀硫酸也含有氢离子,它也能够与碳酸钙反应生成二氧化碳。
但它们的反应速率如何?反应进行的程度如何?是否适宜用于在实验室制取CO2,这也是探究中应考虑的问题。
3 设计实验,进行验证
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,给予适当的指导。
实验一:用大理石和稀盐酸反应——能反应,放出二氧化碳,速率适中。
实验二:用碳酸钠和稀盐酸反应——能反应,放出二氧化碳,瞬间完成。
实验三:用大理石和稀硫酸反应——能反应,放出二氧化碳,但很快停止。
(实验步骤略,学生观察现象并记录)
4 解释与结论
让学生分组分析、讨论实验现象(引导学生查阅资料)。假设一、假设二都是正确的,但实验二尽管能反应放出二氧化碳,可是反应速度太快,不易控制,实验三中碳酸钙与稀硫酸能反应,但由于生成的CaSO4微溶,覆盖在大理石的表面,阻止了反应的继续进行。从而得出结论:不宜用稀硫酸代替稀盐酸或用Na2CO3,代替大理石制取二氧化碳。
[教学案例二]关于测定空气中氧气体积分数的实验条件的探究
初中化学教材第一单元[实验2-1],用红磷作为燃烧物在密闭容器中燃烧消耗氧气的方法,测定一定体积的空气中氧气所占的体积分数。教师通过演示实验,得出氧气约占空气体积的1/5的结论。本课题的教学,可以设计为开放的实验探究课。
1 提出问题
能在空气中燃烧的可燃物很多,为什么一定要选磷?能否用其它可燃物替代磷?
2 提出假设
学生通过讨论提出了多种假设:木炭、硫、镁条、蜡烛都能在空气中燃烧,消耗氧气,可替代磷。
3 设计实验,进行论证
将支持不同假设的学生分成几个小组,按课本的实验装置(可改进)进行实验。(实验仪器:玻璃钟罩、燃烧匙、胶塞、水槽。提示:可燃物要过量。)
实验中,分别用红磷、木炭、硫、镁条、蜡烛作燃烧物,在密闭的玻璃钟罩内燃烧,冷却后观察,放红磷的玻璃钟罩内水位上升约1/5,放镁条的玻璃钟罩内水位上升超过1/5,其余的玻璃钟罩内水位无明显变化。
4 解释与结论
让学生分析讨论实验现象。用木炭、硫、镁条、蜡烛作燃烧物的实验并没有达到预期目的,说明相关的假设均不正确。原因是:木炭、硫、蜡烛燃烧消耗氧气的同时,又生成了其它气体,钟罩内气体总体积几乎没有变化,而镁是活泼金属,除了与氧气反应之外,还与氮气反应(在教师引导下查阅资料)。所以在测定空气中氧气体积分数的实验中,选择燃烧物的条件是:生成物应该是固体的;燃烧后不改变空气中其它气体的成分。
[教学案例三]校园里不同地点二氧化碳的相对含量的实验探究
1 提出问题
空气中的二氧化碳约占空气总体积的0.03%,但在我们周围的环境中,可能引起二氧化碳含量变化的因素很多,不同地点空气中二氧化碳的含量是否一样?生活、学习环境中应如何注意保持良好的空气质量?
2 提出假设
学生讨论后,提出了各自的猜想和假设。
假设一:各地CO2含量基本相同,因为人呼吸等需要O2放出CO2,但植物的光合作用吸收CO2并放出O2。
假设:各地含量有所不同,因为不同环境中人的活动密度、空气流通状况不同。
3 设计实验,进行论证
让学生结合自己所掌握的知识提出各自实验方案,进行分组讨论,教师适当指导,最后得出理论上可行、操作上简单的实验方案:用碱液吸收法测定各地C02的相对含量。
具体操作:分三个小组,每小组各取一个干净的250ml细口瓶(橡皮塞密封性能良好),分别注入50.0ml相同浓度的稀氨水,滴入几滴酚酞作指示剂,塞上橡皮塞。然后在同一时间里分别到花园、教室和宿舍三个地点,用50ml注射器多次抽取空气注入细口瓶中(每次均抽满50ml空气),不断振荡细口瓶,直至溶液刚好完全褪色,记录抽取空气的次数。
实验记录数据(实验中不考虑校园环境受其它酸性气体的影响,不作CO2定量测定,只对CO2相对含量作比较):
(取样时间均为2005年3月2日17时10分)
4 实验结论
人群密集、空气流动较差的地方,CO2浓度较大。要保持良好的学习和生活环境,应该注意经常打开门窗,保持通风。
三、值得注意和进一步研究的一些问题
1 探究活动必须在学生已掌握基本知识和理论的基础上进行。
2 探究应是适度、有目的的,而不是漫无边际、毫无目的的。
3 初中化学探究实验,教师应给予必要的、适当的引导,避免随意性和盲目性。
4 初中生的知识水平、精力及学习时间都是有限的,探究应主要围绕课本知识进行,不宜过分扩大探究领域。
5 危险性较大,对个体的危害和对环境的污染较大的化学实验一般不适合学生探究。
在实践中可以发现,学生自己提出适宜探究的内容和问题是开展探究性教学的难点。如何更好地开展探究式教学,仍需要我们继续努力探讨。
责编 王学军