科学探究在化学课堂中的运用

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　　摘 要：化学是一门以实验为基础的科学，将科学探究引入化学课堂，可以让学生在获得知识和技能的过程中真正理解化学，学会科学实验，形成正确的科学价值观，同时可以激发和培养学生的创新意识，促进学生积极主动地构建化学知识和科学探究原理。科学探究需要经历三个阶段：引导探究，合作探究，自主探究。必须步步为营，层层推进。
　　 关键词：科学探究 化学课堂 探究模式
　　我国著名化学家戴安邦曾说过：化学实验室是学生学习最有效，收获最丰富的场所。化学家傅鹰教授也指出：只有实验才是化学学习的“最高法庭”。这些观点都说明“科学探究”和实验的不可替代的作用。实验不仅是研究化学科学的重要方法，也是化学教学的重要手段。化学教学要实现“三维目标”，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。而通过实验的探究性学习，学生不但获得学习化学的兴趣，掌握化学实验的基本技能，而且学会自主学习，获得终生学习的能力。
　　科学探究一般需要经历三个阶段：引导探究，合作探究，自主探究。这三种形式由浅入深，由简单到复杂，由低级到高级。
　　引导探究阶段，学生在老师的引导下，初步学会科学探究的一般过程，即“提出问题――猜想与假设――制定计划――收集信息――实验设计――进行实验――解释与结论――反思与评价”。教材中以学生的生活经验设计了对蜡烛及其燃烧的探究和对人体吸入的空气与呼出的气体成分不同的探究。通过对实验室制取氧气和二氧化碳并进行性质实验的探究。学会科学探究的一般方法：物质的化学知识探究一般从制取，性质，用途三个主要方面去考虑，物质燃烧条件、铁生锈实验的探究，主要让学生知道化学上是如何控制实验变量进行比较实验探究。这一阶段的学习为合作探究再到自主探究提供必要的经验和技能，是基础工程。
　　合作探究是在学生独立研究能力和经验欠缺的条件下最好的研究形式。教学中我们设计了探究氧气的实验室制法。由于学生对于制取气体涉及的知识并不多，而氧气的实验室制法是一个较为复杂的系统“工程”。这就需要小组多名同学经过充分准备和分工后合作进行。有的负责仪器及其组装、验气密性;有的负责药品的准备、添加;有的负责操作收集;有的负责氧气性质的验证等等。而这其中各组同学又要沟通、衔接和合作。学生在探究的过程中相互帮助，充分发挥各自的长处，团队多元智能得到展示，培养了善于与人合作的品质，增强了社会生存能力和团队合作能力。
　　自主探究是科学探究的最高形式，也是科学探究的最高境界。学生学会自主学习，获得终生学习的能力，达到化学教育的目标。教学中我们设计了氯化钠，硝酸铵，氢氧化钠三种物质溶解时吸热和放热的探究，探究酸溶液，盐溶液分别与金属发生置换反应的规律，探究中和反应及其应用，探究物质的构成，探究工业上用氨气还原氧化铜的实验设计，探究长期装氢氧化钠溶液试剂瓶口的白色粉末成分等。
　　现将印象最深的科学探究介绍一下：
　　1.探究铁生锈的条件。在上新课前两周提前布置任务：首先认真回顾知识关于物质燃烧和缓慢氧化的相关知识，再结合生活中铁制品锈蚀的特点思考铁制品生锈原因和条件，同时确定科学探究方式――对比实验探究，再设计实验方案并进行实验，经过一至二周时间观察后，发现置于空气和水中的铁钉锈蚀最严重，其它对比实验中无明显现象，最终得出结论，学生的科学探究能力和学习能力得到极大地锻炼和提高。
　　2.探究中和反应课堂上，老师将稀盐酸混入氢氧化钠溶液中，学生观察到无现象。于是做出猜想：二者没有发生反应;二者发生了反应，现象不明显。
　　教师点拨：同学们的猜想是否真确，一要结合所学知识，二要做实验进行探究来证明。下面请同学们利用桌上的仪器和药品，以小组为单位展开讨论，设计出验证你的猜想方案，并记录下来。
