時間：2022-04-20 02:13:25
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網為您精選了8篇探究實驗，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
探究式實驗教學是指學生在教師的引導下，運用已有的知識和技能。充當新知識的探索者和發(fā)現者的角色，通過發(fā)現問題，做出假設，自己設計實驗方案。進行實驗操作驗證假設是否成立，然后進行歸納、總結規(guī)律的一種教學模式。其基本結構為：問題――假設
設計實驗方案――實驗操作――結論――應用。這種教學模式具有下述三大優(yōu)點：
1.有利于充分發(fā)揮學生的主體作用
以往初中化學教學實驗多為驗證式實驗，由教師演示實驗，學生觀察現象，并歸納物質的性質，這樣學生只是被動、消極的知識接受者，沒有積極思維和創(chuàng)新，更沒有探索的目標和方向。探究式實驗教學則是在一定的時間和空間內，學生在教師的引導下，通過查找資料，設計實驗方案并進行實驗操作，對實驗的事實加以分析并做出結論。在這樣的學習氛圍中，學生就能真正感受到自己是學習的主人，是課堂教學活動的主體，由此激發(fā)出主動參與的熱情，變“要我學”為“我要學”。例如：“質量守恒定律”一課，就可以變演示實驗為探究式實驗。上課前教師根據學生提出的相關問題，準備好所需實驗儀器，由學生自己設計實驗方案，探究化學反應前后各物質質量總和的關系，然后分析數據得出結論。這樣充分調動學生學習的積極式和主動式，充分發(fā)揮學生的主體作用。
2.有利于培養(yǎng)學生的學習興趣
興趣是最好的老師，孔子曰“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。在初中化學教學中實施探究式實驗教學是培養(yǎng)學生學習化學興趣的有效途徑。因為實驗本身就能引發(fā)學生濃厚的認知興趣和強烈的求知欲望。實驗興趣是認知興趣中重要的一種。只有當學生通過親自探究實驗現象產生的原因和規(guī)律時所形成的興趣才具有一定的穩(wěn)定性和持久性。實踐證明，探究式實驗教學既可促使學生形成對化學學習的持久興趣，同時又可激發(fā)學生的求知欲。例如：探究“二氧化碳的性質”這節(jié)課，教師根據教學重點設計實驗，提出富有啟發(fā)式的問題，引導學生積極思維。將課堂搬到實驗室，把演示實驗與學生分組實驗有機結合起來。
3.有利于充分挖掘學生的潛力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力
傳統式教學模式往往是教師牽著學生鼻子走，致使學生一味死記硬背而無暇顧及創(chuàng)造思維。探究式實驗教學卻能給學生主動探求知識的寬松環(huán)境，讓他們在成功的設計和實驗操作的愉快情緒下，潛力得到充分發(fā)揮，思維更加活躍，在對未知領域的探索過程中，通過自己的實驗操作和驗證，積極去思考，去探索；從中進發(fā)出更多的智慧和靈感，有利于學生創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)。例如：鑒別H2sO4。和NaOH時，就可讓學生設計多種方案，然后進行實驗檢驗。有的學生居然找到十多種試劑進行鑒別，如：(1)石蕊試液、(2)酚酞試液、(3)Na2Co32溶液、(4)BaCl2溶液、(5)CuSO4溶液、(6)FeCl3溶液、(8)zn、(9)DH試紙、(10)CuO等等?？梢姡瑢W生蘊藏著巨大的智力潛能，需要教師引領學生去挖掘。
二、探究式實驗教學的設計
《義務教育化學課程標準》中明確要求：在教學過程中，應讓學生有更多的機會主動體驗探究過程，在知識的形成、聯系、應用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度，獲得科學的方法；在做科學探究，實踐中，逐步形成終身學習的意識和能力。初中化學教學中，應積極開展以實驗為基礎的探究式實驗教學。探究式實驗教學按其適用的場合和活動方式可分為兩類：一是新課教學中值得探討的問題，以師生協同、邊講邊實驗為主；二是以學生實踐為主的綜合式研究課題。下面對這兩類實驗教學的方式進行探討。
(一)第一類探究式實驗
這一類探究式實驗可依據教學內容，對演示實驗進行整合和更新，其基本設計思路如下：
1.創(chuàng)設探究問題的情景，引導學生進行探究活動
采用探究式實驗教學，首先教師應根據教學內容和學生的實際，精心設計教學過程。在每一個教學環(huán)節(jié)的安排上，都充分考慮如何讓所有學生都能提出問題和解決問題的方案，再動手動腦，充分挖掘每個學生的潛能，注重培養(yǎng)他們的思維能力、觀察能力、操作能力、創(chuàng)新能力。例如“二氧化碳”這節(jié)課，讓學生自備一瓶汽水(雪碧或可樂)，教師課前準備好可能使用到的實驗儀器及藥品(如，酒精燈、小試管、石蕊試液、澄清石灰水、燒杯、2支短蠟燭、可放入燒杯中的階梯形的白鐵皮架等)。上課時教師先借助圖片(二氧化碳的用途)及生活中的遇到的實際問題來激發(fā)學生的學習興趣，喚起學生的求知欲。然后拿起一瓶汽水問：這里面向上冒的氣泡是何物質?本節(jié)課我們將探究汽水中氣體的性質。這時學生情緒高漲，有的學生已追不及待地想動實驗，這時老師應該及時地強調探究方案，指導學生有目的地探究。如：“你準備探究那些性質?”，由學生閱讀教材歸納和猜想：
(1)物理性質：顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解性等。
(2)化學性質：
①不燃燒也不支持燃燒
指導學生點燃燒杯中自鐵皮架上的2支短蠟燭，沿燒杯壁慢慢傾倒二氧化碳，觀察2支蠟燭發(fā)生的現象。
從實驗可以觀察到的現象是：二氧化碳可以使蠟燭火焰熄滅，下層階梯上的蠟燭先熄滅，上層的后熄滅。
教師設問：(A)為什么蠟燭會熄滅?
