化學(xué)探究式教學(xué)

1、化學(xué)探究式教學(xué) “我聽(tīng)，我忘記；我看，我有印象；我做，我理解?！?德國(guó)教育學(xué)家第斯多慧：一位壞老師向?qū)W生奉送真理，一位好老師教學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)真理。 20世紀(jì)70年代以來(lái)，全世界范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)科學(xué)教育改革的熱潮，科學(xué)探究成為這次運(yùn)動(dòng)中最鮮艷的一面旗幟。 我國(guó)新一輪課程改革，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為根本宗旨，并將科學(xué)探究視為落實(shí)這一目標(biāo)的最為有效的手段。 全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力提出了三方面的要求，即“增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解”“發(fā)展科學(xué)探究能力”和“學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)技能”。有關(guān)概念 科學(xué)探究(Scientific Inquiry)指的是科學(xué)家們用以研究自然界并基

2、于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑。（美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn) 探究學(xué)習(xí)是在學(xué)生的好奇心驅(qū)使下，從學(xué)習(xí)、生活和社會(huì)中選擇有興趣的問(wèn)題，以類似或模擬科學(xué)探究的方式，去解決問(wèn)題并獲得知識(shí)和體驗(yàn)的一種學(xué)習(xí)。 探究教學(xué)是教師為了指導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)而模擬科學(xué)探究所設(shè)計(jì)和組織的一種課堂教學(xué)。一、化學(xué)探究活動(dòng)課題的確定1.利用結(jié)論性知識(shí)設(shè)計(jì)探究課題例如“氯氣與水的反應(yīng)”“氯水的消毒和漂白原理”知識(shí)，由于氯水中微粒眾多，學(xué)生解決相關(guān)問(wèn)題時(shí)難免顧此失彼。盡管老師在黑板上將反應(yīng) Cl2+H2O HCl+HClO反復(fù)分析也無(wú)濟(jì)于事，學(xué)生還是難以理解，最后不得不死記硬背。 案例：氯水中微粒

3、成分的探究 教師展示一瓶氯氣，往其中加入少量蒸餾水，振蕩，溶液呈黃綠色（含Cl2分子），溶液上方的氣體仍為黃綠色，“說(shuō)明氯氣的溶解度不大”。教材中告訴我們，溶于水中的氯氣部分與水發(fā)生了如下反應(yīng)：Cl2+H2O HCl+HClO。有學(xué)生立即向老師提出了問(wèn)題：“問(wèn)題是我們?cè)趺粗缆葰獯_實(shí)與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？”有很多學(xué)生隨聲附和，“看不到明顯的現(xiàn)象變化”。那么，怎樣確定氯水的化學(xué)成分呢？接下來(lái)我們一起來(lái)探究氯水中的微粒有哪些。 教師設(shè)問(wèn)假設(shè)氯氣與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，可能生成什么產(chǎn)物？從反應(yīng)物元素的種類和化合價(jià)的角度你能推測(cè)嗎？產(chǎn)物可以用什么實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？ 學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生利用教師提供的儀器和藥品，檢驗(yàn)H+：將

4、石蕊試液滴入氯水；檢驗(yàn)Cl-：在硝酸銀溶液、稀硝酸中滴入氯水。 學(xué)生觀察石蕊試液為什么先變紅后褪色呢？ 學(xué)生猜想1.溶液中有鹽酸，是不是使石蕊褪色呢？ 2.氯氣有強(qiáng)氧化性，使石蕊褪色的物質(zhì)是不是氯氣？ 3.Cl2中氯是0價(jià)，而HCl中氯是-1價(jià)，則氯氣與水反應(yīng)后還會(huì)有氯元素顯正價(jià)的物質(zhì)生成，是否是這種物質(zhì)使石蕊褪色？待測(cè)微粒待測(cè)微粒所用試劑所用試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論H H+ +石蕊試液石蕊試液溶液先變紅后褪色溶液先變紅后褪色有有H H+ +ClCl- -硝酸銀、稀硝酸硝酸銀、稀硝酸有白色沉淀有白色沉淀有有ClCl- - 4.提出假設(shè)：氯氣和水生成了氯化氫，根據(jù)原子守恒，余下的可能是化學(xué)式

