对中学化学探究性实验教学的探讨(共5页).doc

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中学化学科学术类论文对中学化学实验探究教学的探讨【摘要】：实验探究是一种基于实验的探究活动，通过获取证据、分析证据来进行预测和推理，以及作出合理的解释，得出探究的结论。实验探究教学是近年来探讨较多的一种教学模式，它能够充分地调动学生的积极性、创造性，培养学生的创新精神，提高学生的学习积极性，提高教学质量。【关键字】：实验探究教学模式兴趣创新意义新课程理念下的教育课程改革在教学方式上就是要打破以讲授、灌输为主的传统教育模式，构建以学生主动参与、师生双向互动、探究创新为主的多样化学习方式。化学是一门以实验为基础的学科，随着课程的改革中学化学教科书中设计了很多实验探究，实验探究是科学探究在化学实验教学中的具体化，是化学教学中的重点。作为教师又将如何开展实验探究教学呢？实验探究的意义何在？本文就这两个问题进行探讨。一、探究性实验教学的基本模式实验探究教学是在教师引导下，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，通过实验获取新知的一种教学模式。在教学过程中，教师不把现成的原理和规律直接告诉学生，而是让学生在实验基础上进行较多的思考和讨论。其基本模式如下：创设情景→阅读思考→实验探究→问题讨论→归纳小结→运用创新。1、创设情景一堂优质课，常常一开始就能扣住学生的心弦。教师在导入新课时应重视创设情景，教师应以启发性、趣味性的问题、故事或实验创设情境，设置悬念，着眼于调动学生探究新知识的欲望，激发学习兴趣，使其在教学活动的一开始就处于积极主动状态，有一个良好的学习开端。而教学用具可采用化学实验用品、录音机、多媒体、投影等，以吸引学生尽快投入于课堂活动中。该环节实施的关键在于问题的选择，问题要体现教学目的，难易适中，既突出教学重点，又要形式新颖，引人入胜。例如：高一《钠与水反应》的教学，导入时首先演示“水生火”的实验（在蒸发皿中放入少量汽油和绿豆大小的金属钠，然后用滴管滴入2～3滴水，结果蒸发皿中冒出熊熊火焰），学生观看到这一违反“常规”的现象，既兴奋、又好奇，产生“水火不相容，为何水又能生火呢？”的疑问，激起学生的求知欲望；若结合生活实际或以小故事引课，这样的例子就更多了，比如大家都熟悉的酸雨问题（高中-硫酸）、瓦斯爆炸问题（初、高中-一氧化碳）、“鬼火传说”（初、高中-白磷）、“神秘山谷”（初中-二氧化碳）等等。在实际教学中不难发现，这种导入方式直观、生动，不仅很好地调节了课堂教学气氛，而且激起了学生的学习兴趣，还可以引导学生关注生活，联系生活，进而运用所学知识解决生活中的实际问题。2、阅读思考教师在激扬了学生学习情绪后，根据本节课的教学目标，提出与新课有紧密联系，富有趣味性、启发性、开放性的具体问题。如《钠与水反应》一课，①水为什么能生火？②发生了哪些反应？设计问题的目的，是不把每个知识点现成的结论硬塞给学生，而是引导学生带着问题阅读书本，获取相关信息，并有针对性地独立思考甚至激起学生产生亲身体验实验来探究事实的欲望。3、实验探究学生的探究热情被激发以后，教师同学生围绕问题展开讨论，运用猜想、估计、推理等方式引导学生设计实验方案。若教材中已设计好的实验方案，教师应组织学生阅读实验方案，分析实验方案中的每一步骤。课前教师必须做好充分准备，准备好实验器具及药品，亲自动手实验，掌握实验的可操作性和熟悉实验的每一步骤，分析实验的安全隐患，采取有效措施，确保实验安全。实验前，教师务必要精心指导，一是指明要解决什么问题，要观察什么现象，要进行哪些操作以及注意事项；二是强调在观察中要及时、如实地做好记录，强调实验安全。