初中化学教学与科学探究

1初中化学教学与科学探究李桂萍郑州二中一、新课标中科学探究的地位新一轮的课程和教学改革强调以改变学生的学习方式为突破口。新课标中明确指出“让学生有更多的机会主动的体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在‘做科学’的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。”化学课程改革的重点：以提高学生的科学素养为主旨；重视科学、技术与社会的相互联系；倡导以科学探究为主的多样化的学习方式。新课标一方面强调科学探究是一种重要而有效的学习方式，在内容上对各主题的学习提出探究活动的具体建议，旨在转变学生的学习方式，使学生积极主动的获取化学知识，激发学习兴趣，培养创新精神和实践能力；另一方面将科学探究作为义务教育阶段化学课程的重要学习内容，在内容标准中单独设立为一级主题，明确地提出发展科学探究能力所包含的内容与培养目标；并提出教学实施和评价建议。科学探究在九年级化学教学中的地位可见一斑。二、解读新课标和教材中的科学探究1、科学探究的内容和目标在九年级化学中，科学探究这一一级主题中设立的具体的内容和培养目标为：增进对科学探究的理解，发展科学探究的能力，学习基本的实验技能。教材通过科学探究的典型案例、探究活动与实验来渗透这些思想，同时通过基本操作和实验来体现科学探究的过程。我们所说的知识包括事实性知识和程序性知识，掌握知识既要掌握知识本身，同时还要掌握获取知识的过程和方法；科学探究做为教科书内容的一部分，书中通过不同的栏目体现科学探究的过程和环节；主要有探究活动与实验，家庭小实验，调查与研究，查阅收集资料，讨论，实验设计，数据处理、实验习题等。2、科学探究的方法和目的教学中实施科学探究旨在改变学生的学习方式，让学生在自主探究学习中建构知识结构，同时理解过程和方法。例如教材中“蜡烛的燃烧”的探究活动，就是以学生熟悉的事物为突破口，以实验为载体，引导学生了解探究活动的过程和方法，其中包括：观察---2思考---推理---说明---对比---记录---讨论---总结；学生在探究活动的过程中，既掌握了事实性知识，同时也学习了认识问题和解决问题的一般程序和方法，从而，增进学生对科学探究的理解，把培养学生的实验技能、创新精神和科学探究能力同时推进。另外，我们要以人为本，以学生的已有知识为基础，加强化学与社会的联系，选择适合学生认知能力的内容，以科学探究为突破口，设计探究活动。介绍和重现科学家的探究过程，培养学生尊重科学、献身科学的意识和情感；在科学探究的教学中，我们不仅要重视实验结果，更加注重探究过程和在此过程中学生的体验、情感和价值观的形成。探究过程可以是复杂的探究的一般全过程：提出问题、猜想、设计实验、科学实验、分析实验数据、推断结论、交流、验证等；也可以是在教师的引导下进行简单的部分探究环节的实验探究；例如实验室里二氧化碳的研究与实践，以二氧化碳的实验室制法的反应原理和实验室制取氧气做背景铺垫，给出可能用到的仪器，探究实验中发生装置和反应原理之间的关系，探究气体收集方法和选择收集装置的依据，设计实验装置，简述设计思路和优点，对比并讨论选择最佳方案；给学生充足的思考、体验和表达交流的时间和空间。将实验作为载体配合思考与分析，让学生在操作中学会一般常用的实验探究的方法和步骤。3、开发课程资源，合理安排科学探究实验选择实验探究要有代表性，要适量的、适度的进行部分环节的探究，如：实验现象、实验装置、实验结果、实验方案等。关键是让学生充分理解并运用实验探究的方法解决问题。例如：品红在水中的扩散；是二氧化碳气体使紫色的石蕊变红了吗？质量守恒定律的发现等实验；开发课程资源，在验证性的实验中增加探索和研究的成分；引导学生学会思考并提出问题，在解决问题的过程中提高创新精神和实践能力。总之，新课标要求创设问题情景，引发学生对知识本身发生兴趣，产生认知需要和情感冲动，激发学习动机，自觉主动的掌握知识、过程和方法，通过正确的操作完成科学探究实验，验证或否定猜想，提高学生的科学素养。三、科学探究在中招试题中的体现近几年来，各省、市的中招命题充分体现了“重视对学生运用所学的基础知识和基本技能分析问题、解决问题能力的考察，有利于学生创造性的发挥”的中考改革指导意见，从多角度、多层面结合生活和生产实际情景设计题目考查学生科学探究的能力。31、实验方案的评价评价实验方案的优劣，主要从以下几方面考虑：反应原理是否正确，反应条件在当时条件下是否容易达到，实验过程是否安全、环保，原料是否经济易获得以及原料的利用率等。例如（2000年河南）实验室用铁、氧化铜、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：A、FeH2SO4H2CuOCuB、CuOH2SO4CuSO4FeCu两个实验方案中，最好的是，理由是。方案A与方案B相比之下，装置和操作较复杂，需要加热要防止爆炸，根据实验中先通氢气后加热和在还原性气体中冷却铜的具体情况，消耗稀硫酸和铁的量大，原料利用率低等；因此方案A好。