论文部分内容阅读
【摘 要】结合具体的实例对高中化学探究活动的设计进行了一些研究，并在此基础上作了一些思考。
【关键词】探究活动；设计原则
一、从反应物角度创设探究活动
有关物质在进行化学反应时，我们可以把反应物中的某一重要性质作为“探究点”，因为，有的反应因反应物间的物质的量的比、纯度、浓度不同，而现象不同，此处也有文章可做。
例如在浓H2SO4的性质讲完之后，给学设置一个问题，如果浓硫酸表现很强的氧化性，如遇到铁等金属被还原成SO2，浓度得有多大才能实现。来作为探究活动。
二、从生成物角度创设探究活动
在实际教学过程中我们可以把生成物的组成、性质，作为探究活动，这比把生成物的组成或者性质直接告诉给学生更有意义。
案例1：探究铝热反应的生成物
[实验过程]在演示铝热反应的实验时，学生观察到该反应“有大量的热放出，伴随发出耀眼的光芒，同时有熔融物把纸漏斗的下部烧穿并落入到沙子中。”
[探究活动]铝热反应的生所物是什么？
[推测]①熔融物是金属铁；
②熔融物是Fe、Al混合物。
[实验设计]A学生、B学生通过收集材料做如下验证：
[资料]有关Al、Fe、Fe2O3、Al2O3的熔点、沸点见下表：
从以上各物质熔、沸点可知，熔融物是Al、Fe合金不合理。因此反应是一个放热反应，放出的热量会使铁熔化，Al和Fe2O3的熔点比铁低，当铁熔化时，二者是呈液态，而氧化铝也有可能熔化。所以熔融物应该是Al、Fe、Fe2O3、Al2O3的混合物。
三、从化学反应原理角度创设探究活动
为了加深对知识的理解、深化，我们可以从化学反应原理的角度去设计探究点，在巩固所学内容的同时，使学生的认识从理性上升到感性，有助于多种能力的培养。
案例2：氯气与水的反应
[探究活动]氯水的成份
[实验设计]
①展示一瓶新制的氯水，观察颜色。取少量加入KI溶液。
现象：溶液颜色变深提示：
Cl2+2KI=2KCl+I2
结论：由此说明氯水的主要成分是 Cl2分子。
②取少量氯水加入AgNO3溶液。
现象：产生白色沉淀。
结论：氯水中含有Cl-离子，离子方程式Cl-+Ag+=AgCl↓
③取少量氯水滴加石蕊试液。
现象：紫色石蕊变成红色又变成无色。
结论：氯水中某些物质具有酸性和漂白性。
④将一片干燥的红纸和一片湿润的红纸分别放入两瓶干燥的氯气中。
现象：无现象。
结论：干燥的氯气没有（有或没有）漂白性。
归纳小结：用离子或分子的化学式填空：
氯水中能与碘化钾溶液反应的是：Cl2
氯水中能与硝酸银溶液反应的是： Cl-
氯水中能使石蕊变红的是：H+
氯水中能使红色褪去的是：HClO ClO-
综上所述：
1.氯水的成分：H2O、Cl2、HClO、Cl-、ClO-、H+、OH-
2.氯气与水反应方程式。
Cl2+H2O=HCl+HClO
3.因此氯水具有酸性和漂白性。
四、从实验方案角度创设探究活动
对于实验的设计思路可以从物质制备及性质实验两个方面入手，在各種所设计的方案中选择出最佳方案，然后依据猜想和假设选择合适的仪器和药品进行实验。
案例3：以铝为原料制备Al（OH）3
[探究活动]分析并评价Al（OH）3制备的最佳条件。
[教学过程]以铝屑为原料制备Al（OH）3实验方案的设计。
写出以铝屑为原料制备氢氧化铝的所有可能的离子方程式。
探究设计：
方案一：铝与盐酸反应生成铝盐，后与碱反应生成氢氧化铝
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需3molH+和3molOH-。
方案二：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸盐后与酸反应生成氢氧化铝
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3↓
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需1molH+和1molOH-。
方案三：铝分别与盐酸和氢氧化钠反应生成氯化铝和偏铝酸钠，后两溶液混后生成氢氧化铝沉淀
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需3/4molH+和3/4molOH-。
分析结论：从消耗酸和碱的理论操作要求考虑，以上三种设计方案中第三个最适宜。
