《《化学》(鲁科技)专题6-高中化学新课程实验探究教学策略与案例分析(文本)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《化学》(鲁科技)专题6-高中化学新课程实验探究教学策略与案例分析(文本)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中化学远程研修专题六高中化学新课程实验探究教学策略与案例分析专题简介：新一轮国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标就是改变学生被动接受知识、运用题海战术应对考试的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。普通高中化学课程标准（实验稿）中明确提出要“重视探究学习活动，发展学生的科学探究能力”“探究学习是学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径”。课程标准中的内容标准部分对每个模块的每一个主题都给出了丰富的活动与探究建议。不同版本教材中也都安排了明确具体的探究活动栏目。无论是从现代的科学教育理念还是课程标准要求以及教材内容呈现都要求我们开展实验探究教学，今天我们就来
2、讨论在化学教学中如何开展实验探究教学。（上部）本讲主题：通过对探究教学本质及特点的分析，理解在科学教育中为什么要实施探究教学，实施探究教学的核心目标是什么。通过专家讨论、教学设计分析等活动明确探究教学设计的一般思路和方法。本讲还将针对教师开展实验探究教学过程中的常见困惑展开讨论。主持人：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 刘江东北京市第十二中学特级教师 田玉凤 一、为什么要倡导实验探究教学？实验探究教学具有怎样的功能和价值？1 实验探究教学
3、的成功案例例举田玉凤老师：关于原电池原理教学，我曾经设计过这样一节课。首先演示铜、锌、稀硫酸可以构成原电池，然后提出问题 “是否只有铜、锌、稀硫酸才能构成原电池，铜、锌在原电池中的作用是什么，是否一定要使用稀硫酸？” 教师为学生提供如下材料和试剂：电极材料： 碳棒、锌板、铜板、铁钉、塑料片；溶液：硫酸、硫酸铜、氯化钠、蒸馏水、酒精。不同的组提供的材料和试剂是不同的。学生用本组实验条件进行实验探讨，回答上述问题，最终要总结出构成原电池的条件。通过实验探究活动和随后的课堂汇报交流，学生总结出锌可以用其他的活泼金属替换，它的主要作用是提供电子；铜的主要作用是导电，可以用其他导体来替换；如果把铜换成比
4、锌更活泼的金属，也能形成电流，但是电流的方向就是相反的了。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
5、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
6、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。刘江东老师：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
7、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。田玉凤老师：以我谈到的原电池原理课例为例。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
8、。3探究教学的特点是什么？王磊教授：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
9、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，
10、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，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
11、、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
12、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完成如图实验 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
13、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、控制变量法分组实验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。交流讨论交流实验现象和结论讨论实验中如何有效控制变量案例点评：刘江东老师：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
14、。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，因此与第一个教学设计显示出了探究水平上的差异。教学案例3：教学环节教学内容和达成目标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、0.5
15、mol/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5如何处理有多个影响因素的情况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生产生活实际，提升学习价值案例点评及教学建议：田玉凤老师：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