5、為HOCl的物質(zhì)，其中Cl化合價(jià)為+1價(jià)。 學(xué)生討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制實(shí)驗(yàn)條件，讓紅紙分別接觸干燥的氯氣、氯水、鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：接觸氯水的紅紙褪色，其余兩個(gè)不褪色。 學(xué)生分析、得出結(jié)論使石蕊褪色的物質(zhì)不是氯氣，也不是鹽酸，而是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸HClO。 評(píng)析：將“氯水的性質(zhì)與成分”設(shè)計(jì)成探究課題，延長(zhǎng)了知識(shí)的“長(zhǎng)度”，增加了學(xué)生獲取知識(shí)的“曲折度”，學(xué)生不得不投入更大的“智力成本”，在點(diǎn)滴的“付出”中收獲對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解與把握，自主建構(gòu)知識(shí)的意義，并進(jìn)一步培養(yǎng)了透過(guò)現(xiàn)象探究本質(zhì)的能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 2.將課本知識(shí)拓展成探究課題 比如挖掘課本實(shí)驗(yàn)的原理，設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)；

6、或從某一具體的現(xiàn)象，分析原因；或者擴(kuò)展到其他物質(zhì)，有利于學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。 案例：制作多彩的噴泉案例：制作多彩的噴泉 高中階段元素化合物的知識(shí)多，且有些比較零散，怎樣利高中階段元素化合物的知識(shí)多，且有些比較零散，怎樣利用一個(gè)主線，把這些零散的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)？本案例選擇以用一個(gè)主線，把這些零散的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)？本案例選擇以“制作多彩的噴泉制作多彩的噴泉”為切入點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)（預(yù)設(shè)問(wèn)題為切入點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)（預(yù)設(shè)問(wèn)題導(dǎo)向）方式，開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。導(dǎo)向）方式，開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)。 復(fù)習(xí)了氨的噴泉實(shí)驗(yàn)之后，可提出下面的問(wèn)題：除了氨氣復(fù)習(xí)了氨的噴泉實(shí)驗(yàn)之后，可提出下面的問(wèn)題：除了氨氣外還有哪些氣體可做噴泉

7、實(shí)驗(yàn)？條件是什么？通常學(xué)生認(rèn)外還有哪些氣體可做噴泉實(shí)驗(yàn)？條件是什么？通常學(xué)生認(rèn)為難溶于水的氣體不能形成噴泉。針對(duì)這種想法教師可以為難溶于水的氣體不能形成噴泉。針對(duì)這種想法教師可以設(shè)計(jì)成探究性的課題。經(jīng)過(guò)適當(dāng)點(diǎn)撥：如果將噴泉實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)成探究性的課題。經(jīng)過(guò)適當(dāng)點(diǎn)撥：如果將噴泉實(shí)驗(yàn)中的膠頭滴管里的液體改成其他液體，情況會(huì)怎樣呢？學(xué)生的膠頭滴管里的液體改成其他液體，情況會(huì)怎樣呢？學(xué)生在討論中逐漸明白：二氧化碳、氯氣等氣體在水中的溶解在討論中逐漸明白：二氧化碳、氯氣等氣體在水中的溶解度不大，但可溶于濃堿。進(jìn)而提出：只要燒瓶中氣體能迅度不大，但可溶于濃堿。進(jìn)而提出：只要燒瓶中氣體能迅速并且比較完全地被膠頭

8、滴管中的液體吸收，就可以產(chǎn)生速并且比較完全地被膠頭滴管中的液體吸收，就可以產(chǎn)生噴泉。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情境：假如氨的噴泉實(shí)驗(yàn)的裝噴泉。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情境：假如氨的噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置中沒(méi)有滴管，如何運(yùn)用基本實(shí)驗(yàn)操作引發(fā)噴泉？學(xué)生討置中沒(méi)有滴管，如何運(yùn)用基本實(shí)驗(yàn)操作引發(fā)噴泉？學(xué)生討論后歸納出引發(fā)噴泉的兩種原理：增大燒杯中水的壓力；論后歸納出引發(fā)噴泉的兩種原理：增大燒杯中水的壓力；減小燒瓶中氣體的壓力。減小燒瓶中氣體的壓力。 教師提出能否制作有色噴泉，學(xué)生就能想到化學(xué)的顏色，教師提出能否制作有色噴泉，學(xué)生就能想到化學(xué)的顏色，有指示劑顯色，也有生成的物質(zhì)有顏色。學(xué)生就能設(shè)計(jì)出有指示劑顯色，也有生成的物