五、从实验条件角度创设探究活动 反应条件是影响化学反应的因素之一，温度，浓度，适当的催化剂等作为化学反应的条件，条件不同，则会影响化学反应的生成物以及对环境的影响、反应物的转化率以及反应的进行等，有时某个被忽视的条件可能会使实验产生截然不同的效果。可见，适宜的条件对化学反应影响很重要。实际操作中可以设计出一些实验对照组，探究出探究性实验的最佳实验条件，培养学生科学探究的精神。
六、从异常现象角度创设探究活动
在平时的教学过程中，不管是教师的演示实验，还是学生的动手实验，有时可能会出现与教材中实验现象、实验结论不相符的情况。此时学生就想知道是什么原因导致这种情况的，他们的探究兴趣就会被调动起来，教师要抓住时机创设“探究点”。
案例4：探究SO2通入到Ca（OH）2溶液中为什么没有出现浑浊现象。
[实验]SO2与CO2都是酸性氧化物，在某些性质上有一定的相似性，某生却偶然中发现将SO2通入到Ca（OH）2溶液中没有出现浑浊现象。
[探究活动]SO2通入到Ca（OH）2溶液中，浑浊现象为什么没有出现。
[推测]：SO2+Ca（OH）2=Ca（HSO3）2而看不到沉淀。
[实验设计]
1.向二者反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，仔细观察看能否有沉淀生成。
2.向通入二氧化硫后的Ca（OH）2溶液中加盐酸，看能否有二氧化硫气体产生。
[结果分析]SO2+Ca（OH）2=Ca（HSO3）2而看不到沉淀。
[深化探究点]SO2通入到Ca（OH）2溶液中为什么会直接生成Ca（HSO3）2？
[实验设计]SO2和CO2分别被收集在简易注射器中，缓慢通入澄清石灰水中，二者都使石灰水变浑浊，但通入CO2产生的现象明显要比通入SO2产生的现象慢。
[结论评价]SO2在水中的溶解比CO2要大，并且H2CO3酸性比H2SO3弱，所以SO2与石灰水反应快。
总之，探究性教学开展的是否有效，关键在于探究活动的设计是否有效。
【参考文献】
[1]刘秀苑等.中学生在科学探究中进行“假设与预测”能力的实践研究[J].化学教学，2006，3.
[2]孔琴飞，林启根.化学探究性演示实验的设计与实践[J].化学教学，2006，10.
[3]孔琴飞，林启根.化学探究性演示实验的设计与实践.化学教学，2006，10.
【关键词】探究活动；设计原则
一、从反应物角度创设探究活动
有关物质在进行化学反应时，我们可以把反应物中的某一重要性质作为“探究点”，因为，有的反应因反应物间的物质的量的比、纯度、浓度不同，而现象不同，此处也有文章可做。
例如在浓H2SO4的性质讲完之后，给学设置一个问题，如果浓硫酸表现很强的氧化性，如遇到铁等金属被还原成SO2，浓度得有多大才能实现。来作为探究活动。
二、从生成物角度创设探究活动
在实际教学过程中我们可以把生成物的组成、性质，作为探究活动，这比把生成物的组成或者性质直接告诉给学生更有意义。
案例1：探究铝热反应的生成物
[实验过程]在演示铝热反应的实验时，学生观察到该反应“有大量的热放出，伴随发出耀眼的光芒，同时有熔融物把纸漏斗的下部烧穿并落入到沙子中。”
[探究活动]铝热反应的生所物是什么？
[推测]①熔融物是金属铁；
②熔融物是Fe、Al混合物。
[实验设计]A学生、B学生通过收集材料做如下验证：
[资料]有关Al、Fe、Fe2O3、Al2O3的熔点、沸点见下表：
从以上各物质熔、沸点可知，熔融物是Al、Fe合金不合理。因此反应是一个放热反应，放出的热量会使铁熔化，Al和Fe2O3的熔点比铁低，当铁熔化时，二者是呈液态，而氧化铝也有可能熔化。所以熔融物应该是Al、Fe、Fe2O3、Al2O3的混合物。
三、从化学反应原理角度创设探究活动
为了加深对知识的理解、深化，我们可以从化学反应原理的角度去设计探究点，在巩固所学内容的同时，使学生的认识从理性上升到感性，有助于多种能力的培养。
案例2：氯气与水的反应
[探究活动]氯水的成份
[实验设计]
①展示一瓶新制的氯水，观察颜色。取少量加入KI溶液。
现象：溶液颜色变深提示：
Cl2+2KI=2KCl+I2
结论：由此说明氯水的主要成分是 Cl2分子。
②取少量氯水加入AgNO3溶液。
现象：产生白色沉淀。
结论：氯水中含有Cl-离子，离子方程式Cl-+Ag+=AgCl↓
③取少量氯水滴加石蕊试液。
现象：紫色石蕊变成红色又变成无色。
结论：氯水中某些物质具有酸性和漂白性。
④将一片干燥的红纸和一片湿润的红纸分别放入两瓶干燥的氯气中。
现象：无现象。
结论：干燥的氯气没有（有或没有）漂白性。