(B)為什么下層蠟燭先熄滅，上層后熄滅?
由學生分析現象得出結論：二氧化碳不燃燒，也不支持燃燒；二氧化碳密度大于空氣的密度。
②二氧化碳不供給呼吸
指導學生在一個密閉玻璃容器中放入一只小白鼠。學生觀察：開始時小白鼠在容器內上竄下跳，但慢慢地小白鼠的動作變緩慢，最后小白鼠不動了，暈死過去了。
教師問：小白鼠的死亡有一個怎么樣的過程?
由學生分析現象提出結論：這是由于剛開始時容器中有氧氣可供小白鼠呼吸，但隨著容器中氧氣不斷被小白鼠消耗，二氧化碳含量增大，最后導致小白鼠死亡。排除二氧化碳氣體無毒，說明二氧化碳不供給呼吸。
③二氧化碳氣體與石灰水反應
指導學生設計：
(A)將少量二氧化碳氣體通入滴有酚酞的石灰水中。學生觀察到溶液的紅色逐漸變淺最后消失。
(B)將少量二氧化碳氣體通入澄清的石灰水中。學生觀察到石灰水變渾濁。
(c)繼續(xù)不斷將二氧化碳氣體通入石灰水中。學生觀察到溶液先變渾濁然后又變澄清。
教師問：為什么會出現上述現象呢?
由學生分析得出結論：二氧化碳氣體和澄清的石灰水反應生成白色的碳酸鈣沉淀，而碳酸鈣又會跟過量的二氧化碳反應生成溶于水的物質。
通過設計探究問題情景，引導學生探究，使學生不僅掌握了二氧化碳的化學性質，同時增強了學習興趣，使學生在學習中感到自己的不足，從而產生求知的欲望和學習動機。在實驗過程中，要隨時抓住這種時機把學生對實驗的興趣，求知欲引導到積極的主動學習的軌道上去。
2、自評、互評、歸納總結、體驗探究成果
每探究完一項內容，都讓學生自由發(fā)言，談談各自設計的探究實驗方案的優(yōu)、缺點，或者是小組互評，最后由學生歸納、總結、得出結論。該過程既是培養(yǎng)和提高學生探究過程，又是一個創(chuàng)新過程。
我認為在化學教學中采用探究式實驗教學，它充分發(fā)揮了學生的主體作用，培養(yǎng)了獨立思考的能力和創(chuàng)造思維的能力，促進了學生智力與非智力因素的同步發(fā)展。
(二)第二類探究式實驗
這類探究式實驗是融合化學知識、技能和方法，表現出一定的新穎性、綜合性和開放性，可做為課外活動的素材。在實驗探究過程中，學生遇到的或許是一個簡單的問題，但要求通過多種途徑去研究，體現思維的開放式和綜合性；有時探究課題的歷程比較曲折，必須深入思考，巧妙設計，體現思維的靈活式和深刻性。在實驗過程中，教師應給學生更多的自，啟發(fā)學生按科學家解決問題的方法去探索。這類實驗的基本做法如下：
明確探索課題――查閱文獻資料――設計實驗方案――觀察實驗現象――提出假設或推出結論――總結實驗成果――提煉方法規(guī)律。
在教學中我們選擇一些有研究價值的專題設置成實驗情境，學生通過設計實驗方案，探索解決問題的途徑，分步實驗、局部推理，最終獲得比較準確的結論。在實驗探究過程中，學生面臨矛盾和困惑，教師引導他們去搜集有關的信息資料，創(chuàng)造性地加工信息，分析矛盾，解決矛盾。這是對學生智力因素和非智力因素的雙重考驗。
例如，在探究酸、堿、鹽類化合物之間的反應有什么規(guī)律時，我們將課堂搬到實驗室，其過程簡要敘述如下：
儀器：試管(10支)、燒杯(1只)、膠頭滴管(2個)、鑷子(1把)、藥匙(1個)、吸管(1支)(每兩位學生一組)。
藥品：稀鹽酸(濃度1:4)、稀硫酸、紫色石蕊試液、無色酚酞、鐵片、鐵銹、氧化銅、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、硝酸銀溶液、碳酸鈣溶液、氯化鋇溶液、氯化鐵溶液、硫酸銅溶液、碳酸鈉溶液、氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液。
三、結束語
探究實驗通常是科學家對新事物、新現象進行研究時常用的方法。目前，在教學中的探究實驗并不是真正意義上的為了新發(fā)現而設計的探究實驗，課堂上所謂的探究實驗，是在教師知道而學生不知道答案的前提下完成的，旨在培養(yǎng)學生的探究意識和能力。 過程通常是教師提出某種現象或問題，然后由學生進行原因的假設，接著根據假設設計實驗，完成實驗，最終根據實驗結果來驗證假設，得出結論。實驗結果與假設一致，則假設成立，反之假設不成立。
探究實驗的一般步驟如下：
1、觀察現象并提出問題。
2、做出假設。
3、設計實驗。
4、完成實驗。
【關鍵詞】 初中物理 物理實驗 實驗探究 教學經驗
自課改以來，長?？h與大連市所用的物理教材是相同的，前四年用的是上?？萍及嫘陆滩?，近五年用的是人教版新教材，兩個版本的新教材與老教材相比較最大的變化就是增加了大量實驗探究性的內容，幾乎每一個概念、規(guī)律、公式的得出都是通過實驗探究來完成的。而實驗探究主要包括以下步驟：提出問題、假設猜想、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據，分析與論證、評估、交流與合作。多年的物理教學工作使我在實驗探究教學方面有了點滴的心得體會。
