在初中化学进行探究性实验

《在初中化学进行探究性实验》课题研究望城中学江斌一、一，课题的提出（1）化学是一门以实验为基础的学科，实验一直被认为是能帮助学生获得化学知识、掌握实验技能，激发学习兴趣、培养实验能力的一种教学手段，它在初中化学教学中始终占有十分重要的位置。

初中化学实验过去以验证性实验为主，《化学课程标准》将探究性实验作为初中化学的基本教学要求，新《课标》提出：“科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容”，化学教学中比较常见的一种探究活动是进行适合学生的探究性实验。

（2）当前，面对《化学课程标准》要求，原有的实验教学方式已逐渐显示出不足：统一的实验要求、实验教学模式，不利于学生的个性发展，单一的实验内容又脱离社会实际，学生丧失学习的主动性、能动性和独立性。

因此开展化学探究性实验的研究，是化学教学走素质教育之路的有效途径。

（3）在实践过程中，把新教材上的50多个实验分为学生探究实验，教师演示实验，学生家庭小实验等，并以学生探究实验为主。

但学生在进行探究性实验时存在许多的问题，比如：只习惯于思考老师向他们提出的问题，而不会主动地去发现问题、提出问题；当老师给学生设置了问题情景后，让他们能独立地设计实验去解决问题时，学生多半会到教材中找现成的实验方案，很少有学生能创造性地去设计新的实验方案。

而提出问题，设计解决问题的方案恰恰是探究性实验最重要的两个环节。

二、课题研究的理论所谓“探究性实验”，指的是在教师的引导下，学生根据化学教学的内容或日常生活、生产中遇到的问题，对自然界及研究的对象提出问题，从问题或任务出发，通过形式多样的探究实验活动，利用已知的、外加的因素去作用于研究对象，借助探究性化学实验，独自或合作加以探索，来认识研究对象的未知性质、组成、变化特征，以及与其他对象或现象的联系等的一种教学方式。

其教学过程中一般围绕八个要素开展活动，分别是：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流。

借助该形式，引导学生主动进行实验设计、现象观察，结果分析，从中发现科学概念或原理，达到获得知识，形成概念，掌握技能，优化思维，培养情感体验，提高综合能力的目的。

在《化学课程标准》中强调“化学实验是进行科学探究的主要方式”，“教师要注意改进传统的实验教学，精心设计各种探究性实验，促使学生主动学习，逐步学会探究”。

本课题着重研究如何帮助学生了解探究性实验的基本过程和方法，培养学生初步的科学探究能力和态度，使学生掌握进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能，在实验实践中获得探究的体验和意识，从而提高学生的科学素养。

三、课题研究的目标1、通过本课题的研究，提炼出有助于学生“探究性实验”实施的指导策略；2、让学生掌握探究性实验的学习方式，具有独立思考、自主探究、合作交流的意识和主动学习能力。

