高中化学教学论文 新课程实验探究教学策略与案例分析 新人教版必修1Word格式文档下载.docx

1、对于电解质溶液也作了实验探究，用乙醇、纯水、纯水中追加食盐、硫酸铜溶液等替代硫酸，观察原电池构成的情况，使学生对于原电池构成条件、原电池反应原理有了特别深刻的认识。刘江东老师：海淀区八一中学宋晓敏老师做了一节二价铁三价铁转化的区级研究课。这节课中教师向学生提供了补铁剂的使用说明，使用说明中的内容很大程度上体现了亚铁盐的性质，同时教师向学生提供三价铁检验方法的信息。然后教师提出问题如何更好地保存补铁剂，保存过程中避免和什么物质在一起？在这个探究活动中，学生了解了哪些物质可以和二价铁共存，哪些物质能够把二价铁转化为三价铁。这样就把二价铁、三价铁转化的知识融入探究活动。2实验探究活动具有怎样的功能和

2、价值？王磊教授：对于这个问题首先要从课程目标说起。新课程以发展每一个学生的科学素养为根本宗旨。科学素养的发展不是单一知识目标的，还包括全面培养学生的科学知识、科学过程方法、科学态度，以及正确全面的理解化学科学与社会、与技术、与其他学科领域的相互关系等。以知识传授为主的教学无法支持全面培养学生科学素养的培养目标，因此需要其他的教学方式进行补充和协从，在这样的背景下，实验探究的教学方式被提出。其次，我们应该思考我们教的课程是科学，科学的本质是什么？科学家的工作方式是什么？这些与一般的学习有什么不同？在科学教育中我们应该让学生亲身体验、经历和收获一些科学家的工作方式和思考问题解决问题的方式方法。科学

3、方法和科学过程都应该是科学学习的重要方面。而科学方法、科学过程的学习单靠讲授式教学很难完成，因此这也是科学探究教学提出的一个原因。我们在推行探究教学的过程中，发现教师认为探究教学会影响知识的落实。实际上探究教学是有利于知识的落实的。同样一个知识简单的呈现给学生和学生通过一个研究过程得到它留给学生的印象是不一样的。比如宋晓敏老师的课中就把简单的知识传授变成了学生研究的过程，学生对二价铁离子和三价铁离子之间的转化及其体现出来的氧化性还原性之间的关系的印象就会深一些。另外，我们也认为化学教学是一种科学教学，要体现科学方法。实验探究是一种很重要的科学方法，在化学教学中应该体现这样的内容。以我谈到的原电

4、池原理课例为例。课本上的原电池原理教学是构建一个基本模型，在此基础上，在后续课程中要研究金属的腐蚀与防护问题、新型化学电池的研制问题等。只有原电池原理这个基础牢固，后续的学习才可能顺利进行。在以往原电池原理教学中，教师演示铜锌原电池实验后就给出了原电池构成条件，学生对与电极的作用认识得不清楚，会认为原电池就是负极失电子，电解质溶液得电子，造成很大局限性，导致在后续课程中很难理解金属腐蚀与防护的有关问题，以及新型燃料电池中外加氧化剂气体等有关问题。因此，此处应设计一个探究活动反复更换电极，提升学生对原电池原理的认识。3探究教学的特点是什么？探究教学最鲜明的特点是问题性。在实验探究活动中，围绕着核

5、心问题，学生充满了假设预期。而后通过自己的活动或是教师引导的活动搜集各种证据，并对证据、假设、问题之间的关系形成科学解释和推理，当问题、假设、证据之间都匹配自洽的时候，学生会得到合理的科学结论。所以说，实验探究活动是用科学的方法手段进行科学问题解决的一种活动。实验探究活动的这一特点，使得它非常有利于学生好奇心的激发，学习动力的激发；有利于激发学生原有的认识，这很符合学习规律，在原有经验和认识基础上的教学才是有效教学。由于实验探究活动中要寻找证据，学生不但要形成假设，还要通过设计方案收集证据的过程把假设变为行动，这一过程中学生不断深化、展示、明确自己的认识，因而保证了学习的深刻性。例如氧化剂还原

6、剂部分的学习，如果只记住了概念是没有用处的，很难保证学习达到理解水平和应用水平。但是如果概念学习后给学生一个用氧化剂还原剂知识探究某个物质的氧化性还原性的活动，就会使得学生将概念转化为研究物质氧化性还原性的能力，这一过程中学生要建立思路、运用方法，要能够把事实、实验和概念结合起来，这样就能够深化学生的氧化还原认识，还能够是概念迁移为应用。从这一点来讲，实验探究教学能够支持核心知识的理解和能力转化。另外，在实验探究教学中学生还要解释实验事实与证据、假设、问题之间的关系，这样就要求学生更加深刻理解学习内容，同时还要将实验前后的思考认识打通整合，进行深层的思维加工。所以越是核心知识、越是重难点内容，