初中物理教材上的探究實驗主要是以能力取向為主，在訓練各種能力的內容安排上，都要注意前后知識的聯系性，特別是注意加強基本知識的訓練。對于實驗探究的各個環(huán)節(jié)都有不同的要求。因此在實驗探究教學中要著重于以下幾個方面。
1.提出問題
探究實驗的教學首先要提出所要探究的問題，老師要注意問題的提出要新，要有一定的趣味性，能充分調動學生的積極性。如在學習《摩擦力》時提出：我們都會走路，走路靠的是摩擦力嗎？但是我們發(fā)現有時我們走得很穩(wěn)，可是下雨天走路容易摔跤，想知道是什么原因嗎？那我們就一起來探究“摩擦力的大小與哪些因素有關”。
2.猜想與假設
要引導學生根據已學過的物理知識和生活經驗，對問題進行科學猜想，鼓勵大膽提出假設，開展討論，分組設計檢驗猜想的實驗方案，包括選用哪些實驗器材、先后測量哪些物理量、具體如何操作等。例如：在《重力》一節(jié)的教學中，“探究重力的大小與哪些因素有關”，要引導學生猜測重力的大小可能與形狀，體積，質量等因素是否有關，并設計選用相關材料進行探究；在《摩擦力》教學中，“探究影響摩擦力大小因素”的實驗中，讓學生以實驗組為單位，猜測“可能與接觸面的大小、接觸面的粗糙程度有關、壓力大小有關”。
3.制定計劃與設計實驗
設計實驗是多種多樣的，但主要要注意該方案的可行性，可設計多種實驗方案，然后選擇一種最好的，最易實施的方案。例如：在研究電流做功與哪些因素有關時，我們可以用教材中的方法，也可以采用生活中的例子來完成。
4.進行實驗與收集證據
實驗中要注意控制變量法的應用。遵循安全、易行的原則。如：對部分電路歐姆定律實驗的觀察時。第一步，先定性觀察電阻變化或電壓變化都能引起的電流變化；第二步，固定電阻，定量觀察電壓變化對電流的影響；第三步，固定電壓，定量觀察電阻變化對電流的影響。
5.分析與論證
實驗結論的得出要注意有層次性，例如：在研究物體的溫度變化快慢與什么因素有關時，加熱相同質量的水和沙子，得出的結論中就不要寫物體的溫度變化快慢與比熱有關而應該寫與物質的種類有關。
利用上述問題的結論可以解決“內陸地區(qū)為什么比沿海地區(qū)溫差大？”的問題。
當然，在實驗探究活動中我們也要注意一些問題：
（1）開放性決不意味著放任自流，整個教學事態(tài)的發(fā)展必須處于教師的引導、控制之下；也不意味著教師可以更輕松一些，而是對教師提出了更高的要求：如何使學生的自主活動能夠有序、有效？這就要求設計者更充分地估計學生學習現狀、教學內容的難度，同時更恰當地進行環(huán)境設計、媒體設計等。
（2）真實的教學環(huán)境相比，在探究教學設計中教師有充足時間對整個教學過程進行周密計劃、反復檢查。因此，教師要對探究教學所涉及的各個因素進行反復的預演，達到能夠比較精確地控制這些因素，特別是對整個探究過程的把握，是設計的難點之一。
（3）鼓勵提問，科學的發(fā)展、技術的進步都是從發(fā)現問題開始的。教師該從一開始實施實驗探究教學時，就要保護、促進學生提問的積極性，因為多數學生還未養(yǎng)成發(fā)問的習慣，而且此時心中即使有問題也顧慮重重地怕自己提的問題太簡單、怕提錯了問題被別人笑話而不愿和大家一起探討，更不用說進行深入的實驗探究了。鼓勵學生提出各種問題是完成設計的關鍵為此，我們應該深刻理解著名物理學家李政道先生曾講過的這句話：“錯了也沒關系，錯了馬上改，可怕的倒是提不出問題，邁不出第一步”。
1 教師必須轉變教學觀念，激發(fā)探究興趣
德國教育家第斯多惠曾指出：“一個壞的老師送人真理，一個好的老師則叫人發(fā)現真理?！睋?，教師必須轉變觀念，使課堂不再是知識的唯一來源，教材不再是學生唯一的學習材料和內容，教師不再是教材的忠實執(zhí)行者，要為學生創(chuàng)設豐富的問題情景。問題情景的設置就是要促使學生在原有的知識和新知識間發(fā)生激烈沖突，激化學生意識中的矛盾，使學生產生好奇，發(fā)現和提出一些有探究價值的問題，指導學生開展研究性的學習。要引導學生多動手、多操作、多參與，注重學生的親身體驗，幫助學生把知識轉換成能力。這些變革有利于學生自主、多方面持續(xù)和創(chuàng)造性的發(fā)展，有利于弘揚學生的個性和秉性，使天賦不同的學生都有成功的機會。把過去的教師做實驗變成現在學生自己動手做實驗，選擇好科學探究的素材，在展示科學探究的過程和方法中讓學生學習有用有趣的化學知識。
2 拓展化學實驗空間，鼓勵學生進行家庭實驗探究