3、进一步转变教师的教育观念和教学行为。

通过创造性的劳动和研究，将课程从“特定知识体系的载体”的定位上转移到促进“师生共同探索、共同发展”的定位上。

4、通过合理运用化学探究性实验的指导策略，培养学生自主实验、独立思考的学习习惯。

培养学生的探索精神、创新思维、勇于实践的能力。

从而开发学生潜能，促进学生的主动发展。

四、课题研究的原则1、主题性原则：科学探究是学生重要的学习方式，学生是学习过程中的主体。

要注重学生个性特长的发展，体现“以学生的发展为本”的课改宗旨。

2、发展性原则：让学生在掌握知识、技能的基础上，智力和非智力因素都得到协调发展。

3、开放性原则：为学生求异思维的发展提供全方位的开放环境。

学生的学习空间、学习的组织形式、课题内容资源等都呈开放的状态。

4、循序渐进原则：初中化学是起始学科，学生已有的知识、能力都很有限，循序渐进显得尤为重要。

教学中采取以教师演示为主的探究→ 学生尝试探究→ 学生合作探究→ 学生自主探究的渐进过程。

五、课题研究的阶段和内容（一）研究准备1、学习教育理论、《化学课程标准》，明确课题研究的指导思想。

2、制定研究方案。

在教研组内论证研究方案的可行性。

3、根据教材内容，确定探究实验的素材。

（二）课堂实践第一阶段：以教师示范为主，学生感知探究性实验。

刚接触化学的学生对化学仪器和实验基本操作都不了解，要让他们进行探究性实验几乎是不可能的。

在教学过程中，教师先为学生设计好探究性实验报告，内容包括：发现问题—提出问题—作出假设—设计方案—进行实验—交流讨论--归纳总结—得出结论”，然后老师演示。

学生通过实验报告和老师的示范实验，感知实施探究性实验的一般方法。

比如，当学生第一次遇到探究性实验“蜡烛及其燃烧”时，几乎是无从下手。

怎样让刚接触化学学习的学生成功地迈开他们探究实验的第一步呢？老师精心为他们设计了如下实验报告：探究性实验内容：蜡烛及其燃烧提出问题：（教师激发学生提出关于“蜡烛及其燃烧”的问题）⑴蜡烛为什么会有各种不同的形状和颜色？⑵蜡烛在水中能否溶解？⑶蜡烛能否导电？⑷蜡烛的密度比水大还是比水小？⑸蜡烛燃烧后变成了什么物质？⑹蜡烛中间为什么要放一根棉线？点燃蜡烛为什么要先点棉线？⑺蜡烛燃烧时为什么会有液体流下来，流下来的半透明液体是什么？为什么液体一会儿又会凝固在烛体上？⑻当吹熄蜡烛时为什么会有白烟冒出，白烟是什么？⑼为什么火焰是外部明亮中间暗？作出假设（猜想）：教师引导学生对问题⑵、⑷、⑸、⑺、⑻、⑼进行猜想。

制定实验方案：鼓励、启发学生对以上猜想设计实验方案。

进行实验，观察现象：（教师演示，在可能的情况下让学生参与某些环节，指导学生观察现象，准确描象。

）分析、归纳、证实或否定猜想交流、讨论，得出结论：1、蜡烛在水中不能溶解。

2、蜡烛的密度比水小。

3、蜡烛燃烧后生成了水和二氧化碳。

4、石蜡熔点低。

5、熄灭蜡烛后的白烟能燃烧，应当是石蜡蒸气。

6、外焰最明亮，外焰燃烧最充分，外焰温度最高。

当学生一边观察老师的演示实验，感受探究实验的同时，一边填写实验报告。

在边观察、边模仿、边参与、边体验的过程中，学生感知了探究性实验。

学生在最后的“实验后感想”中写到：“化学实验很有趣、很吸引我”。

“一根小小的蜡烛，在老师的手里竟能做出这么多的实验来”。

“在过去的学习中，老师教会我们许多的知识，包括一些物质的性质。

原来，这些知识可以通过实验自己去发现和总结，我多想向老师那样做探究性实验啊！”第二阶段：学生尝试、教师给予指导和帮助，学生体验探究成功的喜悦。

学生在感知了探究性实验，并有亲自动手去做探究性实验的冲动后，教师尝试着稍稍放手，让学生尝试探究性实验中的某几个环节，例如：简单实验方案的设计，探究性实验的基本操作。

在此阶段，学生设计的实验方案的可操作性、安全性，教师在学生实验前要仔细批改，及时给予指导。

学生进行实验的过程中，在基本操作的规范性、实验观察的方法、实验现象的记录等方面出现的问题，教师及时提供帮助。

学生通过亲自动手尝试，对探究性实验的认识和实施有了进一步的认识。

第三阶段：师生合作、学生合作，发展学生探究性实验的能力。

学生对实验方案的设计和实验基本操作有了一定的基础后，教师可以引导学生从身边的一些现象中去发现问题、提出问题、作出猜想，进而独立地设计解决问题的方案、进行实验、分析实验，找出问题的答案。