7、越值得采用实验探究教学。因而课程标准的活动探究建议往往都是在核心知识内容上建议搞活动探究，各版本教材也往往会在核心知识点上开发活动探究栏目。二、如何进行有效的实验探究教学设计？1探究教学设计案例及点评以下三个教学设计的教学主题都是“影响化学反应快慢的因素的探究”。教学案例1： 教师将“影响化学反应快慢的因素的探究”这一核心问题分解为四个二级问题，依次抛给学生，在每一个问题的解决过程中逐渐加深学生对核心问题的理解。问题序号问题内容解决该问题时的教学过程和达成目标问题一如何比较判断化学反应的快慢？完成钠与水、钠与乙醇的对比实验 明确可用于判断化学反应快慢的实验现象 了解对比实验问题二为什么钠与水的

8、反应比乙醇与水的反应快？明确参与化学反应的物质本身的性质是影响化学反应快慢的因素进一步思考，并提出假设：还有哪些因素会影响化学反应的快慢问题三探究温度对化学反应快慢的影响完成如图实验，交流实验现象和结论明确对比实验的方法从生活中找相似事例作为“温度影响化学反应快慢”这一结论的旁证问题四探究催化剂、浓度对化学反应快慢的影响 完成如图实验，其中第一支试管为空白实验用于对照，交流实验现象和结论将上述实验中加了催化剂的两支试管内容物分别平均分成两份，一份加水稀释一倍，另一份留作对照。观察实验现象，交流实验结论案例点评：主持人：在这份教学设计中，教师并没有把 “影响化学反应快慢的因素的探究” 这一核心问

9、题直接抛给学生，而是自己先行对问题做了拆解，降低了学生开展探究活动的难度，为学生探究活动的有效开展搭梯子。同时教师关注到科学方法的指导，如对比实验的方法。教师还关注到证据的丰富性，引导学生从生活中寻找实例作为结论的补充证据。教学案例2：教学环节教学内容和达成目标分组实验 交流实验现象和结论明确催化剂能影响化学反应的快慢提出问题在前一结论的基础上提出：还有哪些因素能影响化学反应速率的快慢？教师提供分析素材为了帮助学生有效思考上述问题，教师给出一些可供分析的素材：食品保鲜方法、近几年酸雨对雕像腐蚀加剧、研磨后使固体药品发生化学反应、使用溶液替代固体药品进行实验课堂交流交流要点有两个：哪些因素影响化

10、学反应的快慢？在前面进行分组实验时用到的科学方法：对比法、控制变量法气球在前面交流的基础上，进行下面的分组实验，教师提示学生试管上加装气球可保证实验现象更加直观。交流讨论讨论实验中如何有效控制变量前面两个教学设计体现出了探究水平上的差异。学生对实验的设计和控制程度是探究水平差异的直观体现。一般而言，在实验探究活动中，教师交给学生完成的内容越多，探究水平就越高。一个实验探究活动通常包括提出问题、方案设计、方案的实施、证据的提取记录和分析、交流反思。第一个教学设计中除了问题是教师直接给出外，其它环节基本上都交给学生了。而第二个教学设计中，教师希望由学生设计方案，但是实际上没有放手，因此与第一个教学

11、设计显示出了探究水平上的差异。教学案例3：创设问题情境以楼房爆破、钢铁生锈、溶洞形成、牛奶变质等实际生活中的化学反应为例，感知化学反应有快慢之分。强调人类需要采取措施调控化学反应的快慢。提出探究问题哪些因素可能影响化学反应的快慢？明确探究任务1预测影响化学反应快慢的因素2明确教师提供的试剂教师向学生提供3组试剂：制O2组：5%H2O2、0.5% H2O2、MnO2粉末、 热水、冷水制CO2组：3mol/LHCl、0.5mol/LHCl、CaCO3块状、CaCO3粉末、热水、冷水制H2组：1mol/LHCl、0.1mol/LHCl、镁条、镁粉、铁粉、热水、冷水每个小组只拿到一组试剂3设计实验方案