所謂“家庭實驗”，就是利用生活中的一些日常用品作為實驗儀器和藥品，由學生在家里獨自或小組合作完成的一類化學小實驗。初中化學中的可供學生做的家庭實驗有很多，我梳理了初中化學教材，其中有十個家庭實驗和九個活動探究實驗和六個教學實驗，都可以讓學生自己在家里，運用家中的日常用品做實驗。如家庭實驗中的自制簡易凈水器、雞蛋成分的推測、制作葉脈書簽等；探究活動中的鐵生銹的條件探究、我們吸入的空氣和呼出的空氣有什么不同、探究區(qū)分氮肥、磷肥、鉀肥的方法等；教學實驗中的硬水和軟水的檢驗、氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液反應、比較空氣和水壓縮時的體積變化情況等。當然化學教師還可以開發(fā)其他家庭小實驗。通過實踐，我切身地體會到，為了使學生順利地進行家庭實驗，并取得良好效果，教師必須認真指導學生選擇適當的課題，明確實驗目的，合理設計方案，選取實驗材料和藥品，制定實驗步驟，安全操作，認真觀察，及時記錄實驗結果？寫出實驗報告單，最后組織交流，實現成果共享。具體要做好以下幾個方面的指導工作：
2.1 指導學生設計實驗方案。每當我提出一個家庭實驗課題后，有時實驗比較簡單，學生們都會開動腦筋，積極思考，設計出多種實驗方案，老師要指導學生根據化學實驗設計的原則，選擇效果明顯，操作安全，裝置簡單，易于操作，用藥少，效果奸，時間又短的實驗方案即可。但有的實驗課題有一定難度時，老師對實驗方案必須給予適量的指導。如探究鐵銹蝕的條件的實驗中，如何進行對比實驗，找到鐵銹蝕的原因呢？我首先啟發(fā)學生回顧生活中鐵制品銹蝕的現象，有同學提出，鐵在空氣中容易氧化，由此可推斷鐵的生銹可能和氧氣有關。也有同學提出鐵在潮濕的環(huán)境中，鐵銹蝕的現象更嚴重，由此可推斷鐵的生銹還可能與水分、鹽有關，在此基礎上，再讓學生設計實驗方案，并進行交流，最后選擇最優(yōu)方案，讓學生進行實驗。
2.2 指導學生選擇實驗材料。家庭實驗必然受到家庭條件的限制，實驗用的儀器和藥品，只能來源于生活，因此應考慮用替代品。如學生做面粉爆炸實驗時，提出家里沒有吸耳球，我提醒同學可以用管子吹，很快就有同學想到用市場上銷售的飲料管代替吸耳球，也有同學反映用紙筒看不見里面的變化，我提醒同學生活中有沒有透明或半透明的瓶，同學很快就想到用可樂瓶替換紙筒。再如讓學生探究雞蛋殼成分時，為了便于學生直觀形象生動地看到雞蛋殼與醋酸的反映現象，我提出將整個生雞蛋放入白醋，用透明的玻璃杯代替碗，事后學生都反映，他們都能非常清楚看到有趣的實驗現象。
關鍵詞：探究性實驗；自主學習；鑒別方法
文章編號：1008-0546（2012）11-0087-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.036
日常教學中可以讓學生自己通過探究性實驗復習的形式，激發(fā)他們的探究興趣，利用化學實驗鞏固所學的知識。作者在教學實踐中以“濃硫酸和稀硫酸的鑒別”的探究性實驗為例，讓學生復習濃硫酸的特性，掌握相應的知識，同時使學生進一步體會化學實驗的過程與魅力。
一、設計思路
學習完濃硫酸的性質以后，學生認識到濃硫酸和稀硫酸因為濃度的不同（這里濃硫酸指質量分數為98%的硫酸，而稀硫酸一般指質量分數小于20%的硫酸），性質上差別很大。一般情況下教師直接通過歸納總結的方式復習有關內容，但在這樣的復習過程中學生自己并沒有進行真正的思考，缺乏學習的主動性，課后也很容易淡忘相關知識，復習的效果不好。故作者嘗試引導學生通過探究性實驗自己對相關知識進行歸納總結的方法，體現學生學習的自主性。
本節(jié)課設計思路如下：由學生獨立設計實驗方案來鑒別兩個沒有標簽的試劑瓶中哪瓶盛放的是濃硫酸，哪瓶盛放的是稀硫酸。因為學生剛剛學完濃硫酸的性質，遇到這樣的問題讓學生覺得所學的知識可以解決實際問題，容易投入到這項實驗探究中。
探究性實驗過程如下：（1）學生以實驗小組為單位，自行設計實驗方案。（2）各小組基本確定實驗方案后，教師提供相應的實驗藥品和相關儀器，各組學生根據自己設計的實驗方案領取相應的實驗儀器和藥品。（3）學生開展實驗探究，教師巡視并提供適時的指導和幫助。學生能夠在自行設計、開展實驗探究的過程中體驗自主學習的樂趣，培養(yǎng)合作學習的意識。
實驗總結匯報過程如下：實驗結束后，組織學生小組匯報、展示成果，學生根據各組的實驗結論，根據實驗原理總結比較可行的鑒別方法，從而得出最佳方案。上述由學生自己實驗、匯報、展示得出的鑒別方法，學生記憶深刻，從而也掌握了濃硫酸和稀硫酸性質上的差異，這種復習方法比簡單歸納總結的方法效果要好得多。
教師在復習過程只是擔任組織者和引導者，既能體現學生學習的自主性，又能讓學生在探究過程中少走彎路，幫助學生更好地掌握相應的知識點。
二、教學目標
1.掌握濃硫酸和稀硫酸的性質，能根據濃硫酸稀硫酸性質上的差異找出鑒別濃硫酸和稀硫酸的方法；
2.經歷設計實驗方案、收集相關材料、得出結論等實驗探究的過程，體驗研究化學問題的科學方法。
三、實施過程
1.創(chuàng)設問題情境