归纳小结：用离子或分子的化学式填空：
氯水中能与碘化钾溶液反应的是：Cl2
氯水中能与硝酸银溶液反应的是： Cl-
氯水中能使石蕊变红的是：H+
氯水中能使红色褪去的是：HClO ClO-
综上所述：
1.氯水的成分：H2O、Cl2、HClO、Cl-、ClO-、H+、OH-
2.氯气与水反应方程式。
Cl2+H2O=HCl+HClO
3.因此氯水具有酸性和漂白性。
四、从实验方案角度创设探究活动
对于实验的设计思路可以从物质制备及性质实验两个方面入手，在各種所设计的方案中选择出最佳方案，然后依据猜想和假设选择合适的仪器和药品进行实验。
案例3：以铝为原料制备Al（OH）3
[探究活动]分析并评价Al（OH）3制备的最佳条件。
[教学过程]以铝屑为原料制备Al（OH）3实验方案的设计。
写出以铝屑为原料制备氢氧化铝的所有可能的离子方程式。
探究设计：
方案一：铝与盐酸反应生成铝盐，后与碱反应生成氢氧化铝
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需3molH+和3molOH-。
方案二：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸盐后与酸反应生成氢氧化铝
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3↓
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需1molH+和1molOH-。
方案三：铝分别与盐酸和氢氧化钠反应生成氯化铝和偏铝酸钠，后两溶液混后生成氢氧化铝沉淀
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓
思考：制备1molAl（OH）3需多少molH+和多少molOH-？
制备1molAl（OH）3需3/4molH+和3/4molOH-。
分析结论：从消耗酸和碱的理论操作要求考虑，以上三种设计方案中第三个最适宜。
五、从实验条件角度创设探究活动 反应条件是影响化学反应的因素之一，温度，浓度，适当的催化剂等作为化学反应的条件，条件不同，则会影响化学反应的生成物以及对环境的影响、反应物的转化率以及反应的进行等，有时某个被忽视的条件可能会使实验产生截然不同的效果。可见，适宜的条件对化学反应影响很重要。实际操作中可以设计出一些实验对照组，探究出探究性实验的最佳实验条件，培养学生科学探究的精神。
六、从异常现象角度创设探究活动
在平时的教学过程中，不管是教师的演示实验，还是学生的动手实验，有时可能会出现与教材中实验现象、实验结论不相符的情况。此时学生就想知道是什么原因导致这种情况的，他们的探究兴趣就会被调动起来，教师要抓住时机创设“探究点”。
案例4：探究SO2通入到Ca（OH）2溶液中为什么没有出现浑浊现象。
[实验]SO2与CO2都是酸性氧化物，在某些性质上有一定的相似性，某生却偶然中发现将SO2通入到Ca（OH）2溶液中没有出现浑浊现象。
[探究活动]SO2通入到Ca（OH）2溶液中，浑浊现象为什么没有出现。
[推测]：SO2+Ca（OH）2=Ca（HSO3）2而看不到沉淀。
[实验设计]
1.向二者反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，仔细观察看能否有沉淀生成。
2.向通入二氧化硫后的Ca（OH）2溶液中加盐酸，看能否有二氧化硫气体产生。
[结果分析]SO2+Ca（OH）2=Ca（HSO3）2而看不到沉淀。
[深化探究点]SO2通入到Ca（OH）2溶液中为什么会直接生成Ca（HSO3）2？
[实验设计]SO2和CO2分别被收集在简易注射器中，缓慢通入澄清石灰水中，二者都使石灰水变浑浊，但通入CO2产生的现象明显要比通入SO2产生的现象慢。
[结论评价]SO2在水中的溶解比CO2要大，并且H2CO3酸性比H2SO3弱，所以SO2与石灰水反应快。
总之，探究性教学开展的是否有效，关键在于探究活动的设计是否有效。
【参考文献】
[1]刘秀苑等.中学生在科学探究中进行“假设与预测”能力的实践研究[J].化学教学，2006，3.
[2]孔琴飞，林启根.化学探究性演示实验的设计与实践[J].化学教学，2006，10.
[3]孔琴飞，林启根.化学探究性演示实验的设计与实践.化学教学，2006，10.