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探究实验教学设计的理论依据、指导思想、设计原则、内容及意义
中学化学探究实验教学设计的基本形式.结合教学实践体会,强调在实践教学中要运用探究教学培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生收集处理信息的能力、创新能力和探究能力,从教学内容、教学过程、教学媒体资源、教学评价等方面对中学化学探究实验教学设计的基本形式
具体方法可参考以下具体案例：
开放性实验探究:金属钠与稀硫酸铜溶液反应产物探究
3.1引入问题
通过《碱金属元素》的学习以及教师课堂演示实验,学生掌握了钠的物理性质及化学性质,了解钠与水反应的实验现象及反应产物.在此基础上,教师引导学生思考,活泼性质非常强的钠与硫酸铜溶液作用时,会得到什么产物?部分同学根据钠的金属活动性比铜强的知识,毫不犹豫地任务钠能置换出硫酸铜中的铜;也有部分同学会产生疑问:钠是先给水反应,还是先把铜置换出来呢?这时,通过教师引导,就形成了很好的探究“焦点”.
3.2猜想与假设
教师可组织学生分小组展开讨论并对问题提出自己的假设.全班同学的猜想和假设主要为两大类.一是钠先置换出硫酸铜中的铜,生成产物问单质铜的红色沉淀和硫酸钠溶液;二是钠先与水反应,生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠在和硫酸铜反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀.
3.3提出实验方案
因为探究课题的开放性强,学生各个小组提出的实验方案五花八门.总结起来,主要部分基本相同:取绿豆大小的一块金属钠,用滤纸洗干煤油后,加入一大试管中,用分液漏斗向大试管中加入硫酸铜溶液.其中有的实验小组,为了验证实验中有氢气产生,还添加了其他实验装备.有代表性的两类为：一是用导管将气体导入灼热的氧化铜试管中.二是在分液漏斗的顶端套一气球.
3.4实验探究,实验现象
通过分组实验,同学们主要得到了如下几种实现象.
项目
人数
猜想与假设
预测实验现象
实验现象
9组（32人）
生成氢氧化铜
产生蓝色絮状沉淀,并有氢气放出
产生蓝色絮状沉淀,并有氢气放出.
4组（16人）
生成氢氧化铜
产生蓝色絮状沉淀,并有氢气放出
3组（12人）
置换出铜
生成红色的氧化铜沉淀
产生蓝色絮状沉淀.
3.5解释交流
当学生完成了实验探究之后,互相协作交流,最后得出结论.金属钠与硫酸铜溶液反应,首先是金属钠与硫酸铜溶液中的水反应,生成氢氧化钠,放出氢气,然后氢氧化钠在和硫酸铜反应,生成兰色的氢氧化铜沉淀.部分实验蓝色的氢氧化铜沉淀有黑色的固体物质为氧化铜.学生交流讨论后,认为,金属与水反应是剧烈的放热反应,放出的热量可使部分氢氧化铜分解产生黑色的氧化固体.那么为什么钠会先和水反应呢?对于这个问题,有2个学生在实验报告提出由于硫酸铜溶液中水分子的密度比铜离子大,此时相当于生成了水合硫酸铜,铜离子被水分子包围,因此钠先与水接触反应.
3.6教师评价
通过探究性实验,绝大部分学生掌握了实验的过程及现象,对产生现象的原理能提出合理的结实.通过批阅学生实验报告发现,同组成员论记录一栏大部分学生未填写,说明学生合作讨论意识还比较薄弱和不善于记录学生在自我评价部分写道:“说实话,我比较喜欢实验,更喜欢从实验中发现特情况去研究,当然,做实验自己的切记要细心,实验很多东西是无法挽回,象这引起的损失是不必要的”；“只要实验操作规范,有一定的知识基础,就能培养一个人的实验兴趣,找出实验方法”；“这次实验不仅锻炼我们的动手能力,而且能让我们自己通过实验来得出结论,能提高我们的兴趣实验操作比较强,知识基础比较好,对实验很有兴趣,实验方法还要进一步提高,希望可以有更多做实验的机会”；“我认为实验中,我们体现的动手能力差,而且从实验结果看,我的思维能力还不够周全,基础不够扎实;通过这次实验,不仅让我们增长了课外知识,还让我体验到对客观事实要严谨对待”,等等.学生的自我评价表明,所有学生都表示实验兴趣浓厚,建议以后多提供机会.大部分学生认为自己的知识基础较好,学生普遍对自己的实验操作及实验方法评较教低.同组成员评价部分,学生打分大多是“很好或较好”,没有层次性,彼此间评价较高,跟自我评价部分相矛盾.因此,学生对相互评价还没有建立正确的态度,评价失真.
4 结语
回首探究性实验教学所经历的历史擅变和蓬勃发展的今天,我们清醒的认识高中化学探究性实验教学在当前化学教育教学改革中所承载的重要意义.深入分析了探究性实验教学在高中化学教学中实施的基本过程;全面认识了探究性实验教学在培养学生实验探究能力和探究精神、体验科学探究过程、掌握科学探究基本方法、发挥学生的合作学习和团队精神、形成实事求是严谨细致的科学态度等方面所具有的重要价值.结合案例从认识论的角度,解释了探究性实验教学在提出化学教学认识问题、认识科学探究过程、为学生掌握化学科学知识,检验化学理论和验证化学假说提供化学实验事实依据等发面所具有的认识论功能.
展望未来,伴随着新课程改革的全面进行,探究性实验教学的研究将逐渐“精细化”,探究性实验教学的实践将越来越丰富,它将成为高中化学教学的主要手段之一,也将成为高中校本课程开发的一块沃土.随着经济的发展,化学实验仪器、设备和条件日趋完善,相信高中化学探究性实验教学的前景将越来越美好.
产生蓝色絮状沉淀,沉淀中夹杂黑色固体,并有氢气放出.
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