9、質(zhì)有顏色。學(xué)生就能設(shè)計(jì)出五顏六色的噴泉了。五顏六色的噴泉了。 3.從教材“爭(zhēng)議問(wèn)題”中尋找探究課題 此處的“爭(zhēng)議問(wèn)題”可以理解為兩種情況：一是疑似問(wèn)題，即內(nèi)容是正確的，只是學(xué)生由于知識(shí)、認(rèn)知等原因而懷疑是“錯(cuò)誤”的；二是真實(shí)問(wèn)題，即教材內(nèi)容編寫的確是錯(cuò)誤的，或者所觀察到的現(xiàn)象與教材內(nèi)容不符。案例：案例：COCO2 2是否可用排水法收集是否可用排水法收集初三學(xué)生在做初三學(xué)生在做COCO2 2與石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用嘴通過(guò)吸與石灰水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用嘴通過(guò)吸管向澄清石灰水底部吹管向澄清石灰水底部吹COCO2 2氣體而產(chǎn)生白色沉淀的過(guò)程，是氣體而產(chǎn)生白色沉淀的過(guò)程，是一個(gè)反應(yīng)較慢、可仔細(xì)觀察到

10、沉淀逐步變多的過(guò)程，而且還一個(gè)反應(yīng)較慢、可仔細(xì)觀察到沉淀逐步變多的過(guò)程，而且還發(fā)現(xiàn)吹入溶液底部的發(fā)現(xiàn)吹入溶液底部的COCO2 2氣體，會(huì)很快地、無(wú)多大變化地溢氣體，會(huì)很快地、無(wú)多大變化地溢出溶液表面。學(xué)生由此而聯(lián)想到一個(gè)問(wèn)題：教材上為什么規(guī)出溶液表面。學(xué)生由此而聯(lián)想到一個(gè)問(wèn)題：教材上為什么規(guī)定不能用排水集氣法來(lái)收集定不能用排水集氣法來(lái)收集COCO2 2氣體呢？氣體呢？教師對(duì)學(xué)生提出的疑問(wèn)和一些設(shè)想作了妥善的引導(dǎo)，提議學(xué)教師對(duì)學(xué)生提出的疑問(wèn)和一些設(shè)想作了妥善的引導(dǎo)，提議學(xué)生把它作為一個(gè)研究課題，通過(guò)查資料收集數(shù)據(jù)、具體分析生把它作為一個(gè)研究課題，通過(guò)查資料收集數(shù)據(jù)、具體分析和做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)

11、得出結(jié)論。和做實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論。在探究過(guò)程中學(xué)生查找了在探究過(guò)程中學(xué)生查找了COCO2 2氣體在常溫下的溶解度數(shù)據(jù)，氣體在常溫下的溶解度數(shù)據(jù)，了解到用排水法收集了解到用排水法收集COCO2 2的可能性，并用排水法收集了一瓶的可能性，并用排水法收集了一瓶COCO2 2氣體。且做了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如用排水法和排空氣法在同等氣體。且做了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如用排水法和排空氣法在同等條件下分別收集條件下分別收集COCO2 2氣體，再比較收集滿氣體所花的時(shí)間及氣體，再比較收集滿氣體所花的時(shí)間及所收集氣體的純度等。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，所收集氣體的純度等。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，COCO2 2氣體不僅可以用氣體不僅可以用排氣法來(lái)

12、收集，而且用排水法收集排氣法來(lái)收集，而且用排水法收集COCO2 2更純、更快。更純、更快。評(píng)析：初三教材上說(shuō)評(píng)析：初三教材上說(shuō)COCO2 2的收集方法是向上排氣法，至今很的收集方法是向上排氣法，至今很多資料上都認(rèn)為不能用排水法收集多資料上都認(rèn)為不能用排水法收集COCO2 2氣體。實(shí)驗(yàn)的成功使氣體。實(shí)驗(yàn)的成功使得學(xué)生更加體會(huì)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，打破了教材的權(quán)威性，得學(xué)生更加體會(huì)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，打破了教材的權(quán)威性，培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真觀察、認(rèn)真思考、大膽質(zhì)疑的精神。培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真觀察、認(rèn)真思考、大膽質(zhì)疑的精神。 4.對(duì)化學(xué)疑難習(xí)題進(jìn)行探究 例如，往含有酚酞的氫氧化鈉的溶液中逐滴滴加新制氯水并不斷振蕩，發(fā)