　　实验仪器和药品：4%稀盐酸，6%氢氧化钠溶液，石蕊试液，酚酞溶液，PH试纸，氢氧化钙固体，蒸馏水，浓盐酸。试管10支， 胶头滴管，小烧杯，玻璃棒。
　　各小组经过讨论交流，大大激发了学生的探究兴趣，发散了学生的思维，促进了学生大胆置疑，小心求证的科学态度的培养。实验方案归纳如下：
　　学生一：将5%的稀盐酸慢慢滴入2ml滴有紫色石蕊试液的氢氧化钠溶液中，观察现象。
　　学生二：将4%的稀盐酸慢慢滴入3ml滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中，观察现象。
　　学生三：将氢氧化钠溶液慢慢滴入3ml滴有紫色石蕊试液的稀盐酸溶液中，观察现象。
　　学生四：将氢氧化钠溶液慢慢滴入3ml滴有酚酞试液的稀盐酸溶液中，观察现象。
　　学生五：先用Ph试纸检测稀盐酸的PH值，然后向3ml稀盐酸中滴加氢氧化钠溶液，再测定混合溶液的PH变化，观察现象。
　　学生六：先用PH试纸测定氢氧化钠溶液的PH，然后向3ml氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，再测定混合溶液的PH变化，观察现象。
　　教师点拨：同学们设计的方案都很好，请选择你认为最合理的方案，利用实验台上仪器和药品来检验你的猜想是否正确。同学们实验后交流总结出盐酸和氢氧化钠之间发生了化学反应。
　　此时我又提出了两个问题，一是盐酸和氢氧化钙能否发生反应呢？同学们有了探究盐酸和氢氧化钠溶液反应的经验，于是讨论总结后设计实验方案。取2只小烧杯，分别取入0.1g氢氧化钙固体，分别加入10ml蒸馏水，然后各滴加2～3滴酚酞试液，搅拌观察。再分别向烧杯中滴加10ml浓盐酸和10ml 蒸馏水，搅拌并观察现象。在此增加了对比实验，有利于排除学生认识中的干扰因素，能顺利完成知识的迁移。
　　二是小明同学向混有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，结果红色消失，于是小明认为氢氧化钠和盐酸刚好完全反应。他的结论正确吗？你能设计实验证明它吗？
　　同学们积极思考、交流，课堂气氛十分活跃，一致认为小明的结论不正确。因为若盐酸过量，酚酞试液遇酸不变色。于是纷纷设计出正确的检验方案。
　　甲同学：取少量上述溶液于试管中，加入锌粒，观察现象。乙同学：用PH试纸测定上述溶液的PH，观察比较。丙同学：取少量上述溶液于试管中，加入碳酸钠粉末，观察现象。丁同学：取少量上述溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液，观察现象。戊同学：取少量上述溶液于试管中，加入少量氧化铜微热，观察现象。
　　开放式探究实验教学在教学实施中会存在不少的困难。如学生所设计的实验多样化，实验器材准备较麻烦也较花时间;又因为学生自己设计实验步骤，不是按照书本上已经设计好的实验照着去做，去验证，实验过程中会不断出错，重新尝试，花费时间较多。如果一学期多次进行探究式实验，可能会导致教学时间不足。
　　初中化学还有许多内容可进行探究式实验教学，只要我们有意识地注意到实验教学的开放性层次，正确分析教材、教法和学生，选择适合开放程度的实验教学模式，我想一定能实现化学教学的“三维目标”。在实验教学中既重视学生打好基础和技能，又重视学生的观察、表达、思维、分析等能力培养，既有利于养成学生严谨、认真、规范的学习态度和习惯，又有利于学生独立思考，独立解决问题和创新精神的培养，全面提高学生的科学素养。那么化学实验教学质量必将有新的提高，也必将极大的有利于人才的培养，为学生的终身学习和发展打下坚实的基础。
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