[教師]大家都剛剛學完濃硫酸的性質，知道濃硫酸和稀硫酸在性質上有很大的不同，展示一瓶稀硫酸和一瓶濃硫酸，但是沒有標簽，請同學們比較它們在外觀上有何不同？
[學生]外觀上很難區(qū)別。
[教師]那么怎樣區(qū)分哪瓶是濃硫酸哪瓶是稀硫酸？
2.自主設計實驗方案
[教師]請大家以實驗小組為單位，自行設計實驗方案來鑒別一下講臺上的濃硫酸和稀硫酸。各個小組能不能設計出別人不易想到的實驗方法來鑒別。
[學生]以學生自組的實驗小組為單位，查閱相關資料、找出鑒別方法、設計實驗方案、精心準備實驗。
3.提醒實驗注意事項，提供實驗須知
[教師]因為本實驗中用到的一些藥品如濃硫酸屬于危險品，提醒學生使用這些試劑時一定要注意操作過程，不能將酸濺到手上或實驗桌上。
講解“實驗須知”，提醒學生實驗中的注意事項。要求每個實驗小組選出組長、實驗員、觀察員、記錄員，落實每個學生的實驗職責。
4.學生自己動手開展實驗
[學生]動手實驗，同時觀察、記錄實驗現象，填寫實驗報告單。
[教師]提供實驗所需的藥品和儀器。在各個實驗小組之間巡視，對學生不規(guī)范的實驗操作進行指正。
5.各組代表匯報展示成果
學生設計的方法比教師預計的多，而且有些方法思路非常巧妙。學生使用的方法分類小結如下：
教師評價：稀釋濃硫酸時溫度升高的這種方法是同學們比較容易想到的；而設計用密度計的這組同學想到這種方法的原因是他們在初中見過密度計，并了解它的特點，用這種方法也讓更多的同學對密度計有了認識；設計第三種方法的同學找到一種有色溶液，它不與硫酸反應且密度介于濃硫酸、稀硫酸之間，根據密度不同來區(qū)別，設計得比較巧妙；最后一種方法設計得非常好，把濃硫酸的吸水性和濃鹽酸的揮發(fā)性結合起來，而且現象明顯，試劑用量也不多，說明這組同學能夠將所學的化學知識進行綜合運用。
教師評價：前兩種方法是課本上的內容，學生對相關的濃硫酸的特性印象很深刻，用量少，現象也很明顯。第三種方法也是課本上的內容，但是對實驗操作有較高的要求，學生在探究過程中提出是不是操作太繁瑣，我們鼓勵他們這樣可以培養(yǎng)自己的實驗操作能力，事實上，該組學生的能力還是比較強的，能夠比較順利地進行實驗探究，得出結論并進行展示。利用鈍化原理設計的第四種方法操作簡單，現象明顯，效果很好。而最后一種方法的設計源于我們曾經介紹過氯化氫的實驗室制法，現象非常明顯，這組同學能夠想到，并且成功地鑒別出來，應該說非常不容易。
四、實施反思
本節(jié)課的特點是從學生的實際出發(fā)，將復習鞏固交給學生，完全由學生自主進行探究性實驗，體現了通過學生的自主學習激發(fā)其創(chuàng)造性思維的思路。
關鍵詞：實驗探究；課堂生成
文章編號：1005－6629(2010)11－0016－03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
本文從課堂教學的實際出發(fā)，由一道實驗題的討論生成了一節(jié)生動的富于創(chuàng)新的動態(tài)探究性課，以此為例，說明基于實驗設計的動態(tài)探究性課堂的生成過程。
1 新課題的提出
1.1問題起源
在一次實驗復習課上，為向學生說明實驗設計題的解題方法，我安排了這樣一道基礎化學實驗設計題：如何用銅和硫酸制備硫酸銅？指出可能的反應原理，判斷優(yōu)劣，并指出具體的實驗操作方法。
大部分同學都會得出以下兩種方法：
①Cu+2H2SO4 CuSO4+2H2O+SO2
②2Cu+O2 2CuO；CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
1.2思維矛盾的產生
顯然，第二種方法更好，其硫酸的利用率高且不產生有害物質。那么按照理論思路，即按反應順序選擇先灼燒，再與硫酸反應，最終生成硫酸銅的方法是否合理呢？我向學生展示下圖，讓他們選擇實際的操作方法。
圖2方法應該更合理。選擇用一定濃度的稀硫酸和銅片共熱，同時向其中通入氧氣或空氣，這樣可以避免設備復雜、固體銅不易灼燒且灼燒不充分、浪費原材料的情況出現，同時也能降低能耗，體現了實驗設計應遵循的科學性和簡約性的原則，理論和實際的矛盾使學生產生了認知沖突。
1.3思維火花的產生
在課上我列舉了工業(yè)制硫酸銅的原理： 銅粉、空氣氧化法生產硫酸銅是在稀硫酸溶液中進行的，這是一個固液氣三相反應，銅粉必須在稀硫酸中充分的鼓泡，讓銅粉懸浮起來，懸浮的銅粉在加熱的稀硫酸中被氧氣氧化為硫酸銅。同學們在已有認識和實際問題矛盾的解決中，思維的火苗也越燃越旺！
有位同學提出：能否用電解的方法，即銅作陽極電解一定濃度的硫酸溶液，通過發(fā)生如下反應：Cu+H2SO4 CuSO4+H2來制取，產物無污染，還有副產物氫氣可以另作他用。查詢資料無先例后，我將學生分組，課后設計實驗方案，安排一節(jié)課實施學生設計的實驗，研討其中問題。實驗探究過程如下。
