谈如何以实验为载体培养学生的科学探究能力

来源 :新时代教师 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuantian723
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  学习化学的一个重要途径是实验,通过实验及对实验现象的观察、记录和分析等,可以发现和验证化学原理,学习科学探究的方法,从而培养学生的科学探究能力。
  “对蜡烛及其燃烧的探究”是人教版教材九年级化学中的一个学生分组实验,教材中对该实验的要求并不高,只需检验出蜡烛燃烧有水和二氧化碳生成即可,并不要求探究蜡烛熄灭后产生的白烟成分是什么?我在指导学生进行分组实验时,针对学生提出的问题,对该实验做了一定程度的拓展,让学生通过探究活动,对元素化学性质的认识和理解,亲身体验科学探究的基本过程与方法,掌握科学技能,促进学生学习方式的转变,从而培养和发展学生的科学探究能力,提高学生的科学素养。
  1.提出问题,确定探究方向
  在上述实验过程中,学生提出了三个问题:①石蜡由什么元素组成的?②石蜡燃烧除了产生水和二氧化碳外,会不会产生其他物质?(比如:一氧化碳等)③蜡烛燃烧熄灭后产生的白烟能在空气中点燃,其成分中会不会有一氧化碳、石蜡蒸气?
  提出问题是进行探究活动的前提,解决实验中遇到的困惑与问题就是学生进行探究活动的方向和内容。在引导学生对所提出的几个问题进行分析时,第一个问题较容易,可直接让学生通过上网或利用图书资源查阅相关资料获得解决,这也为其进行其他探究活动做好了知识上的准备;第二个问题,也不算复杂,且时间易控制,可直接在课内进行探究解决。
  当然,无论采取何种方式进行活动,只要学生真正参与其中,就会有所收获,并获得能力上的发展。
  2.设计方案,进行分层探究
  学生在空气中点燃蜡烛,在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯,观察到烧杯内壁有小水珠,说明石蜡在空气中燃烧有水生成;在火焰上方罩一个用澄清石灰水润湿的小烧杯,观察到烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊,说明石蜡在空气中燃烧有二氧化碳生成,从而说明:石蜡+氧气 点燃 水+二氧化碳,学生根据查阅的资料得知化学反应前后对比,元素种类不变,所以石蜡的组成中肯定有氢元素、碳元素,可能有氧元素。
  引导学生在蜡烛火焰的焰心插入一支长约30cm的玻璃管,在玻璃管中间裹上湿冷毛巾,在玻璃管的另一端管口能点燃逸出的气体,打开湿冷毛巾,学生发现玻璃管内有白色固体,这固体是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体,玻璃管口逸出的气体是一氧化碳,查阅资料发现物质的组成中有碳元素,在氧气不足的情况下,燃烧会产生一氧化碳气体,一氧化碳能在空气中燃烧。石蜡组成中有碳元素,所以石蜡燃烧焰心中会产生一氧化碳气体。拿开玻璃管中间的湿毛巾,玻璃管另一端管口的火焰会燃烧得更旺。说明石蜡蒸气也会燃烧。
  进一步引导学生探究酒精灯中酒精燃烧。
  2.1 提出问题:(1)点燃酒精灯前进行观察:①酒精的量; ②灯芯;③思考用什么点燃酒精灯,用什么熄灭酒精灯?(2)点燃酒精灯,探究酒精在空气中燃烧生成什么物质,怎样检验?
  2.2 查阅资料:酒精由什么元素组成的,酒精在空气中燃烧产物可能是水和二氧化碳。
  2.3 过程与方法:①指导学生用火柴点燃酒精灯,用灯帽盖灭酒精灯;②引导学生在酒精灯火焰上方罩一个干燥的冷烧杯,观察烧杯内壁有小水珠,说明酒精在空气中燃烧有水生成;在火焰上方罩一个用澄清石灰水湿润的小烧杯,观察到澄清石灰水变浑浊,说明酒精在空气中燃烧有二氧化碳生成。查阅资料,酒精的组成中肯定有碳元素、氢元素,可能有氧元素。③用手摸第一次罩的小烧杯外壁有烫的感觉,说明酒精在空气中燃烧放出热量。④用一根牙签横放在酒精灯焰中,发现牙签靠近火焰两边变黑,中间没有变黑,说明外焰温度高,内焰的温度低,焰心的温度最低。⑤对比归纳:像石蜡、酒精这样的物质在空气中燃烧产物都有水和二氧化碳生成。
  3.总结评价,促成能两发展
  完成实验得到结果并不是最终目的,从实验过程中获取了什么知识,掌握了何种科学方法,得到了什么体会,发展了哪种能力等等,这些都需要教师帮助学生好好地进行总结,以便最大程度地让学生从中获得自我发展的空间。
  在从蜡烛、酒精的燃烧探究实验中,学生综合运用化学知识进行探索,研究、分析、对比、筛选,思维得到了很大的锻炼。在此基础上我引导学生总结归纳出探究学习的一般方法,即:①提出问题;②假设和猜想;③设计方案;④判断优劣;⑤实验及收集证据;⑥分析论证;⑦评价交流。让思维得以拓展,不再局限于单一的探究活动中,事实证明,只有让学生了解并掌握必备的科学方法,养成科学思维的习惯,才能最大限度地促进其潜力的发展。
  化学新课程标准中指出,科学探究是一种重要的学习方式,也是化学课程的重要内容,而实验作为化学的一个极其重要的组成部分,在培养学生科学探究能力,提高学生科学素养方面起着关键的作用。当然,科学探究能力绝不是通过一两个实验就能完成的,它是一项长期的任务。需要教师在立足于教材的基础上,做到不盲从,不拘泥于教材而有所创新和发展,充分挖掘教材中的类似课题,依据教育对象的实际情况,努力使学生形成科学精神和科学态度,提高学生自主探究能力与自主学习能力。
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