12、4思考：通过什么说明化学反应的快慢5如何处理有多个影响因素的情况小组合作探究学生依据探究任务开展小组合作探究活动交流研讨学生按照教师提供的汇报框架进行交流：1 你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些？2 教师向你们小组提供的试剂是什么？3 你们小组设计的实验方案4通过什么现象说明化学反应的快慢6实验现象和实验结论在实验探究活动和交流研讨过程，每个小组都至少发现一个影响化学反应速率的因素，研究同一个化学反应的小组能发现影响本化学反应速率的多个因素，全班共同找出了影响化学反应速率的大部分因素，且互为证据总结提升教师对学生的交流结果总结提升，明确探究结论，强调科学方法，并引导学生将探究结论应用于

13、生产生活实际，提升学习价值案例点评及教学建议：实验探究教学按照教师控制程度通常可分为教师控制型、半开放型、完全开放型三种类型。相比较而言，第三个教学设计开放度较大。在学生刚开始接触探究活动，初次进实验室做实验时，教师可以控制多一些，给出明确的指导，甚至可以让学生预先设计好一个学案后再进实验室。随着学生探究经验的不断积累，教师可以逐渐减少对学生的控制。有些年轻老师感觉在实验室上课不好控制所以惧怕上实验课。我们应该逐步锻炼学生的实验能力，从一开始让学生完成少量实验后教师再讲课，到最终教师对学生实验和自己讲授收放自如。这三个教学设计都是基于“影响化学反应快慢的因素”这一个主题进行的教学设计。面对这样

14、一个教学主题，我们首先要判断要不要开展探究教学。这个内容由于蕴含着多因素、多变量的研究，是对典型的科学研究的一个模拟，所以是非常适合开展探究教学的。第二，这个教学内容的知识难度不是很大，很容易体现出过程方法的探究价值，所以是一个很经典的探究教学内容。在对这样一个探究教学内容进行教学设计时，我们要关注以下问题：首先是探究教学的环节问题。三节课都表现出来，探究教学的基本环节是有核心驱动性问题、学生进行方案设计、学生的实验取证活动、获得和解释结论、汇报交流。至于这些环节中那些环节交给学生完成，哪些环节由教师控制，哪些环节花的时间多，哪些环节花的时间少，哪些环节详，哪些环节略，都是可以根据具体情况设定

15、的。三份教学设计在这些问题的处理上表现出了多样性。第一个案例是一种切断式设计，将一个完整的探究活动切成四个阶段式的探究活动，这种设计方式在很多其他的探究教学设计中使用，如氨的性质就可以设计成氨的溶解性的探究，氨能够与酸反应吗，氨能够与碱反应吗等三、四个局部探究问题串联在一起。这是通常使用的化大为小的一种设计思路。第二个案例本身还是一个完整的探究活动，但是探究活动中各个环节的展示与推进是以老师为主的，这是具有启发性的一种探究活动。教师提出问题，学生明确确认；教师提供实验设计思路甚至方案，学生理解或评价方案；学生进行具体的实验操作，如果条件不允许，教师也可以演示。第二种教学设计的模式的极端情况就是

16、以教师讲解为主要方式，表现探究教学的过程和环节。第三个案例也是一个完整的探究教学过程，但是这个案例中所有的探究环节基本都是让学生来开展的，老师只是一个引导、支持、协助的作用。2教材中的实验探究栏目该如何转化为教学设计？教材中的实验探究栏目示例一：（详情见本专题拓展资源6-2-1）教材中的实验探究栏目示例二（详情见本专题拓展资源6-2-2）一类教材在探究栏目中给出了明确的探究主题、实验方案和实验步骤；另一类教材给出了探究的问题，提示学生要经历猜想与假设、设计实验方案、完成实验记录、形成实验结论等环节，但是并没有给出明确的实验方案和步骤，只是给出了方法导引、工具栏等支持性栏目。对于第一类教材，可以

17、有两种处理形式。一是简单的复制，按照教材的活动步骤进行探究活动就可以了。但是我们不能做操作上的复制者，如果只是把操作步骤简单复制给学生，一定达不到教材设置探究活动的目的。教师应该明确教材上设置探究活动的目标是什么，是知识的落实，还是科学方法的提升？明确探究目标后，在进行探究活动时要把教材的意图很好的体现出来，而不仅仅让学生做一个操作者。如果对教材的设计不满意，教师还可以进行改造或自主设计。第一个教材案例是一个很具体的探究问题，研究对象是确定的。研究主题是铁盐和亚铁盐的性质，首先要考虑铁盐以什么为代表物，将研究问题具体为明确的研究对象；然后分析教材引导我们关注铁盐、亚铁盐的什么性质，是作为盐的性