2新課題――銅陽極法制硫酸銅實驗的探究
2.1實驗用品
濃硫酸、純銅（作陽極）、直流電源、天平、石墨電極、烘干裝置、導管、燒杯（250 mL）等。
2.2實驗目的
探究銅陽極法制硫酸銅實驗的可行性；不同濃度的硫酸以及不同時間段的實驗效果對比。
2.3實驗設計及分析
按圖3所示連接好實驗裝置。在兩個相同的燒杯內分別注入體積比為13和16的硫酸溶液；選用干凈的銅片為陽極，實驗前，稱量銅片的質量并記錄，石墨為陰極，控制相同的電壓(18V)進行電解，實驗時間均為15分鐘，同時分時間段（5分鐘、10分鐘、15分鐘）記錄產生的實驗現象，結束后，取出燒杯中的銅片，洗凈、烘干后稱量記錄其質量。實驗現象及實驗相關數據如表1所示：
2.4實驗注意事項
（1）兩種不同濃度的稀硫酸配制后，應全部冷卻到室溫時再開始實驗；
（2）兩個燒杯中陰陽兩極間的距離應保持相同；
（3）兩只燒杯中的電解最好是同時進行，以便比較。
2.5實驗結論
通過上述實驗，可以得出以下幾個結論：
(1)用銅作陽極電解稀硫酸，可制得一定濃度的硫酸銅溶液； （2）硫酸的濃度對電解速度有較大影響，濃度越大，電解速度越快； （3）由于溶液中銅離子的濃度不斷增大，達到一定量后，銅離子將被還原在陰極析出，使硫酸銅溶液的濃度難以持續(xù)增大； （4）當溶液中同時存在較多量Cu2+和H+時，電解時銅和氫氣可在陰極同時產生； （5）從工業(yè)生產考慮，用這種方法產出的硫酸銅溶液中含有較多的硫酸，不純凈，且隨著銅從陰極析出，硫酸銅濃度持續(xù)增大受到影響，因此不宜進行大量的工業(yè)生產，并且電解能耗高，原料的利用率也不高。綜合考慮，在工業(yè)生產中不宜采用這種方法。
在經過探究總結后，我又提出幾個預設問題，這些問題使得動態(tài)課堂得到進一步延續(xù)，也使得探究從理論上繼續(xù)深化，如可否運用氯堿工業(yè)原理加以遷移，避免銅離子在陰極上被還原？能否解決硫酸銅與硫酸混合在一起不純凈的問題等？學生提出電解池以陰離子交換膜隔開，在陽極室注入少量硫酸銅溶液，陰極室注入硫酸溶液，進行電解。圖示如下：鑒于時間和儀器、設備的原因，我們未就這一原理的實際應用的可行性進行進一步探究，但在學生的思想中埋下了創(chuàng)造的種子，為更深入的探究埋下了伏筆。
3反思與總結
從上述實驗探究新課題產生的過程來看，思考得出基于實驗設計的動態(tài)探究性課堂的形成有以下幾個步驟：原始問題的提出和探討思維矛盾的產生思維火花的形成新探究課題的設計探究性課題的實施新問題的提出。因此，動態(tài)探究性課堂的生成，尤其是基于實驗設計的探究性課堂的生成，對學生的思維水平提出了更高的要求，動態(tài)探究性課堂的生成是一個不斷延續(xù)的過程，包括思維、方法、內容數量以及深度的延續(xù)，這樣的教學設計，不但可以使學生走出既定教學內容對于思維的束縛，引起他們強烈的探究興趣，同時對教師自身的專業(yè)理論水平以及教學能力也提出了更高的要求。
教師在實驗教學的過程中不應僅滿足于對教材實驗的探究分析，而應善于捕捉學生的興奮點，突破陳規(guī)，靈活的運用多種方法開發(fā)具有研究價值和教學意義的探究性課題。基于實驗設計動態(tài)課堂探究課題的開發(fā)，需要對學生實際技能、實驗本身的有效性等因素，多方面思考，如通過將教材理論進行實驗物化、關注異常實驗現象、通過實驗驗證疑難問題、改進實驗的反應條件以及新實驗方法的應用等，均可以作為生成實驗課題的思路來源。
教學方法的選擇是影響教學效果最直接的因素，不論是原先設計好的教學內容還是課堂上動態(tài)生成的內容，都有其特定的價值。研究性教學通過引導學生開展探究，促進學生感知、體驗、感悟、內化而得到經驗知識的過程，無疑對促進學生主體性的張揚和自由精神的煥發(fā)起著巨大的作用。教師既應通過預設的問題進行探究性教學，對課堂上動態(tài)生成的問題也應發(fā)揮創(chuàng)造性，靈活運用多種教學方法，追求過程的價值，不硬性規(guī)定教學的進程和學生的同步發(fā)展，而是承認不同的學生有不同的學習方法和途徑，注重“留有余地”和設計的靈活性，使教學過程真正成為師生之間相互了解、互相學習的平等對話過程。
參考文獻：
[1]孫丹兒,王祖浩.化學教師實驗研究選題的新視角[J].上海教育科研.2009(2):91～93.
[2]朱志平.課堂動態(tài)生成資源論[M].高等教育出版社,北京:2008.
[3]李燕琴，趙雷洪.差異性實驗及其在化學探究教學中的運用[J].化學教學,2009,(9):37～39.
[4]蔣旗軍.課堂教學時間的有限性和探究活動的無限性[J].化學教學,2009,(4):23～25.
[5]肖麗華.化學課堂教學因生成而精彩[J].化學教學,2009,(3):22～23.
