中学化学教学论文改进实验的化学探究学习模式与实践

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中学化学教学论文改进实验的化学探究学习模式与实践
四川省泸州市泸县第二中学   刘宇
内容提要：化学是一门以实验为基础的自然学科，新课程高中化学的目的在于进一步提升学生的综合素质，因此化学实验探究在高中化学课堂中占据着重要的地位。现今的高中化学教材中，部分实验存在操作困难、实验存在危险性等问题，导致很多实验不能有学生亲自完成，大大降低了学生学习效率。因此，改进实验在高中化学课堂应运而生，课堂教学效果明显。
一、问题的提出
化学探究性学习，是指学生在教师的指导下，完成发现并提出问题，应用相关化学知识分析、解决问题，培养学生科学探究能力的学习方式和方法。探究性学习贯穿化学学习的始终，是化学学科学习重要的环节之一。高中化学实验探究的全面铺开，面临着很多的难题：学生综合素质不高，对实验的掌控能力不强，易造成错误操作导致错误现象甚至危险的发生；化学实验对环境条件要求高，并非各地学校均能完成（或者现象一致）；部分化学实验涉及的药品、仪器、装备存在一定的危险性等，导致教师在开张探究实验时，多采用教师演示，学生观看模式，极大地降低了学生的探究欲望和学习热情。在这一环境下，我们积极的开展实验的改进探究，降低实验探究门槛，增加学生个体或者团体的探究机会。
化学实验的改进，应基于不同的的实验探究、达成不同的探究目的进行设计，主要是满足课堂需求，操作简单、安全，适合学生群体完成自主探究即可。笔者依据教学大纲、考试说明的要求，结合其他老师的课堂教学，进一步的修改调整，在高2016届完成《氯气的性质》部分知识内容中，融入改进实验进行课堂教学，取得了一定的效果。
二、改进实验在高中化学课堂的实践
1．研究课题
探究氯气的性质。内容选自人教版高中化学必修1第四章“非金属及其化合物”第二节“富集在海水中的元素——氯 ”第二部分。
2．研究对象
实践班级为我校高一学生。他们已经完成氯气物理性质、部分化学性质（氯气与金属的反应、氯气与氢气的反应）的学习，具有一定的知识储备和实验操作技能，并具有初步的探究能力。
3．改进实验探究学习的实施
课前教学准备：注射器（3支，其中2支带针头）、止水夹（1个）、医用输液袋（1个，40mL，收集满Cl2）、硬质试管（1支，两头均使用橡胶塞，收集满Cl2）、红色布条（2条）、pH试纸、试管若干、空试剂瓶（一个）、盐酸（1mol/L，一瓶）、AgNO3(aq)（一瓶）、（HNO3 酸化的）AgNO3溶液、紫色石蕊试剂、红纸、镁粉。

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（1）环节1：探究氯水的制备
教师活动：在上一节课我们学习了氯气的物理性质和部分化学性质。氯气的物理性质中提到，氯气能在水中1∶2溶解，氯气真能溶于水吗？氯气若溶于水，形成的溶液呈什么样呢？请同学们按照下图所示将实验仪器连接起来，用注射器抽取20mL蒸馏水，将其注射至医用输液袋，夹紧止水夹，取下注射器，观察输液袋内颜色变化，振荡输液袋，再观察颜色变化。

注射器          20mL蒸馏水  止水夹      40mL输液袋
    设计意图：教材中只是文字性的提出氯气于水的反应，资料书上提供的一些实验方案由于氯气外泄溶液发生危险，仅限于教师演示，按照该改进实验装置，氯气被封闭在体系中，实验现象明显同时在正常操作下还安全，激发了学生的认知矛盾和探究欲望，培养学生的动手能力和探究精神。
学生实验操作后展示：氯气可溶于水，气体的颜色变浅是由于气体溶解浓度下降，溶液呈黄绿色，和氯气的颜色接近，可能是由于氯水中的成分呈黄绿色。
教师点评：我们再等一段时间，会发现氯气在水中基本溶解，结合加入水与输液袋体积（即氯气体积）之比，可知氯气能在水中1∶2溶解，同时氯气在水中溶解过后，并未全部反应，及新制氯水中还含有氯气，反应的一部分生成了新的物质，大家想知道新制氯水的性质吗？
（2）环节2：探究氯水的性质
教师活动：新制的氯水中有哪些成分呢？结合教材描述：Cl2＋H2O＝HCl＋HClO，HClO微弱电解质，可知道溶液中含有的粒子包括：Cl2、H2O、HClO、H+、Cl―、ClO―，我们按照下表进行探究吧。
微粒        检验方法        现象
H2O               
Cl2               
HClO(少量ClO―)               
H＋               
Cl―               
表1   新制备的氯水成分探究（注：氯水使用时不能超过1mL。）
设计意图：引导学生探究新制氯水中的成分，通过实验探究在学生群体达成共识，明确教材知识的真实性，帮助学生建立“实践是检验真理的唯一标准”，培养学生科学的探究精神和严谨治学的科学态度。
（3）环节3：探究氯水的漂白性
教师活动：有人提出，氯气具有漂白性，是真的吗？请同学们结合下图实验装置进行“氯气漂白性的探究”。探究实验描述：干燥管中收集满了干燥氯气，两只注射器中分别放入干燥红色布条、湿润红色布条，分别从硬质试管中抽入氯气，观察现象。

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注射器1       红色布条（干燥）      干燥氯气       红色布条（湿润）    注射器2
设计意图：通过对比实验探究直接可以得到结论，对某些描述进行颠覆，识别科学探究历程的艰辛，了解化学史上一些为了纪念某些发现而沿用的一些错误的结论。
三、总结与启示
1．能够改变学生的学习方式
新课程理念倡导“自主、合作、探究”的学习方式，探究实验的改进，增加了学生进行科学探究的机会，帮助学生在实验探究过程中通过自主实验探究、与同伴的合作、讨论，全面的认识问题，看到事物的不同特点；能够通过解释同伴提出的问题进行问题的不断深入的探讨、反思，调节同伴之间的认知冲突，构建科学的知识框架。这种合作式、互动式的学习方式，改变了传统学生封闭式、接受式的学习，活跃了课堂气氛，激发了学生的学习热情，大大提高了学生学习的效率。
2．能够促进学生的概念转变
化学是一门以实验为基础的自然学科，通过改进实验增加了学生的探究机会，能够通过自己亲身的实验观察与分析，得到最真实的科学事实。通过实验，学生观察到了相同的实验现象，学生的认知发生了“同化”和“顺应”，当学生观察到不同的实验现象，产生了认知冲突，能帮助学生进行化学史的学习与研究，连接化学探究的艰辛，培养学生科学的探究精神和严谨治学的科学态度，同时发现问题、提出问题、合作探究问题，最终得出正确的结论，将知识系统化，化学能力将得到进一步的提升，进一步的激励学生对化学学科的探究热情！