18、质还是二价铁、三价铁的氧化还原的性质，这样又将研究问题进一步具体化；之后研究的问题就转化为类似“氯化铁是否具有氧化性”这样的问题。也就是说，在依据教材中的实验探究栏目进行教学设计时，先要明确教材本身的探究问题；然后把教材中的探究问题具体化，具体化包括研究对象具体化、研究目的具体化；接下来是假设，比如假设氯化铁具有氧化性；然后是取证，分析获得证据需要做哪些实验，教材中给没给出这些实验。在使用第一类教材时，教师要思考教材呈现的探究任务、探究问题、探究空间有多大，你是否认同教材的探究活动设计。如果认同就复制，在教学设计中具体实现；如果不认同，要明确是在什么方面不认同，比如探究问题、问题情境、探究对象

19、、还是提供的实验试剂，然后再具体问题上改造教材中的设计。第二类教材给了学生预习的框架，教师可把它当作指导学生自主看书学习的过程。这类教材其实就是一个科学探究活动的学案，引导学生的思维过程，给学生提供科学探究方法，因此教学中可以直接复制为教学过程。3教师自主开发科学探究活动举例教师自主开发的实验探究活动可以是比较小的探究问题。比如我对乙烯这节课中乙烯的加成反应问题的教学做了这样一个尝试。乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溴的四氯化碳溶液褪色，根据这一现象应该得到什么结论呢？有的教师就说是发生了加成反应。但是我给学生的结论是乙烯和溴发生了反应，发生了什么反应由学生自己去探讨。因为学生有甲烷与氯气光照取代的

20、经验，所以学生往往会直接迁移认为发生了取代反应。那么这个反应是不是取代反应呢？取代反应和这个反应有什么本质的区别吗？我让学生看书上这个反应的化学反应方程式和加成反应的定义。要求学生设计实验证明乙烯和溴发生的不是取代反应。学生设计出的方案很多，可选取最优方案进行实验演示。教师也可以自己设计较为完整问题的探究活动。比如，我对铁的化合物的性质设计了这样的教学方案。我向学生提供了下列试剂：Fe粉、FeSO4（晶体） 、FeCl3溶液、NaOH 、盐酸、KSCN溶液、硫酸、氯水。学生自主确定最想研究哪种铁的化合物的性质，就去做哪个物质的实验。学生设计实验方案并实施，之后进行汇报交流，从而认识铁的化合物的

21、性质。这个过程中没有给学生太多提示是因为学生在学习钠和钠的化合物、铝和铝的化合物时已经有了丰富的探究经验了，这里就可以实施完整的探究过程了。在这个过程中学生掌握了铁的化合物的性质，也提升了学习能力和科学探究能力。4教师自主开发探究活动的一般方法和注意事项教师自主设计探究活动时首先要选好知识内容，还要确定探究问题。探究问题的素材线索是教师自主进行探究教学设计时普遍感觉最关键也最困难的地方。根据教师们的经验，探究问题的素材可以来源于生活线索，也可以来源于知识理解线索，象田老师举的乙烯的例子就是从对知识理解的核心点上挖掘。教师们还可以从新闻报刊、新闻事件、媒体信息上挖掘线索；也可以从科学活动，如物质

22、制备的线索，从氢氧化铝的制备了解氢氧化铝的两性等，都是教师自主创设探究活动的线索。教师在进行自主探究教学设计时，明确探究问题后还要明确使用什么探究方法。我们现在以实验探究教学为主，但是进行探究教学设计时也可以考虑使用其它的科学探究方法，比如调查的方法、辩论的方法，以及设计的探究任务等等，可以选择不同类型的探究活动。最后，教师进行自主探究教学设计时，还要设计合理的探究程序。另外，教师进行自主探究教学设计时要注意一些事项：探究问题的选取要有价值，比如对于实验技巧的探究价值就不大，对于从习题反推成的探究活动也要慎重，不要让探究任务过于枝节化。新课程必修模块教学中的探究活动一定要注意深广度，如氯水成分

23、的探究曾经是非常经典的探究活动，但是在必修模块学生还没学过次氯酸是弱电解质的有关知识，如果用传统的探究内容就超标了，当然这个活动在化学反应原理选修模块中就会是一个比较好的探究活动。三、开展实验探究教学的常见困惑与对策1开展实验探究教学时的课时问题实验探究教学中的课时问题要使用一些策略来解决。首先要相信实验探究与提高成绩不矛盾，其次要学会单元整体教学设计，在一个单元的几个课时中不要每节课都探究，该探究的地方就认认真真地探究，有些课时则专门用于处理习题、精讲多练，这样既保证了总课时不超，又保证了探究教学的必要课时。我们建议学校能安排周三课时，如果可能的话，最好能有一次连堂课，以保证探究活动的开展。