学生首先明确实验目的、实验步骤、仪器的使用方法、观察重点、注意事项等。然后再进行演示实验或动手操作分组实验，记录实验现象，分析现象，推出结论。其过程给学生充分的时间进行实验、思考、讨论，教师适当地点拨指导，培养学生自学、观察、实验、思维、创新等多种能力。例如：《钠与水反应》实验，教师演示：在烧杯中加一些水，滴几滴酚酞溶液，学生观察烧杯中溶液有无颜色变化（无颜色变化），准备投钠块入水中前提醒学生观察：①钠块是沉还是浮？②钠块形状有何变化？③反应是否有声音？④溶液颜色有什么变化？然后将一小块钠投入水中，观察，学生记录现象并思考、讨论、分析现象的实质，完成如下表格。实验现象实质（）师生共同分析总结：实验现象实质（钠与水反应）钠浮在水面上钠的密度比水小钠块不断游动反应有气体生成，推动钠块游动熔成小球最后消失钠的熔点低，反应放热将钠块熔化成球状发出“嘶嘶”声反应剧烈溶液颜色变红反应有碱生成（酚酞遇碱变红）问：Na+H2O→碱+气体，碱是什么？气体是什么？大多同学很快回答出碱是氢氧化钠，气体是氢气，还有些同学说气体是氧气，甚至有些同学说氢气、氧气都有。酚酞试液遇碱变红，反应后溶液变红，证明溶液呈碱性，溶液中有大量的OH-，由原子守恒知OH-只能与溶液中的阳离子Na+结合成NaOH，故产物中的碱就是NaOH。这同学们都容易理解。那么到底是哪一种气体呢？预习了的同学都知道气体是氢气，我又适时提出，如何验证该反应的气体产物是氢气？同学们不约而同想到了用爆鸣气的方法。那生成的气体如何收集呢？同学们经过思考、讨论后，在我的指导下设计出如下方案：切一小块钠(绿豆大)，用铝箔(事先用针刺一些小孔)包好，再用镊子夹住，放在如图1所示装置的盛满水的试管口下，等试管中气体收集满时，把试管口朝下移近酒精灯点燃。验纯结果听到很小的“噗”的爆鸣声，说明气体是氢气，若是氧气就没有声音，若是氧气与氢气混合就会听到刺耳的爆鸣声，所以钠与水反应的气体产物是氢气。反应方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑4、问题讨论学生在探究的过程中，必然会产生一系列的问题：如实验操作失误、现象理解的偏差以及由实验衍生出的知识问题。教师则要注意观察，注意提炼，适时点拨、引导，组织学生讨论寻求问题准确的答案。这一过程教师要引导学生大胆发问，大胆想象，互相争议，通过辩论、评论，有利于学生在探究的过程中，激发出多向思维和换角度思考的能力；有利于形成和培养学生的问题意识，激发学生勇于探索的科学精神，勇于表达和勇于表现的能力。在问题讨论中养成合作探究、团结互助的良好习惯。例如：问题一：钠与水反应时水面上方弥漫的“白色物”，有些同学说是烟，有些说是雾，还有些说是烟雾。那么到底是哪一种呢？教师不妨引导学生展开讨论，若是烟它的成分可能是什么？是钠、过氧化钠、还是氢氧化钠小颗粒？是雾其成份又可能是什么？是氢氧化钠小液滴还是小水珠？如何检验“白色物”呢？师生共同讨论得出如下方法：在盛有水的烧杯上方罩上一个较大的漏斗，漏斗内壁上贴几张湿润的红色石蕊试纸或酚酞试纸，当把金属钠投入烧杯中，钠与水反应生成的白色物不能使这些指示剂显色。所以可以断定白色物不是烟而是水蒸气凝聚而成的白雾（小水珠）。问题二：实验室中如何保存金属钠？为什么？同学们讨论很快得出答案：保存在煤油中，因为钠不与煤油反应。显然答案不够全面，发问：仅仅是因为钠与煤油不反应就可以用于保存金属钠吗？我拿起装有钠块和煤油的广口瓶，让学生观察钠块是浮还是沉在煤油中，学生观察到钠块静静的沉在瓶底，与钠块投入水中明显不同，同学们很快明白：钠不与煤油反应而且沉在煤油中，使得金属钠与空气隔绝，这是煤油能保存金属钠的原因。5、归纳小结这是对教学重点内容、难点内容进行梳理、扩展和深化的环节。