高中化学教学论文探究实验教学策略研究人教版.pdf
高中化学探究实验教学策略研究 摘 要： 新一轮基础教育课程改革己经在我省开展到了第四个年头，其中最重要的就是强调学生学 习方式的转变，变接受式学习为探究性学习。化学是一门以实验为中心的科学，开展探究式实验教 学可以为学生创造一种探究学习的条件，使他们在主动参与实验教学获得知识的过程中，培养探究 能力。本文结合高中化学实验教学，提出了探究实验的几点教学策略。 关键词： 高中化学 探究性实验 教学策略 普通高中化学课程标准在课程目标中明确提出： “高中化学课程在九年义务教育的基础上， 以进一步提高学生的科学素养为宗旨，激发学生学习化学的兴趣，尊重和促进学生个性发展，帮助 学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法，提高学生的科学探究能力，培养学生的合作精 神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力”。改变过去教学中接受性学习、死记硬背、继续 训练的传统模式，倡导学生主动参与、乐于探究，培养学生收集和处理信息的能力。皮亚杰所倡导 的构建主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景中，借助教师和同学的帮 助，通过意义构建的方式获得。新课程下，探究实验教学是培养学生获取知识能力、分析解决问题 能力的一种重要方式。那么如何在具体高中化学教学中进行探究实验教学呢？ 一、创设课堂氛围，提高学生参与积极性 在高中化学实验教学中教师必须注意创设课堂氛围。引导学生主动从化学实验现象中发现问 题、提出方案进行探究活动，让学生探究问题、分析问题和解决问题，在保证安全的前提下允许他 们按照自己的方案进行探究活动，让学生在探究过程中经受挫折的磨练，极大程度地调动学生探究 的主动性，使其体验探究的乐趣和成功的喜悦。 例如教学探究实验：铁化合物和亚铁化合物相互转化的探究。 目的：探究铁化合物和亚铁化合物相互转化的条件。 试剂： 0.1mol·L -1 FeCl 3溶液、 0.1mol ·L -1 FeSO 4溶液、新制氯水、铁粉、KSCN 溶液 要求 ： 1、 请根据氧化还原基本原理，提出有关铁化合物和亚铁化合物相互转化的条件的假 设。 2、 设计铁化合物和亚铁化合物相互转化的实验方案，进行实验，并且记录现象 以探究实验一：Fe2+ Fe 3+为例： 引导： Fe 2+ Fe3+需要氧化剂，上面哪些试剂符合这一要求呢？ 答：新制氯水或稀硝酸 问：那这个实验要如何设计呢 学生实验设计：向盛有 1mL 0.1mol·L-1 FeSO 4 溶液的试管中，加入几滴新制的氯水，振荡试 管，再向试管中加入 3 滴KSCN 溶液，观察实验现象。 学生进行并在教师的指导下完成探究实验一 学生描述实验现象：加氯水振荡后，溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色，再加入KSCN 溶液后， 溶液由棕黄色变为血红色。 反应方程式： 2Fe 2+Cl 22Fe 3+2Cl- Fe 3+3SCN- Fe(SCN)3 用心爱心专心1 这个设计利用了氧化还原的知识，在整个实验过程中溶液颜色的变化比较明显。但有的学生设 计的实验方案与上述方案有差异, 结果出现了不同的现象 : 学生甲的方案是 : 向盛有 1mL 0.1mol·L -1 FeSO4 溶液的试管中，加入 2ml新制的氯水，振荡试 管，再向试管中加入 3 滴KSCN 溶液，观察实验现象 , 结果与上述现象不同 , 是看到溶液由浅绿色变 成棕黄色 , 加入KSCN 后出现血红色 , 一段时间后红色褪去 . 学生乙的方案是 : 向盛有 2ml新制的氯水的试管中加入3 滴KSCN 溶液, 振荡试管 , 再向试管中 加入1mL 0.1mol·L -1 FeSO4 溶液，观察实验现象 , 结果只看到溶液变成棕黄色, 并没有出现血红色 . 此时教师充分利用课堂生成的这两个不同方案的现象让学生展开讨论: 猜想为什么会出现上 述不同的现象 ?