2、提出问题的能力爱因斯坦说过“提出一个问题比解决一个问题更为重要，因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已；而提出新的问题、新的理论，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。问题的提出，总是以独立思考和对原来的权威或认识产生怀疑开始。提出问题的能力代表着一个人科学素养的高低。例如（2004年北京海淀区）19世纪末，科学家瑞利通过如下两种实验方法制得氮气并测定了其密度，从而导致了科学上的重大发现。请你参与他的科学发现过程，填写如下空格：实验一：利用空气分离出氮气实验步骤解释或结论（1）将清新的空气通过足量的氢氧化钠溶液，再通过浓硫酸通入氢氧化钠溶液的目的是为了除去空气中的。（2）将气体通过能与氧气反应的物质（瑞利教授提醒你：反应不能生成新的气体）请写出能用于除尽氧气的物质的名称：。（3）收集气体并测定气体的密度密度为：1.2572g/L实验二：制取氮气用亚硝酸钠[NaNO2]和氯化铵[NH4Cl]反应制取氮气，同时还生成了氯化钠和一种最常见的溶剂。测得由此法得到的氮气的密度为：1.2508g/L。该反应的化学反应方程式是；（分析两种方法制4得的氮气的密度不完全相同）原因是。该题重现了科学家的探究历程，考查学生灵活运用学过的知识的迁移能力，分析解决问题过程中的严密思维以及发现问题和提出问题的科学探究能力。3、灵活运用学过的知识解决问题的创新精神和实践能力例如（2004年河南）氨（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，氨水显碱性。实验室里加热氯化铵（NH4Cl）和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，同时生成氯化钙和水。（1）用化学方程式表示实验室制取氨气的化学应原理。（2）实验室里选择气体发生装置和收集装置应考虑哪些因素？最好选用下列哪种气体发生装置制取氨气（如图）？ABCD（3）按右图E连接好装置后，打开橡皮管上的夹子，将胶头滴管中的少量水挤入盛满干燥氨气的烧瓶中，此时可观察到什么现象？为什么？E该题目考查实验室气体制备装置的设计根据反应物的状态和反应条件设计反应装置，根据氨气的性质和产生喷泉的原理推理判断，即根据已有知识推测实验现象和多个知识点的综合应用和创新能力等。4、联系生活生产实际例如（2004年南京）（1）市场上销售的香肠、盐水鸭、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包装。真空包装的目的是除去空气，使大多数微生物因缺少气而受到抑制，停止繁殖，同时防止食品发生缓慢而变质。（2）茶叶、肉松、膨化食品等常采用真空充气包装，即将食品装入包装袋，抽出包装袋内的空气，再充入防止食品变质的气体，然后封口。真空充气包装能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形。滴有酚酞的氢氧化钠溶液化干燥的氨气5[提出问题]冲入食品包装袋中的气体是什么？[猜想与验证]可能是N2。实验初步验证的方法及现象：_______________________。充入的气体还可能是:①;②……科学的进步最终目的是应用,应用于生产、生活，提高人们的生活质量；推动社会的发展。把知识应用到生产和生活实际中，才是科学探究的意义的真正所在。四、提高科学探究能力的建议1、积极参与学习的全过程在九年级化学的学习中，要积极主动参与知识形成的全过程，了解和应用一般的探究方法和步骤；学会从生活和实验中发现并提出问题，结合生产和生活检索有价值的问题，应用现有条件查阅资料，围绕问题设计实验，进行科学实验，记录现象和数据，分析产生的原因，用文字或语言与他人交流。2、尊重事实，善于观察，敢于怀疑在测定空气中氧气含量的探究实验中时，人们围绕测定结果偏小分析了许多可能的原因，但是有一组同学在实验中出现了异常现象，发现测定结果偏大，一位同学认为实验失败，应另做实验测定，另一位同学认为要分析原因并通过实验证实，避免自己和其他同学在操作中引起同样的误差。实际上，问题就在你的生活和实验中，要尊重事实，善于观察，敢于怀疑，大胆质疑，善于用学过的和查阅的知识和方法探究释疑。探究解释实验中的异常现象，你同样会有很多收获，也许那就是重大发现的起点。凡事要多问为什么？探究总结是什么；要掌握规律性的知识，尊重并运用规律去解决问题，3、联系生活和生产实际联系科学、技术、社会（STS）实际问题，采用与化学密切相关的STS问题和素材为背景为载体，联系有关的基础知识和技能；或综合运用已学过的化学知识分析解决与STS相关的实际问题，充分体现学习是为了应用，培养自己的自学迁移能力、综合分析解决问题能力以及实践创新能力。让思考和解决问题成为你学习的习惯，科学素养和科学探究能力也一定会随之提高。公民科学探究能力的增强，科学素养的提高是国家和民族发展的不竭的动力。