本節(jié)內容是現行高中化學蘇教版必修2專題2第三單元《化學能與電能的轉化》的第一節(jié)。在當前的教育形勢下，力求實現“課程的設計以學生的發(fā)展為本，關注學生科學探究的學習過程和方法，以及伴隨這一過程產生的積極情感體驗和正確的價值觀”。電化學知識涉及電解質溶液、氧化還原反應，同時和生活有關。因此，這部分內容在教材中占有重要地位。也是整個中學階段重要的化學基礎理論之一。學好電化學理論，將為學生解決生產與生活中的實際問題打下良好的基礎。為學好化學電源和金屬的電化學腐蝕創(chuàng)造了有利條件。因此，本節(jié)課的內容具有承前啟后的作用。
【探究目標】
1.知識與技能目標：明確原電池的化學原理；判斷形成原電池的條件。
2.過程與方法目標：落實雙主（學生為主、實驗為主）一本（教本）教學模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神；培養(yǎng)學生初步學會獲取信息和加工信息的方法，學會運用實驗法、對比法、分析法等研究問題。
3.情感態(tài)度與價值觀目標：使學生體驗參與獲得知識過程中的心理感受；培養(yǎng)學生由實踐到理論，再由理論指導實踐的科學方法；訓練學生在獲得知識的過程中與人溝通、爭辯、交流的勇氣。
4.科學方法：學生通過確定問題、設計方案、動手操作、表達與交流、總結與評價的研究性活動，體驗“問題―實驗―觀察―抽象”的科學研究方法。
【教學程序】
（一）創(chuàng)設學習情境
格林太太是一位漂亮、開朗、樂觀的人。當她大笑的時候，人們可以發(fā)現她一口整齊潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的――這是她富有的標志；另一顆是不銹鋼的――這是一次車禍后留下的痕跡。
自從車禍以后，格林太太經常頭痛、心情煩躁、夜間失眠……醫(yī)生攪盡腦汁，格林太太的病情仍未好轉……
一位年輕的化學家來看望格林太太，并為格林太太揭開了病因。
【設疑】化學家發(fā)現了什么？你能為格林太太開一個藥方嗎？
（陶行知先生指出“教學的中心是實際生活”，教師在實際生活中去選定某些典型的事實，激發(fā)學生的好奇心，使之轉化成強烈的求知欲。）
（二）【原電池原理的實驗探究】讓學生分組交流討論并派代表發(fā)言，同時在實驗過程中老師應引導學生觀察鋅棒和銅棒上有無氣泡產生。
探究1：把銅片插入稀硫酸中，觀察有什么現象？
結論：無現象――不能置換酸中的氫，因為銅在金屬活動順序表中位于氫的后面。
探究2：把鋅片插入稀硫酸中，觀察有什么現象？
結論：鋅片附近有氣泡產生――能置換酸中的氫，鋅在金屬活動順序表中位于氫的前面。
探究3：把鋅片和銅片用導線連接，同時插入到稀硫酸中，有何現象？
結論：銅片周圍有氣泡生成。
探究4：把鋅片和銅片用導線連接，中間接上電流計，同時插入到稀硫酸中，有何現象？
結論：銅片周圍有氣泡生成，電流計指針偏轉。
（教師引導學生自己做實驗，既讓他們體會到實驗的樂趣，又培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力以及對信息分析處理能力。同時讓學生體會到發(fā)明這么簡單，從而得到樂趣，激發(fā)學生對化學的興趣。）
【思考討論】1.銅片上的氣體是什么？
2.氫元素原來以什么形式存在？
3.從電子得失角度分析，2H+-H2？
4.電子從何而來？（用實物投影儀展示）
（這些問題由易到難，符合學生的認識過程，同時訓練學生在獲得知識的過程中與人溝通、爭辯、交流的勇氣，從而提高學生的綜合素質。）
（三）【播放課件】用Flas（銅―鋅―稀硫酸原電池的工作原理的微觀過程）
【問題分析】因為鋅比銅活潑，容易失電子；發(fā)生氧化反應（Zn-2e=Zn2+），電子沿導線流向銅片，電子流向銅片后，溶液中的氫離子在銅極附近得到電子產生氫氣（2H++2e=H2），發(fā)生還原反應，因而銅片上有氣泡產生。從反應可看出，鋅片質量減少；銅片質量不變，[H+]減少。
鋅片 Zn-2e=Zn2+ 氧化反應
銅片 2H++2e=H2 還原反應
（由于這部分內容比較抽象，特別是內外電路中電子的傳遞不宜直觀感知，易造成認知障礙，利用實物模型和多媒體輔助教學手段，讓學生直觀、形象、生動、深刻地來認識原電池的原理，有利于學生對知識的理解和掌握，建立正確的微觀化學反應。）
【小結】像這化學能轉化成電能的裝置叫做原電池。發(fā)生氧化反應的一極為原電池的負極（即Zn一極），該極的反應為負極反應（Zn-2e=Zn2+）；發(fā)生還原反應的一極為原電池的正極（Cu一極），該極的反應為正極反應（2H++2e=H2）；正負極反應總和為電極總反應（Zn+2H+=Zn2++H2）。
原電池工作原理：相對較活潑的金屬失去電子發(fā)生氧化反應，電子從較活潑金屬（負極）通過外電路流向相對不活潑的金屬（正極）。
（四）【原電池的形成條件的實驗探究】
（在學生實驗過程中，老師巡視時應肯定學生的正確操作，指出并糾正學生的錯誤操作，指導學生觀察現象，引導學生得出正確的實驗結論。）
實驗步驟：1.將兩銅片用導線連接，插入到稀硫酸中有何現象？可得到什么結論？2.將兩鋅片用導線連接，中間接上電流計，插入到稀硫酸中有何現象？可得到什么結論？
結論：原電池構成的條件是：有兩種活潑性不同的金屬（或一種較活潑的金屬和能導電的非金屬）做電極，較活潑的金屬為負極，較不活潑的金屬（能導電的非金屬）為正極。
實驗步驟：3.把稀硫酸換成酒精又有什么現象？
結論：兩極之間充入電解液。
實驗步驟：如果Zn與Cu分別裝在兩個燒杯中又有什么現象？
結論：形成閉合回路。
實驗步驟：將Cu與C同時插入到稀硫酸中有何現象？可得到什么結論？
結論：原電池的反應必須是自發(fā)的氧化還原反應。