是一项很好的学生自我检验，从自己的收获中得到鼓励，使错误或不准确的认识得以纠正，从而比较完整和系统地掌握本节知识。该环节可由教师精讲完成，也可以由学生自己进行或者师生共同完成。例如：,《钠与水反应》这节课小结为：1、钠与水发生剧烈反应，说明金属钠很活泼2、钠与水反应实验现象及实质浮--轻（ρ＝0．97ｇ·ｃｍ－3，比水轻，浮在水面）球--熔（熔点97．81℃，钠与水反应放热将钠熔化成液态并呈球状）游--气（放出Ｈ２，推着小球游动直至消失）响--烈（反应剧烈，有嘶嘶叫声）红--碱（有氢氧化钠生成，碱遇酚酞变红，）3、反应化学方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；4、实验室金属钠的保存方法：保存于煤油中。通过以上梳理，使学生不仅理清了本节课的知识要点，同时也交给了学生学习化学的方法，达到了知识、方法同步升华。6、运用创新学生通过实验探究，问题讨论，归纳总结获得比较圆满的答案，从而产生了成功的喜悦，知识领悟能力、学习自觉性必然增强。教师则要再次举例，引导学生进行知识类比，让学生通过联想，形成“新”的发现，得出“新”的规律，在面临新的问题情境时，能迅速找出新旧知识之间存在的共同要素，从而确定所需解决的新问题可归属于已有的何类知识的延伸或扩展，使学生获得的知识合理迁移。在化学教学过程中，要努力发挥化学实验在探究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节的作用，激励学生改进实验方案，引导他们通过实验去发现和探究解决问题的方法，培养学生的科学素养和创新能力。例如：《钠与水反应》的探究实验中进行了两次钠与水反应操作，这样既浪费药品，操作又麻烦，费时间，而且存在几个不安全因素，①实验过程中，钠容易从铝箔中跑出来，可能伤到实验者；②实验者用大母指堵塞试管口，导致氢氧化钠溶液腐蚀实验者的手；③做完实验后，对铝箔中未完全反应的钠处理不当，遇上易燃易爆物品容易发生灾害等。分析这些问题，又创设了一个情景，激发同学们思考：如何改进实验使得操作简便、安全、效果又好。我的指导理念是：将上述两个实验的目的放在同一个实验装置中完成，且能点燃氢气，操作简便安全，现象更直观。师生共同讨论，最终实验改进如图所示：改进后，通过一个实验即可完成教材中两个实验的内容，操作简便、节约药品、安全、成功率高。二、探究性实验教学的意义探究性实验教学为学生构建了一种开放的学习环境，提供一个多渠道获取知识，并将学到的知识加以综合和应用于实践的机会。这样的教学活动对于调动学生的积极性、主动性，培养学生的创新精神和实践能力，充分开发学生的潜力，具有重要意义。在中学化学探究性实验教学过程中，让学生体验探究的过程和乐趣，形成积极主动的学习态度和探究能力，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。其过程不仅是学习化学基础知识、形成基本技能的过程，也是增长能力（特别是创新能力和实践能力），学会学习，学会解决问题，形成科学观念和态度，获得积极的情感体验以及个性和谐发展的实践过程，是认识和实践、继承和创新的统一过程。而学生的学习方式是形成和发展学习能力的依托，是学习行为（思维行为和动作行为）赖以存在的基础，是学生自我发展的支柱，为此在中学化学教学过程中实施的实验探究教学，是学生成长、社会发展和化学教学的共同需要。参考资料：[1]张援《对化学实验探究教学模式的认识与实践》，苏州大学附属中学2004年5月[2]《普通高中化学课程标准（实验）》，人民教育出版社[3]王磊刘强张小平试析《普通高中化学课程标准（实验）》中的实验体系化学教育2004年第9期[4]文庆城主编《化学实验教学研究》，科学出版社，2003年9月。