24、有的实验区排成了大小课，一小时的大课，四十分钟的小课，周总课时没超标，但大课用来探究就比较充分，小课可以讲授或习题训练。2开展探究教学过程中的实验条件问题实验条件也是教师特别关注的。目前新课程实验区很多，发展也不均衡，有些实验区创造了因地制宜的方法。比如实验室一周排一次课表，以便让尽可能多的班级有机会进行分组实验活动。还有的山区学校想尽各种办法使教材中涉及的探究活动全部得以实现。但是也有学校是新建的实验室而利用率很低，这其实是观念的问题，还有就是管理制度要配套。实验室的使用也可以有多种形式，有条件时可以进行同步的分组实验探究；条件不允许时，一章处理一次实验，平时以演示为主。还有的学校无法做并进

25、式的分组实验，就采取教师示范探究过程，学生小组上讲台与教师配合，教师在一个学期中有计划地安排不同的小组进行实验活动。而且，实验条件不足，只会减少学生动手的机会，并不影响学生在假设、实验设计、论证、推理等其他环节发挥自主性。（下部）本讲将就实验探究教学过程中基本教学环节的具体实施策略展开讨论。本讲的核心问题是：如何确定实验探究教学中的驱动性问题？实验探究教学中该如何运用学生活动组织策略？北京师范大化学教育研究所在读博士 首都师范大学首都基础教育发展研究院 黄燕宁嘉宾：教育部高中化学课程标准研制组组长 北京师范大学化学教育研究所所长 王磊教授北京市海淀区教师进修学校化学教研员 刘江东大连市二十中学

26、高级教师 夏凯一、如何确定实验探究教学的驱动性问题？1进行有效的实验探究教学设计需要思考哪些问题？场外专访徐伟念老师：化学反应速率这节课最主要的驱动性问题就是影响化学反应速率的因素，如何将这一主驱动问题转化成教学过程和教学过程中的各个问题使这节课最关键的。我们给学生一些实验用品和试剂，让学生通过实验探究了解和认识影响化学反应速率的各个因素。开始我们想让学生大范围的去讨论，但是觉得开放度太大，尤其是对高一的学生实效性不见得好。所以在药品呈现时，我们按照制氧气、制二氧化碳和制氢气三类把药品呈现给学生，除了药品还有冷热水和其他仪器。在学生设计实验时，我们让学生考虑如下问题：1.通过什么说明反应的快慢

27、？2.遇到多因素的时候如何解决?我们给学生思考的问题是为了减少学生在探究活动中的盲目性，引起学生对如何观察、如何实验这样的问题的注意，是学生的探究活动有序进行。由于是高一的学生，我们还给学生提供了两种完成任务的方法，一是用一个反应研究多个因素，二是当有不同反应的试剂时，也可以考察一个因素在多个反应中的情况。所以这个环节教师用问题启迪学生的思维，使学生能够有序探究。在此基础上学生进行实验探究活动，然后是探究活动汇报，这是这节课最核心最重要的，会反映出学生在探究活动中的差异和认识问题解决问题上的差异。我们让学生通过五个问题进行汇报：1.你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些？2.教师向你们小组

28、提供的试剂是什么？3.你们小组的实验方案。4.你们通过什么现象说明化学反应的快慢，如何处理有多个影响因素的情况?5.实验现象和实验结论。汇报后并没有结束，紧接着问学生这次探究活动中还获得了哪些探究的方法。是学生在获取了知识、掌握了规律的层面上又提升到了方法的角度。学生在实验中可能并不能有意识的想到用什么方法指导本次探究活动，但是通过这个问题促使学生思考使用什么方法比较科学比较有效。比如定性观察、对比实验，都是科学探究中非常重要的方法。然后教师又将视角转到生产生活实际。比如问学生对于合成氨反应，经过你的学习，你有哪些方法可以加快反应速率？使学生感受到学习的价值。徐老师他们做的教学设计有很多点值得关注。首先是确立问题情境，在给出驱动性问题之前，他们先让学生感受到将要探究的问题是有价值的，是一个普遍存在的问题。第二，他们将驱动性问题转化为交给学生的任务，也就是确定围绕大的驱动性问题，学生要做的具体探究任务是什么。在这一方面，他们做了很多思考，比如，给学生的试剂是什么，探究内容的具体素材是什么。他们还考虑到怎么把核心探究问题转变为学生分组活动的任务。在教学设计时，教师要预设每个小组在整个探究活动中的作用。这就是核心驱动性问题，转换成面向学生提出来的具体驱动性问题，然后再转换成每个小组的具体探究任务。正是这样一个负责任而又精致的层级转化保证了这个