如何设计实验证明你的猜想?这样使学生探究奥妙的兴趣激发起来，教师也自然地 从单调的方程式教学中解放出来。教师通过创设化学实验探究教学氛围, 不仅让学生体验了探究的 乐趣, 更让学生体验了成功的喜悦。 二、构造互动背景，引导学生互动情绪 变教师演示实验为师生合作探究活动，教师要做周密的教学设计，认真备课、 精心组织。 首先， 教师在思想上要充分重视演示实验，认真揣摩演示实验和教学内容之间的内在联系，明确该实验所 要达到的目的和实验的具体要求，设计好演示的程序。教学中可以邀请学生参与实验演示。例如： 教学演示二氧化硫通入溴水的实验 学生活动：观察现象，判断溶液中发生了氧化还原反应，推测可能反应。 教师引导：如何验证产物？ 学生探究：讨论分析，推测溶液中可能有SO4 2- 和Br - 。设计实验方案，分组实验验证：分取两 份反应后溶液， 向其中一份滴加 BaCl 2溶液和稀盐酸， 向另一份滴加 AgNO3溶液和稀 HN03( 此处可以让 学生讨论问题的严密性 , 然后让学生设计出更严谨的方案: 先除去 SO4 2- , 再检测 Br -) 。 师生交流：溶液中存在 SO4 2-和Br- ，证明 S02+Br2+2H2O=H2S04+2HBr，S02体现还原性。 教师引导： S02可否与其它氧化剂反应？设计实验证明发生的反应。 学生探究：自选试剂，讨论方案，分组实验。 师生交流： S02可与氯水、碘水、高锰酸钾溶液等反应，体现较强的还原性。 教学中，学生经历了观察现象、提出假设、拟订方案、实验验证、理论分析，再实验验证、归 纳结论的过程，自主获得了S02具有还原性的结论。这样处理，避免了生硬地出示结论和学生机械 地接受结论，突出教师主导下的学生主体探究，使学生在积极的情感体验中获得知识和科学方法， 并养成严谨的科学态度。 三、优化实验练习，改善实验习题效果 实验习题具有考查和评价作用。随着教改的推进，化学实验习题中“探究性”综合实验题逐渐 增多，对于学生的综合实验能力提出了较高要求。很多高考实验题虽取材于教材实验的改进和衍变， 但凸现出探究性、综合性。充分拓展这些实验习题的功能，组织学生进行实际探究，会让学生体验 学习的乐趣，体会学习的奥妙。 例如、某学习小组设计以下四个实验探究氯水中的成份，请根据下表回答问题。 序号 实验方法 实验现象 结论 将氯水滴加到 AgNO3溶液中 生成白色沉淀 氯水中含有 Cl - 将氯水滴加到含酚酞的NaOH 溶液中 ? 氯水中含有HClO 用心爱心专心2 ? 试纸变蓝色 氯水中含有 C12 将氯水滴加到 Na2CO3溶液中 ? 氯水中含有H + (1)指出实验和实验中的实验现象：，； (2) 实验中“实验方法”的具体操作过程是； (3) 有同学认为实验现象产生的原因是氯水加入到NaOH 溶液中发生了中和反应，你是否同意 这个观点： ( 填“同意”或“不同意”) ，请设计简单实验证明你的观点。 该题是基于探究氯水的成分的考题，其精华在于引发学生探究氯水滴加到含有酚酞的NaOH 溶 液中，红色褪去，是中和反应引起的，还是HC1O 漂白引起的。教学中，此题第(3) 问可设计成探究 性主题，引导学生进行假设、设计方案，并进行实验验证。根据中和反应的实质，学生讨论得出， 如果是氯水中的酸与NaOH 溶液发生了中和反应使得NaOH 减少而导致酚酞不变红的话，那么继续加 NaOH 溶液，溶液就又可以出现红色。经过实验验证后，学生得出答案： 向褪色后的溶液中滴加NaOH 溶液至碱性，溶液不再显红色。如此说明红色的消失不是由于中和反应引起的，而是由于HC1O的 漂白作用引起的。 不少习题是经过了编者精心设计的，凝聚了编者的智慧。教师在教学中如果多一份资源意识， 就可以发现很多探究的点子，为习题教学注入一线活力。 四、拓展、创新实验教学，培养自发探究能力 教材中设置的实验都是经过反复筛选精心设计的，因而具有科学性、典型性等特点，完成这些 实验的教学在达到中学化学教学目标上起着极其重要的作用。尽管如此，许多实验的条件、方法和 结论都是预定的，现成性的，因而具有一定的封闭性和制约性，在拓展学生的思维空间，增强实验 的主动性、选择性和创造性等方面存在着严重的不足。