（原電池的形成條件是本節(jié)課的重點也是難點，而這里讓學生通過對原電池的形成條件的探究實驗，從實驗觀察現象中得出結論，推導出形成的條件，通過對比的方式和討論的形式，從而實現突破重難點的目標，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和敢于嘗試、探索的精神。）
【練習鞏固】1.下列哪些裝置能構成原電池（課件展示）
（本題是為了鞏固原電池的條件而設，同時培養(yǎng)學生由實踐到理論，再由理論指導實踐的科學方法。）
2.請學生為格林太太開藥方：由于金與鐵（鋼的主要成分）是活動性不同的兩種金屬。唾液中含有電解質，故構成了原電池，產生了微小的電流，使格林太太頭痛，因此必須換掉一顆假牙。
（本題是一個開放性的題目，答案可多個，既培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力，又能活躍課堂氣氛。）
【研究性課題】
【作業(yè)】
1.課本P461。
2.請學生回去做一個水果原電池，用品：西紅柿、鐵線一段、銅線一段、導線、耳機。
3.研究干電池的組成，判斷干電池的正負極材料、電流方向、電子流向，并寫出電池正負極的電極反應、電極總反應；通過研究試分析回收舊電池對社會、經濟、環(huán)境等方面有哪些重要作用。請設計如何充分利用舊電池使其變廢為寶。
（結合實際情況，根據教材相關內容提煉研究性課題，其意義有：一是培養(yǎng)學生的批判意識，二是深化高考內涵，三是滲透研究性學習方法。這樣既貼近實際，又緊貼教學與高考，又能激發(fā)學生的學習興趣。）
一、精心備課，構思實驗
在新課程背景下，實驗不僅僅局限于是對前人經驗的驗證和重復，而更重要的是要有所完善，更要有所創(chuàng)新，而教師的巧妙構思應是上好一堂實驗課的靈魂所在。構思得好，可以引導學生既能全面地掌握知識，又能激起他們強烈的探索欲望，帶給他們極大的成就感。因此，在課前教師應該先認真構思，可以試著把一些課堂上的演示實驗環(huán)節(jié)設計成探究實驗，并在恰當處巧妙地設疑啟思，以激發(fā)學生積極思考和急于想“動手”的強烈欲望。為此，教師應該備好實驗。備實驗，我認為應包括以下幾個方面：（1）備實驗的目的，要求，明確“干什么”，達到什么樣的要求，標準。（2）備實驗技能技巧，在高中生已經掌握了基本的儀器連接，組裝方法之后，老師在備實驗時首先應該多想一想：安全性如何？可能會出現哪些問題？如何指導學生解決？如：加熱制氣體時會不會引起倒吸？尾氣怎么處理？雜質氣體可能會有哪些？如何除去，如何收集等一系列問題。（3）備實驗操作的規(guī)范性，重點地方應及時給予學生點撥，啟發(fā)。（4）備課本實驗哪些地方需要改進和完善。（5）：備實驗條件和實驗的可操作性，及早準備。
二、實驗課中，教師應扮演好教練員的角色
（一）培養(yǎng)學生動手能力
實驗操作是化學課最經典、最刺激、最具開發(fā)性的動手方式，教師應盡可能多地創(chuàng)造機會讓學生動手做實驗。除學生實驗外，還可以把演示實驗中的某些環(huán)節(jié)交給學生去完成。如：配制一定體積，一定物質的量濃度的氯化鈉溶液，在講清楚基本實驗操作步驟之后，就可以讓學生自己去操作完成了。學生可以在操作中熟練托盤天平怎樣使用？怎樣讀數？指針偏向左邊或右邊說明了什么？容量瓶怎樣使用？規(guī)格怎樣選擇？溶液配制過程中應該注意哪些問題？怎樣才能消除或避免實驗誤差等問題。經過學生動手操作，既加深了對實驗的理解，還進一步增強了實驗操作能力，更讓他們體驗到了一種充滿探究意義的成就感和滿足感。當然，在學生動手操作的過程中，教師應該面帶微笑，靜靜地觀察，必要時予以恰當的啟發(fā)，指導。
（二）培養(yǎng)學生實驗觀察能力，多問幾個為什么或怎么辦
此時，教師要善于啟發(fā)，步步設疑，誘導學生不斷地去思考完善實驗。如：在用濃硫酸和無水乙醇制乙烯的實驗過程中，學生們觀察到混合液的顏色逐漸加深，我就趁機設疑如下：（1）為什么會變深？（2）變深的同時會發(fā)生哪些反應？（3）制得的乙烯氣體純凈嗎？可能會含哪些雜質氣體？（4）如何除雜？ （5）怎樣收集乙烯？在我的步步設疑，啟發(fā)引導之下，同學們紛紛討論，得出答案：（1）濃硫酸具有脫水性，將乙醇碳化，有碳生成；（2）C+2H2SO4（濃）=CO2+2SO2+2H2O. （3）制得的乙烯中含CO2，SO2等雜質氣體，故不純凈。（4）可將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中以除去CO2，SO2（5）乙烯與空氣密度接近且不溶于水，可用排水法收集。在回答了上述問題之后，我又繼續(xù)設疑：怎樣設計實驗來驗證乙烯中是否混有CO2，SO2等雜質氣體？（1）先驗證誰？現象是什么？許多學生回答：先驗證SO2，用品紅溶液；若品紅溶液退色，則證明有SO2。（2）接下來怎么做？許多學生立即回答： 通入澄清石灰水中。我笑了，問：對嗎？接著啟發(fā)：剛才只是驗證是否有SO2，除干凈了嗎？噢，學生們才恍然大悟，原來是忽略了一個重要細節(jié)，又經過一番思考討論之后，回答：可將剛才的氣體通入酸性KMnO4溶液。我馬上又問：“對嗎？”并且提示：CH2=CH2與酸性KMnO4溶液反應會產生CO2；學生們又陷入了一番思考討論當中，最后終于得出答案：將從品紅中出來的氣體先通過溴水，再通一次品紅溶液，這時品紅若不退色，再將剩余氣體通入澄清的石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明還有CO2氣體存在。經過這么一番啟發(fā)·思考·討論之后，同學們都變得非常興奮，一套完美的試驗方案在他們的腦海中已然形成。