13、現(xiàn)紅色漸漸褪去。對(duì)于紅色消失的原因，有兩種版本答案：甲同學(xué)認(rèn)為是氯氣與水反應(yīng)生成HCl和HClO中和了NaOH；乙同學(xué)認(rèn)為是氯氣與水反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性和漂白性而使紅色酚酞變成了無(wú)色的物質(zhì)。到底是哪種原因引起紅色消失？ 5.將化學(xué)與生活相關(guān)素材設(shè)計(jì)成探究課題 案例：膨化劑膨化效果探究課題設(shè)計(jì) 為使食品有好的口感，食品工業(yè)上常加入膨化劑。其基本原理是：加熱時(shí)膨化劑分解產(chǎn)生氣體，使食品變得多孔疏松。為改進(jìn)效果，使用復(fù)合疏松劑，其成分是碳酸氫鈉、酒石酸、明礬等。 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究復(fù)合疏松劑不同組成的膨化效果，并列表比較，計(jì)算其成本。 6.將化學(xué)史實(shí)設(shè)計(jì)成探究課題 案例：原電池形成的條件 材料

14、1:1780年，伽伐尼在一次解剖青蛙時(shí)有一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)，一只已解剖的青蛙放在一個(gè)潮濕的鐵案上，當(dāng)解剖刀無(wú)意中觸及蛙腿上外露的神經(jīng)時(shí)，死蛙的腿猛烈地抽搐了一下。后來(lái)他以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，選擇各種不同的金屬，例如銅和鐵或銅和銀，接在一起，而把另兩端分別與死蛙的肌肉和神經(jīng)接觸，青蛙就會(huì)不停地屈伸抽動(dòng)。如果用玻璃、橡膠、松香、干木頭等代替金屬，就不會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象。 材料2：此后不久，伏打在給普利斯特里的信中描寫了一種起電盤裝置。對(duì)于伽伐尼發(fā)現(xiàn)的蛙腿抽搐的現(xiàn)象，他想這可能與電有關(guān)，但是他認(rèn)為青蛙的肌肉和神經(jīng)中是不存在電的。伏打用自己設(shè)計(jì)的精密驗(yàn)電器，對(duì)各種金屬進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)證明，只要在兩種金屬

15、片間隔使用鹽水或堿水浸過(guò)的（甚至只要是濕潤(rùn)）硬紙、麻布、皮革或其他海綿狀的東西，并用金屬線把兩個(gè)金屬片連接起來(lái)，不管有沒(méi)有青蛙的肌肉，都會(huì)有電流通過(guò)。 材料3：伏打發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種金屬片之間的濕布慢慢干燥的時(shí)候，電堆產(chǎn)生的電流就漸趨微弱。 探究：分析原電池產(chǎn)生的條件。 評(píng)析：通過(guò)對(duì)三段材料的分析，經(jīng)歷了科學(xué)家從介紹原電池的發(fā)現(xiàn)歷史，使學(xué)生跟隨科學(xué)家的足跡，體驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出假設(shè)收集資料形成結(jié)論”的科學(xué)探究過(guò)程。二、化學(xué)探究活動(dòng)中科學(xué)方法的設(shè)計(jì)1.科學(xué)認(rèn)識(shí)一般過(guò)程的設(shè)計(jì)科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程就是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，是一種認(rèn)識(shí)事物、研究事物的方法。教學(xué)中科學(xué)認(rèn)識(shí)方法的設(shè)計(jì)也就是沿著科學(xué)家研究的“足跡”，遵循科學(xué)

16、發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化和改造，形成一個(gè)經(jīng)典的探究過(guò)程，讓學(xué)生像科學(xué)家那樣去探索、發(fā)現(xiàn)知識(shí)和規(guī)律。案例：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響案例：溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響講授講授“溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響”時(shí)，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：不同溫度下，時(shí)，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：不同溫度下，NaNa2 2S S2 2O O3 3與稀鹽酸反應(yīng)生成乳黃色的硫，使溶液變渾濁的快慢不同依據(jù)科與稀鹽酸反應(yīng)生成乳黃色的硫，使溶液變渾濁的快慢不同依據(jù)科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程將教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)如下：學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程將教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)如下：在白紙上畫一在白紙上畫一“X”“X”號(hào)；號(hào)；將盛有一定量將盛有一定量NaNa2 2S S2 2O O3 3溶液的

