中学化学探究性实验设计.doc

中学化学探究性实验设计
威远县中心教研组余群英肖国斌
2014-3-28
【内容提要】布鲁纳的发现学习理论告诉我们：“认识是一个过程，而不是一种品。”学习不仅是让学生掌握知识，更要让学生去体验知识、原理的产生过程。本文从“验证性实验”为“探究性验”、中学化学探究性实验教学模式、中学化学探究性实验设计过程和方法等三方面入手介绍中学化学探究性实验设计的经验和思考。
【关键词】中学化学探究性学习实验

“授之以鱼，不如授之以渔。”学习需要思考，掌握知识固然重要，但掌握方法，提高能力却更重要，实验教学是化学的一个重要的特点，但现行中学化学教材中的实验，从设计形式上看多是帮助学生形成概念，理解和巩固化学知识的验证实验。这种实验的内容、原理、方法和步骤教材中均有明确的规定，实验的启发性和探索性受到限制使学生在实验中处于被动地位，易导致实验重结果、轻过程，不利于培养学生的创新精神和创新能力，不利于培养学生进行科学方法的教育和训练，而且难于发挥实验的多重教育功能。为改变上述现状，我们选择了探索性实验为教学的突破口，并对此进行了深入地研究和探索。
一、改“验证性实验”为“探究性实验”
在高中化学教材中安排了许多演示实验，这些实验往往只起到验证结论的作用，对培养学生的探究意识往往达不到应有的作用，所以在实际教学中可以把一些演示实验设计为探究性实验，对当前化学学习中的重、难知识进行专项研究，可促使学生对当前学习到的知识予以巩固，达到对重点知识的深层次理解，以便对难点知识的有效突破。例如：在用乙醇与浓硫酸混合加热到170℃制取乙烯时，发现得到的乙烯往往有刺激性气味，而课本明明告诉学生纯净的乙烯是无色稍有气味的气体，那就说明我们制取的乙烯不纯，有杂质，那么这杂质气体又是什么呢？是怎样产生的呢？又怎样可以把杂质除去而得到较纯净的乙烯气体呢？针对这些问题，我只作了启发性的点拨，至于整个探究过程由学生自己设计实验方案，自己动手实验,自己得出结论，从而使学生在探索中既激活了原有知识，又获得了新的知识和方法。
所以“验证性实验”与“探究性实验”是有区别的，那如何设计探究性实验，使用什么模式呢？
二、中学化学探究性实验教学模式
（一）对探索性实验教学的认识
探索性实验来自“探索性学习”，是在20世纪50年代美国掀起的教育现代化运动中，由施瓦布(Schwab)倡导提出来。我们对探索性实验的定义是：由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，让学生自己拟定实验方案，制订实验步骤，独立地通过实验的观测和分析去探索研究，从而发现“新”的化学现象，并通过解释实验现象，总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。
（二）探究性实验教学的整体模式
提出问题（教师或学生）——→提出假说（教师或学生）——→收集资料设计实验（学生）——→论证假设进行实验（学生）——→作出判断得出结论（学生）
3．由整体模式而分的具体模式
1、引导探究模式
模式实例－氯气的化学性质
（1）样品展示、初步感知
[教师活动]展示氯气样品，初步感知氯气的物理性质
（2）系列实验、引导探究
[教师演示]实验一、氯气通入石蕊试液中－现象：先变红后褪色。
[学生分析]先变红：说明生成了氢离子。
[设疑]是谁使变红的石蕊褪色了？
[教师演示]实验二、干燥的氯气中放入干燥的含石蕊的纸片－现象：不褪色。
实验三、干燥的氯气通过用水润湿的含石蕊的红色纸片－现象：先变红后褪色。
实验四、在氯水中加入硝酸银溶液和稀硝酸－现象：产生白色沉淀。
实验五、在盐酸中加入石蕊试液－现象：变红
[学生讨论]结合氧化还原反应原理，讨论以上实验现象说明了什么？
[汇报讨论结果]A、氯气分子没有漂白性，与水反应后的生成物中产生了有漂白性的物质。B、氯气与水反应的产物中有氯离子。C、氯离子没有漂白性。D、在反应中氯气转化为HCl，氯元素化合价降低，必有一种元素化合价升高，在反应中没有氧气生成，故另一种产物必然是一种氯元素化合价比零价高的化合物。
（3）得出结论、知识小结
[教师讲授]通过实验可知：氯气与水反应，生成了HCl和一种有漂白性的物质，这种有漂白性的物质是HClO。写出化学方程式。
模式的特点
（1）本模式是在教师带动下的实验探究，与传统的教学组织形式差别不大，易于老师掌握。
（2）在分析大量实验现象的过程中，能充分培养学生分析问题、筛选有效信息的能力。
（3）本模式教学过程中学生的主动性略差一些。
2、步进探究模式
模式实例－钠与硫酸铜溶液反应研究
（1）根据旧知，发现问题
[引入]我们已学过了钠能与水剧烈反应，金属也能与盐溶液反应并置换出盐中的金属，在硫酸铜溶液中既有水，又有能与钠反应的盐，它们应怎么反应？
（2）理论分析、提出实验假设
[思考并回答]如果与水反应产生什么现象？与硫酸铜反应产生什么现象？
[小结]