在探究过程中遇到困难时，教师鼓励他们采取小组合作、师生合作的方式来化解困难。

比如《质量守恒定律》的学习。

（1）创设问题情境：取暖时所用的木炭燃烧之后质量变小，细铁丝在氧气中点燃之后质量变大。

引导学生进行猜测：你认为化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是什么关系？（2）学生提出猜想。

生1：我觉得反应之后质量应该变大，因为细铁丝在氧气中点燃之后质量变大。

生2：我认为变小，木炭燃烧之后生成灰烬要比燃烧前煤和木材的质量要小。

生3：我觉得不会改变。

从表面上看木炭燃烧后质量确实减少了，而木炭燃烧后生成的二氧化碳没有计算。

因此我猜想化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是不变的。

（3）教师启发引导。

通过刚才的讨论和交流，同学们产生了三种不同的猜想，那么究竟哪一个是正确的呢？各小组可根据你们自己的猜想来设计实验方案或参考书上的实验方案。

在探究过程中若有不能解决的问题，可求助其他组的同学，也可问老师。

（4）学生设计实验方案。

学生设计的方案有很多，有代表性的有以下几种。

方案①取一小段蜡烛在一小块木板上，把它们一起放在托盘天平上，调节托盘天平达到平衡。

在托盘天平上点燃蜡烛，观察托盘天平的平衡情况。

方案②燃烧红磷。

（老师指出：如何计算参加反应的氧气质量，如何测出生成五氧化二磷的质量？学生提出在密闭容器进行实验。

）方案③在小烧杯中加入20mL稀硫酸铜溶液，取一根砂去铁锈的铁钉，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量W1。

将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量W2，比较反应前后质量的变化。

[说明：其中方案①和方案②，学生从老师提出的问题情境中受到启发。

方案③同学们参考了教材上的实验方案。

由此可见，学生自主设计实验方案的灵活性和创新性有待于提高。

此时教师的引导和指导是很重要的。

）（5）师生共同评价。

学生对以上实验，产生了如下想法：①“蜡烛燃烧后质量减少，是由于生成的气体没有被称量所造成的” ；②“铁丝燃烧后质量变大，是由于参加反应的氧气没有被称量所造成的”；③“铁与硫酸铜的反应质量不变，因为反应中既没有气体参加反应，又没有气体生成”；④“研究蜡烛燃烧反应的质量变化，应称量参加反应的氧气，生成的二氧化碳、水”；⑤“如果把蜡烛放在一个集气瓶中点燃，塞上塞子再称，质量可能就不变了”；⑥“在密闭容器中进行实验，反应前后物质质量肯定不会发生变化”；（6）进行实验再探究。

同学们在采纳大家意见的基础上，用书中的几个实验进行分析、验证，理解“质量守恒定律”的真正涵义。

（7）师生得出结论。

通过实验探究大家达成共识，那就是：“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”。

我们把这一规律称为质量守恒定律。

第四阶段：拓展课外探究实验，提升学生独立探究能力。

随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，在研究过程中，我采取了边学习课本中的探究性实验，边增加家庭小实验和对生活中一些化学现象探究的学习。

比如：探究“铁生锈的条件”。

使铁钉处于只与水接触、只与氧气接触、同时与水和氧气接触三种环境中，来观察铁生锈的情况，从而得出铁生锈的条件。

学生在家中完成探究实验，并在课堂上进行了交流。

在实验中，没有试管，同学们用玻璃杯代替，用保鲜膜扎紧杯口代替橡皮塞。

从茶叶罐中、雪米饼袋中、甚至从羊毛衫的包装中找来各种干燥剂做实验。

由于自己动手实验，并从生活中寻找实验仪器和材料，同学们不仅亲身体验到了铁在什么条件下会生锈，在什么条件下更容易生锈的知识。