高中化學(xué)中的十八個(gè)科學(xué)探究

1、淺談高中化學(xué)必修教材中的科學(xué)探究教學(xué) 摘要：本文通過對(duì)高中化學(xué)必修教材中科學(xué)探究教學(xué)模式的研究，充分闡述了科學(xué)探究的教學(xué)價(jià)值和教學(xué)思路，結(jié)合實(shí)例研究了科學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)的方式，科學(xué)探究活動(dòng)從探究物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)的條件、實(shí)驗(yàn)的裝置、化學(xué)基本理論等等方面進(jìn)行了一系列的分析，對(duì)鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、自主創(chuàng)新能力和完善學(xué)生的思維品質(zhì)有著積極的促進(jìn)作用。 關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 實(shí)驗(yàn) 教學(xué)設(shè)計(jì) 一、科學(xué)探究的概念及其指導(dǎo)思想 科學(xué)探究是以探究為目的，具有思考性、探索性的學(xué)生活動(dòng)，是體現(xiàn)知識(shí)獲得的過程和方法。通常指探索研究對(duì)象的未知性質(zhì)，了解它具有怎樣的組成，有哪些屬性和變化特征，以及與其他對(duì)象

2、或現(xiàn)象的聯(lián)系等的一種實(shí)驗(yàn)探究。其特征是實(shí)驗(yàn)在前結(jié)論在后，一般在中學(xué)階段是由教師給出實(shí)驗(yàn)課題，提供實(shí)驗(yàn)器材，提出探究要求，讓學(xué)生自己根據(jù)探究的目的，利用已知的、外加的因素去干擾或擾動(dòng)研究對(duì)象，看它會(huì)發(fā)生什么樣的變化，出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象，產(chǎn)生怎樣的結(jié)果，從而發(fā)現(xiàn)“新”的化學(xué)現(xiàn)象，總結(jié)出他們?cè)瓉聿⒉恢榔湟?guī)律性認(rèn)識(shí)的探究。 科學(xué)探究的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想應(yīng)該是新穎的、適度的?？茖W(xué)探究要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)良好的問題情境，引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上不平衡，造成學(xué)生心理上的懸念，從而喚起學(xué)生的求知愿望，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而要達(dá)到這種目的，就要求科學(xué)探究設(shè)計(jì)首先要足夠“新穎”。正是這種“新穎”的刺激，才會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)探索的興趣，才能

3、引起學(xué)生探索的欲望，才使得它與主體原有的“定勢(shì)” 相矛盾、相對(duì)立，才能產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的不協(xié)調(diào)和沖突。 二、高中化學(xué)必修教材中科學(xué)探究的內(nèi)容設(shè)計(jì) 在新課標(biāo)的高中化學(xué)必修教材中創(chuàng)設(shè)了多種積極探究的教學(xué)情境，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生積極參與和體驗(yàn)探究的過程。教科書中涉及的多種不同類型的科學(xué)探究過程，蘊(yùn)涵了多種科學(xué)的方法，有助與提高學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)生存和發(fā)展所必備的科學(xué)素養(yǎng)。 三、高中化學(xué)必修教材中科學(xué)探究教學(xué)建議 1、對(duì)化學(xué)基本理論的探究 重大的發(fā)現(xiàn)可能就來自于平時(shí)的生活中，只要你勤于發(fā)現(xiàn)，勇于探究；在對(duì)所研究事物或現(xiàn)象的原因未知情況下，根據(jù)已有的認(rèn)識(shí)，在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)化學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象的

4、歸納、類比，作出判斷性解釋或說明，這就是化學(xué)中的假說；事實(shí)上，在化學(xué)發(fā)展史上，化學(xué)理論的形成和發(fā)展就是化學(xué)假說不斷被提出、證實(shí)和證偽的過程。例如在了解氣體的體積與物質(zhì)的量之間的關(guān)系時(shí)，首先讓學(xué)生計(jì)算1mol固體或液體物質(zhì)的體積：1molFe的體積為7.106cm3,1molAl的體積為9.993cm3,1molH2O的體積為18.036cm3, 1molH2SO4的體積為55.552cm3。分析1mol固體和液體物質(zhì)體積差異之后，再讓學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電解水實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再次對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀測(cè)，使學(xué)生從生成物氣體體積的感性認(rèn)識(shí)出發(fā)，結(jié)合計(jì)算和理論推算，進(jìn)行思考和討論，引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)物和生成物