17、燒杯放在白紙上，從上方能透過(guò)溶液看清溶液的燒杯放在白紙上，從上方能透過(guò)溶液看清“X”“X”號(hào)；號(hào)；快速向燒杯中加入一定量稀硫酸，同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)快速向燒杯中加入一定量稀硫酸，同時(shí)按下秒表計(jì)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，行，“X”“X”號(hào)越來(lái)越模糊；號(hào)越來(lái)越模糊；當(dāng)當(dāng)“X”“X”號(hào)完全消失時(shí)按下秒表，記下反應(yīng)時(shí)間；號(hào)完全消失時(shí)按下秒表，記下反應(yīng)時(shí)間；改變不同的反應(yīng)溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。改變不同的反應(yīng)溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。不同溫度條件下該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)記錄不同溫度條件下該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)記錄根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，抽象概括出結(jié)論：溫度越高，根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，抽象概括出結(jié)論：溫度越高，“X”“X”消失越快。消失越快

18、。溫度（）2030405060“X”消失時(shí)間（s）200125503324 2.具體科學(xué)方法的設(shè)計(jì) （1）科學(xué)假說(shuō)方法 歸納法 如通過(guò)計(jì)算同一條件下1mol不同氣體的體積，發(fā)現(xiàn)它們的體積相同或相似，由此推測(cè)：相同物質(zhì)的量的不同氣體在同一狀況下體積相同。 類比法 例如，1962年，加拿大青年化學(xué)家巴特列通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)氧化性的PtP6可將O2氧化而生成一種新的化合物O2+PtP6-。當(dāng)時(shí)他聯(lián)想到“惰性”元素氙Xe的第一電離能（1171.5kJ/mol）同O2的第一電離能（1175.5kJ/mol）相近。因此，他猜想可能PtP6也能氧化Xe。另外，從O2+和Xe+的電荷相等、O2和Xe的半徑相近，可

19、估計(jì)O2+和Xe+的半徑、O2+PtP6-和Xe+PtP6-的晶格能也應(yīng)分別相近。由此，巴特列大膽類推：PtP6也能將Xe氧化，使之形成Xe+PtP6-這種特殊的化合物。當(dāng)他將PtP6蒸氣與過(guò)量的Xe于室溫下混合時(shí)，立即生成一種橘紅色晶體。經(jīng)X射線分析，該化合物的確為Xe+PtP6-。比較-分類法案例：鋁與稀酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究鋁能與稀鹽酸反應(yīng)生成大量氫氣，鋁與稀硫酸反應(yīng)緩慢放出氫氣，其原因何在？學(xué)生分組討論，并將兩者情況比較如下：稀硫酸、稀鹽酸分別于鋁反應(yīng)的比較反應(yīng)物鹽酸硫酸鋁相同點(diǎn)陽(yáng)離子是H+陽(yáng)離子是H+打磨（或沒(méi)打磨）不同點(diǎn)H+的濃度H+的濃度陰離子是Cl-陰離子是S042-通過(guò)列表比較，將

20、引起這種現(xiàn)象的可能原因分為三類：（1）H+的濃度；（2）陰離子；（3）鋁是否打磨等。提出假說(shuō)：（1）可能是酸的濃度引起的，一組認(rèn)為是硫酸中的H+的濃度太小的原因，一組認(rèn)為硫酸濃度較大使鋁發(fā)生鈍化；（2）可能是酸根離子的不同引起的，一組認(rèn)為是可能是硫酸根影響了反應(yīng)的進(jìn)行，一組認(rèn)為氯離子是鋁和酸反應(yīng)的催化劑；（3）鋁沒(méi)有打磨，學(xué)生認(rèn)為是陰離子與氧化鋁保護(hù)膜的作用不同引起的，即氯離子可能會(huì)促使保護(hù)膜的溶解，而硫酸根不會(huì)。評(píng)析：對(duì)于某一現(xiàn)象，當(dāng)學(xué)生利用已有知識(shí)無(wú)法解釋時(shí)，選擇猜想假設(shè)無(wú)疑是一種很好的方法。然而，科學(xué)假設(shè)是需要一定的根據(jù)的。本案例中，由于情況較為復(fù)雜，所涉及的因素較多，這需要對(duì)繁雜的各方