而且有些实验的设计存在如下问题：未考虑 环保性，药品用量大，尾气污染环境；直观性差，学生很难观察到明显的现象；仪器繁杂，操作复 杂等等。因此，对实验通过改变条件、方法、仪器、步骤进行探索，即对实验进行优化设计，在某 种程度上更符合与体现探究性学习的特点，更有利于探究性学习教学目标的实现。 如在教学催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响这一内容时，学生可通过相同时间内收集 气体的体积或收集相同体积气体所需时间来比较反应速率的大小，这里就涉及到量气体体积的装 置，教材上用的是量筒排水集气的方法（如下图）： 教师在引导学生分析的基础上可以进行相应的拓展：还可以用什么方法来量气体的体积呢？在 学生讨论后可以总结出如下这些装置： 然后组织学生讨论上述各种装置的适用场景及使用的注意事项，这样既活跃了课堂，又拓展了 用心爱心专心3 知识 同样，在讲氯气的尾气处理时，教材有下面这样一个装置： 教师可拓展到如果是氨气和氯化氢（提示极易溶于水）的尾气能否用这个装置，然后展示下面 这个装置，再进行讨论： 该装置为什么可以防止倒吸。什么物质可以使用该装置。在学生充分讨论的基础上，总结 该装置的原理，并请学生设计防止倒吸的实验装置，在实验室进行验证（下图可供参考）。 这样充分调动学生思考与动手的积极性，使学生在掌握知识的基础上学会思考、学会合作。除 了对实验装置的优化设计外，还可以帮助学生建立“一器多用”、 “同一原理的不同装置”（如启普 发生器原理的拓展） 、 “一套装置的多种用途”（如“多功能瓶”的使用）的实验装置模型，在此过 程中培养学生分析、归纳、发散、综合能力。 五、体验实验教学 , 提高探究的可行性 探究实验教学不能仅仅停留在理论分析上, 有时候理论上分析好像是可行的, 但学生如果能自 己亲自操作体验一下 , 往往可以收到不一样的效果. 2010 年台州市高三第一次调考卷27 题中有下面一个装置图: 其中有一问是考查A装置气密性检查的方法 , 学生答题时出现了下面一些答案: 关闭 ac, 向 b 中加水 ,b 导管中形成液柱 , 如果液面不下降 , 说明气密性良好 ; 关闭 ab, 用手握热烧瓶A,如果 C中出现气泡 , 手拿开后C中导管出现水柱 , 说明气密性良好 ; 用酒精灯微热烧瓶A, 如果 B中出现气泡 , 停止加热后B中导管出现水柱 , 说明气密性良好 . 上述三个答案看似可以 , 但是如果让学生组装这样一套装置, 然后去做实验 , 学生很快会发现: 方法中由于b 是口径较细的玻璃管 , 直接往玻璃管中加水是很难操作的；方法由于整套装置比 较庞大 , 用握热法进行操作现象是极不明显的, 甚至不会出现上述现象；方法没有形成封闭体系, 用心爱心专心4 用心爱心专心5 根本不可能检验成功 . 经过三种失败的探究体验, 学生对A 装置的气密性检查的可行性方案可能很快就会发现. 这种 开放性的实验探究，是学生体验式学习的尝试。学生在探究实验的过程中，就会不断学习和掌握科 学探究的基本方法 ( 设计实验的方法、优化实验方案、 实验条件控制等 ) ， 提高自身的科学探究能力. 总之，化学探究式实验教学体现了“教为主导，学为主体”的教学原则，培养了学生思维的独 立性、深刻性、创造性和批判性，使实验教学效率大大提高，因此广大化学教师在今后教学中应根 据具体实验教学条件，进行科学合理的探究实验教学。 参考文献： 1 周雄 ,蔡亚萍 .新课标下高中化学实验的探究性教学思考J ，今日科苑 , 2008, (15)：141 2 王怡 .浅谈化学探究性实验教学模式J.中等职业教育，2008，(2)：16-17 3 郑长龙主编 . 化学实验教学新视野 M. 高等教育出版社， 2003 4 文庆城主编 . 化学实验教学研究 M. 科学教育出版社， 2003 5 严建波一次成功的探究性实验课M. 化学教学 ,2006，5 6 吴俊明 . 议当前实验教学的改革和创新M. 化学教学 ,2004，4 7 姚红英 . 在化学教学中恰当选定内容进行研究性学习M. 中学化学教学参考 ,2004，3