5、的質(zhì)量及摩爾質(zhì)量推算出氧氣和氫氣的物質(zhì)的量之比，從而得出影響物質(zhì)體積的因素和探究一定條件下相同物質(zhì)的量的氣體物質(zhì)的體積特點(diǎn)等。這種探究更重要的是對(duì)化學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行歸納，做出合理的判斷性的解釋。 2、對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置或方案的探究 對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的探究，首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅缓蠼Y(jié)合問題運(yùn)用有關(guān)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、步驟、方法進(jìn)行逐步的分析研究。其中，有關(guān)方案的設(shè)計(jì)要特別明確：首先原理要具有科學(xué)性，不能憑空捏造。最后實(shí)驗(yàn)裝置要簡(jiǎn)易，操作必須安全可行，效果要明顯。例如在必修1（人教版P50）鐵與水蒸氣的反應(yīng)探究中，首先讓學(xué)生用生活中的事例鐵塊、鐵片不能與冷水或熱水反應(yīng)。再提出若繼續(xù)提高溫度能否

6、進(jìn)行反應(yīng)等問題展開討論，逐漸引入到鐵粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)的主題上，學(xué)生很容易接受應(yīng)從水蒸氣的產(chǎn)生，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗(yàn)的環(huán)節(jié)討論反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上學(xué)生再提出如何改進(jìn)反應(yīng)裝置，總結(jié)改進(jìn)后的方案，討論各種裝置各部分的作用和裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示與體會(huì)。 3、對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的探究 對(duì)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細(xì)心論證，脫離了元素化合物知識(shí)孤立的看探究問題是不科學(xué)的。只有靈活運(yùn)用已有的元素化合物知識(shí)，就能變科學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。例如在亞鐵離子和三價(jià)鐵離子的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化探究中（人教版必修1第61頁），首先讓學(xué)生

7、在已知化合價(jià)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想：Fe3+只有氧化性，F(xiàn)e2+既有氧化性又有還原性，更主要的表現(xiàn)出還原性。然后思考常見的還原劑和氧化劑有哪些物質(zhì)？再設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這樣拓展了學(xué)生的思維空間，讓學(xué)生有更多更好的鑒別Fe3+、Fe2+的方法。又如，在講解高一化學(xué)（人教版必修1第82頁）富集在海水中的元素氯一節(jié)時(shí)，可以設(shè)計(jì)“新制氯水中各成分的檢驗(yàn)”的科學(xué)探究，要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案、步驟，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論。具體過程如下： 觀察氯水的顏色，小心聞其氣味。 推測(cè)1：氯水中含有Cl2分子。 實(shí)驗(yàn)：將氯水滴入KI-淀粉溶液中，出現(xiàn)特殊的藍(lán)色。（教師提示：有I2析出） 用PH試紙或藍(lán)色石蕊試紙測(cè)氯水的酸

8、堿性。 推測(cè)2：氯水呈酸性可能有鹽酸生成。 實(shí)驗(yàn)：在氯水中滴加AgNO3溶液，析出白色沉淀。再滴入數(shù)滴稀HNO3，白色沉淀不溶解。 發(fā)現(xiàn)藍(lán)色石蕊試紙?jiān)诼人邢茸兗t后變白。 推測(cè)3：氯水可能有漂白作用，氯水具有氧化性。 實(shí)驗(yàn)：a.將紅色布條投入干燥的氯氣中，無明顯變化；氯水滴在紅色布條上，布條褪色。 b.將氯水慢慢滴入少量含酚酞的NaOH溶液中至pH7，溶液褪色；上述溶液中反滴NaOH至過量，溶液不變紅。說明氯水的漂白是氧化作用。按氯水的組成和已有HCl生成的事實(shí)推測(cè)，有可能生成了具有氧化性的HClO。 日光照射盛滿氯水的倒置的圓底燒瓶，有氣體生成。 推測(cè)4：HClO在光照條件下分解，放出難溶于

9、水的O2。 實(shí)驗(yàn)：取漂白粉Ca(ClO)2或其它次氯酸鹽適量，加稀鹽酸，生成HClO溶液。繼而做光照實(shí)驗(yàn)，與氯水比較。氯水加入NaOH溶液，做漂白性試驗(yàn)。 結(jié)論：氯水中含Cl2分子，具有氧化性；氯氣溶于水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成HCl和HClO。 在物質(zhì)性質(zhì)的探究過程中往往可以通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即設(shè)置幾組平行實(shí)驗(yàn)來對(duì)照、比較，從而能更好的研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機(jī)理。 四、結(jié)束語 教科書中科學(xué)探究的呈現(xiàn)，能更好的讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)獲得的過程與方法，有助于提高學(xué)生適應(yīng)未來社會(huì)生存和發(fā)展所必備的科學(xué)素養(yǎng)?；诳茖W(xué)探究教學(xué)的特點(diǎn)，要求教師首先改變教學(xué)觀念和教學(xué)策略，重新調(diào)整自己與學(xué)生的關(guān)系，充分考慮學(xué)生的選擇和意見，與學(xué)生進(jìn)行平等的合作與探究，提供簡(jiǎn)潔而