21、面進(jìn)行梳理。運(yùn)用比較分類的方法，可以找出兩者之間的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，通過(guò)比對(duì)、分析，便可推測(cè)出可能的原因，即形成假說(shuō)。 提出假說(shuō)的方法除了上面所述及的幾種，還有分析-綜合法、演繹法、數(shù)學(xué)方法等。需要說(shuō)明的是，不是每個(gè)假說(shuō)的提出都運(yùn)用了上述所有的方法，通常是運(yùn)用了其中的一種或幾種方法。至于采用哪種方法更合理、奏效，需要教師結(jié)合問(wèn)題的特點(diǎn)以及現(xiàn)有事實(shí)材料的情況等實(shí)際因素加以運(yùn)用。 （2）實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)條件控制的方法 影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)的因素有多種。在不同的條件下，可能會(huì)產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，要使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴脕?lái)驗(yàn)證假說(shuō)或猜想，實(shí)驗(yàn)條件必須與題設(shè)條件相吻合。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的選擇和控制，使化學(xué)反應(yīng)朝著既定的方向進(jìn)行

22、，產(chǎn)生預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，作為驗(yàn)證假說(shuō)的事實(shí)、證據(jù)。案例：溫度對(duì)高錳酸鉀性質(zhì)影響的探究酸性高錳酸鉀溶液與草酸發(fā)生下列反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H20為探究該反應(yīng)在不同溫度下的情況，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)條件加以控制。實(shí)驗(yàn)中受控制的恒定條件是反應(yīng)物的種類、反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)物的體積（2mL+2mL）、反應(yīng)物的濃度，操縱、改變的條件是反應(yīng)的溫度，通過(guò)控制“加熱”這一化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：（1）取3支試管，向各試管中分別依次加入2mL0.01mol/L的KMnO4酸性溶液、2mL0.01mol/L的H2C2O4溶液；（2）將其中一支試

23、管放入冰水中，另一支試管放在約80的熱水中，第三支試管置于室溫下，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的方法 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，如溫度、酸度、濃度、質(zhì)量、體積、反應(yīng)速率、物質(zhì)含量、溶解度等方面的測(cè)定?；瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中也多處提到要掌握測(cè)定方法，如農(nóng)田土壤pH的測(cè)定、利用實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率、測(cè)定中和反應(yīng)過(guò)程中溶液pH的變化、繪制滴定曲線、測(cè)定不同鹽溶液的pH、食醋中總酸量的測(cè)定、飲料或水果中維生素C含量的測(cè)定等。 案例：土壤酸、堿性的分類 教師創(chuàng)設(shè)情境：土壤中含有許多有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、堿以及鹽類等物質(zhì)，各種物質(zhì)的含量不同，使土壤顯示出不同的酸堿性。土壤的酸堿性會(huì)影響作物的生長(zhǎng)，各種作物對(duì)土壤pH的要求也不同

24、。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定土壤的酸堿度。 學(xué)生通過(guò)查閱資料收集測(cè)定土壤酸堿性的一般方法，用蒸餾水或鹽溶液（常用氯化鉀）提取土壤中游離態(tài)或代換性的氫離子，然后用pH試紙或備有標(biāo)準(zhǔn)色階的pH混合指示劑測(cè)定溶液的酸堿度。如選用pH儀，則測(cè)定值更精確。 學(xué)生活動(dòng)和測(cè)試步驟： 1.將學(xué)生分組； 2.計(jì)劃采集各點(diǎn)土樣； 3.測(cè)試土樣： （1）稱取1g風(fēng)干或新鮮土樣，放入試管內(nèi)，加入5mL蒸餾水，試管口加塞后充分振蕩； （2）放置到管內(nèi)溶液變清后用玻璃管沾取清液，用精密pH試紙（5.59.8）測(cè)定其酸度。寫出土樣測(cè)試報(bào)告，進(jìn)行討論、分析等，最后書寫小結(jié)。 評(píng)析：這是一次化學(xué)與社會(huì)生活生產(chǎn)相聯(lián)系的探究課，教師創(chuàng)設(shè)情境，

25、學(xué)生通過(guò)資料了解目前的一些測(cè)定方法，并根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室條件，選擇可以操作的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)這個(gè)案例的學(xué)習(xí)，在碰到其他需要測(cè)試的情況下，學(xué)生也將會(huì)收集測(cè)定的原理和測(cè)定的方法從而進(jìn)行測(cè)試。 （3）科學(xué)觀察的方法 觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置 觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作 觀察化學(xué)物質(zhì)及其變化 案例：對(duì)氫氣性質(zhì)的觀察 （1）收集一瓶氫氣，學(xué)生觀察集氣瓶中氫氣的色、態(tài)（視覺(jué)）、味（嗅覺(jué)）。 （2）用氫氣流吹出肥皂泡，觀察到肥皂泡往上飛。 （3）分別收集一試管混有一定空氣的氫氣和一試管純凈氫氣，將試管口放置于酒精燈焰上方點(diǎn)燃，注意聽(tīng)燃燒時(shí)的聲音。 （4）在帶有尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，再在火焰上方罩一冷而干燥

26、的燒杯，注意觀察氫氣火焰的顏色、燒杯壁上產(chǎn)生水珠、燃燒放熱。 （5）在做氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察導(dǎo)氣管口、反應(yīng)試管口放置位置，黑色的氧化銅顏色的變化，試管壁的變化，停止加熱后的正確操作。 評(píng)析：此案例中，學(xué)生運(yùn)用了視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)多種感覺(jué)器官，觀察了氫氣的顏色、狀態(tài)、氣味、密度等物理性質(zhì)，氫氣燃燒、氫氣還原氧化銅的現(xiàn)象，以及實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟，從而更為全面地把握氫氣的性質(zhì)。 （4）科學(xué)抽象的方法 表征性抽象 表征性抽象是在一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)物質(zhì)及其變化特征和規(guī)律性所進(jìn)行的一種科學(xué)抽象。表征性抽象撇開(kāi)了具體的物質(zhì)及其變化的個(gè)性，而抽取出共性，屬于理性認(rèn)識(shí)。案例：金屬間的置換反應(yīng)為探

27、究金屬置換反應(yīng)的規(guī)律，我們選擇不同的金屬及其對(duì)應(yīng)的鹽溶液，兩兩間相互混合，其結(jié)果記錄如下：金屬間的置換反應(yīng)（注：“”表示置換反應(yīng)能發(fā)生，“”表示置換反應(yīng)不能發(fā)生）鎂鋁鋅鐵銅氯化鎂氯化鋁硫酸鋅硫酸亞鐵硫酸銅學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中觀察得知，鎂能置換鋁、鋅、鐵、銅，鋁能置換鋅、鐵、銅，鋅能置換鋁、鐵、銅，鐵能置換銅。查這幾種元素在金屬活動(dòng)表的順序，分析發(fā)現(xiàn)鎂可以把排在它后面的鋁、鋅、鐵、銅從其相應(yīng)的鹽溶液中置換出來(lái)；鋁不能把排在它前面的鎂從其鹽溶液中置換出來(lái)，而可以把排在它后面的鋅、鐵、銅從其相應(yīng)的鹽溶液中置換出來(lái)；對(duì)于鋅、鐵、銅都出現(xiàn)“置后不置前”的情況。進(jìn)一步分析可發(fā)現(xiàn)它們的一個(gè)共同性質(zhì)：所能發(fā)生置換的兩

28、種金屬，都是作為反應(yīng)物金屬單質(zhì)，其活潑性強(qiáng)于生成物金屬單質(zhì)的活潑性。由此抽象：活潑性較強(qiáng)的金屬能把活潑性較弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，活潑性較弱的金屬不能把活潑性較強(qiáng)的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。進(jìn)一步得出結(jié)論：在金屬活動(dòng)性順序里，只有排在前面的金屬，才能把排在后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)。評(píng)析：通過(guò)分析具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，找出共同點(diǎn)和規(guī)律，并據(jù)此推出一般的規(guī)律和結(jié)論，從而完成了表征性科學(xué)抽象。 原理性抽象 原理性抽象是根據(jù)一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，在表征性抽象的基礎(chǔ)上，對(duì)物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律所進(jìn)行的一種深層抽象。它同表征性抽象不同，是在原子結(jié)構(gòu)、元素周期律和分子結(jié)構(gòu)的水平上，對(duì)物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)

29、律的認(rèn)識(shí)。 例如，鹽酸能跟金屬反應(yīng)、鹽酸能跟金屬氧化物反應(yīng)、鹽酸能跟堿反應(yīng)等，是表征性抽象。再深入分析，以上反應(yīng)的本質(zhì)都是因?yàn)辂}酸中H+的性質(zhì)。因此，從表征性抽象的結(jié)果抽取出H+，它是鹽酸的一個(gè)方面的本質(zhì)屬性，屬于原理性抽象。 （5）模型方法的設(shè)計(jì) 模型法與實(shí)驗(yàn)法、邏輯法并稱科學(xué)三大方法，它貫穿于整個(gè)中學(xué)化學(xué)的始終。 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）要求高中生知道、理解、初步學(xué)會(huì)和體驗(yàn)?zāi)Ｐ头椒ㄔ诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)化學(xué)教學(xué)應(yīng)注意模型的制作和運(yùn)用。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)模型的表述頁(yè)碼主題活動(dòng)及探究建議第12頁(yè)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（化學(xué)2）制作簡(jiǎn)單有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)模型第20頁(yè)化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性

30、質(zhì)）制作典型的離子晶體結(jié)構(gòu)模型第21頁(yè)化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）利用模型等分析金剛石晶體與石墨晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，討論兩者性質(zhì)的差異第22頁(yè)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值（物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）討論模型在探索原子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用第26頁(yè)有機(jī)化合物的組成與結(jié)構(gòu)（有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)）用球棍模型、多媒體軟件展示有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)和異構(gòu)現(xiàn)象第32頁(yè)高中化學(xué)課程教學(xué)策略和教學(xué)方法的建議利用各種模型、圖表和現(xiàn)代信息技術(shù)講解化學(xué)基本理論 （6）處理資料和事實(shí)的方法 表格化 表格以最少的數(shù)據(jù)可以表示最多的信息。而且，還通過(guò)設(shè)計(jì)比較優(yōu)良的表格，可以從一大堆看似毫無(wú)規(guī)律的數(shù)據(jù)中，抽象出它們的本質(zhì)特征。案例：探究稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)的化

31、學(xué)反應(yīng)速率利用稀HCl與CaCO3反應(yīng)生成CO2，通過(guò)測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積，探究反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系。在錐形瓶中放入大理石5g，加入稀HCl。每隔30s觀測(cè)注射器中氣體的體積，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到表中。時(shí)間/s306090120150180210氣體體積/mL反應(yīng)速率/mLs-1符號(hào)化案例：探究電解飽和食鹽水的產(chǎn)物電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以獲得以下化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)：該反應(yīng)產(chǎn)生了能使酚酞變紅的物質(zhì)，電解池的陰陽(yáng)兩極產(chǎn)生了氣體，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，陰極產(chǎn)生的氣體點(diǎn)燃有淡藍(lán)色火焰，且有輕微爆鳴聲。利用化學(xué)反應(yīng)方程式表示如下：2NaCl+2H2O 2NaOH+C

32、l2+H22H2+O2 2H2O;Cl2+2KI2KCl+I2通電點(diǎn)燃 線圖化 線圖化是用直線圖或曲線圖對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以系統(tǒng)化和簡(jiǎn)明化的一種形式。 語(yǔ)言文字表達(dá)信息 例如，“酸的性質(zhì)的探究”中，可將實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述為：稀鹽酸、稀硫酸和醋酸的水溶液都能導(dǎo)電，都能使紫色石蕊試液變紅，溶液的pH都小于7. 在上述科學(xué)方法教育體系中，學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和掌握是一個(gè)由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)、不斷深化的過(guò)程。在初中階段，學(xué)生的思維處于“經(jīng)驗(yàn)型思維”發(fā)展期，應(yīng)側(cè)重對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察、測(cè)量、記錄、表格化、表征性抽象等方法的教育。在高中階段，學(xué)生的思維開(kāi)始向“理論型思維”方向發(fā)展，應(yīng)在初中的基礎(chǔ)上，側(cè)重對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定、復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的條件控制、線圖法、原理性抽象、假說(shuō)、模型化等方法的教育。三、化學(xué)探究式教學(xué) 1.化學(xué)探究學(xué)習(xí)的基本特征 （1）以問(wèn)題為中心 （2）強(qiáng)調(diào)自主參與 （3）強(qiáng)調(diào)實(shí)踐活動(dòng) （4）重視合作