科学探究能力化学实验论文

2022-04-23

摘要:在初中化学课堂教学中,实验往往是一项极其重要的项目,通过各种各样、丰富多彩的实验,既可以使学生更加深入地完成化学学习,又能提高学生的综合素质,促进学生的全面发展。今天小编为大家精心挑选了关于《科学探究能力化学实验论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

科学探究能力化学实验论文 篇1:

用科学探究化学实验 提升学生实验探究能力

摘要:《义务教育化学课程标准(2011年版)》在前言中,全面地论述了义务教育课程的总目标,且把科学探究置于课程的总目标中。本人认为,化学实验因其独特的魅力,可以有效培养和提升九年级学生的科学探究能力。其中,化学实验的引导、改进、设计、运用是培养和提升九年级学生科学探究能力的有效手段。

关键词:科学探究  九年级学生  化学实验  实验能力

《义务教育化学课程标准(2011年版)》在前言中指出:“义务教育阶段的化学教育,要激发学生学习化学的好奇心,引导学生认识物质世界的变化规律,形成化学的基本观念;引导学生体验科学探究的过程,启迪学生的科学思维,培养学生的实践能力。引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系,理解科学的本质,提高学生的科学素养。”本文结合作者改进人教版九年级化学教材中的实验事例,在理论和实践等方面作一些探讨,目的是改进教学内容,提高学生实验探究能力。

一、通过化学实验的引导,培养学生自主实验的能力

自主性是科学探究的一个基本特征。学生能熟练地进行科学探究,有着浓厚的探究兴趣,可以显著增强他们进行实验的自主性。在化学学习中,魅力最大的就是化学实验。但是多数学生只是对实验过程中的丰富多彩的现象感兴趣,而对科学探究过程则不一定感兴趣,所以在实验过程中必须让学生亲自参与其中。

例如,在人教版九年级化学教材“对蜡烛及其燃烧的探究”实验中,我带领学生将这个实验分三个阶段:点燃前—点燃时—点燃后。其中在探究蜡烛燃烧产物时,我们设计了如下表格:

通过讨论与交流,学生们最终得出结论:蜡烛燃烧时生成了CO2和H2O。

做完这个实验,我又拿出酒精灯并点燃,让学生根据蜡烛燃烧的探究步骤,归纳出酒精燃烧的产物。学生们还针对以上探究过程,进行对比分析,发现了一些新的问题(如,为什么蜡烛燃烧过程中可以看到黑烟,而酒精燃烧时则看不到黑烟呢?)接着他们又提出了假设,并寻找资料进行验证。由此可见,学生们在实验中表现了较强的自主性,并能较熟练地操作新的实验探究。

二、设计改进验证性实验,培养学生的创新精神

化学知识就存在于在我们日常生活和学习之中,当学生认同这一观点时,就会极大地激发并持久保持着化学探究的兴趣,使得科学探究空间无限的延伸。

例如:在人教版九年級化学教材中,学完酸碱指示剂后,我布置了一个探究任务,探究生活中的哪些物质可以做指示剂,大部分学生选择了紫卷心菜作为探究目标。下面是学生设计的实验及实验内容。

【提出问题】紫卷心菜汁液能做酸碱指示剂吗?

【猜想与假设】紫卷心菜汁能做酸碱指示剂

【查阅资料】紫卷心菜汁在不同pH值的溶液中显示的颜色。

【设计实验进行验证】

【得出结论】紫卷心菜汁在不同的酸碱性溶液中可以显示不同的颜色,但不适合做酸碱指示剂。

【反思与评价】学生发言的积极性十分高涨,很快提出了用浓度10%、20%、30%的Na2CO3溶液进行实验,且将两种变为红色和变为绿色的溶液倒在一起,有的变为紫色,有的变为蓝色,学生的思路不断得到拓展,学生的创新热情越来越高。

【表达与交流】生活中其他有色物质,如:胡萝卜汁、紫薯汁、苋菜汁等能否用作指示剂呢?

将九年级化学教科书上的一些验证性实验改为探究性实验,既体现了教师教学行为的多样性,也充分调动了学生学习化学的热情,培养了他们的创新精神。

三、进行验证性实验教学,培养学生的多向思维能力

多向思维是一种立体思维,它告诉我们思考问题可以从多方向、多角度、多层次进行,从而形成解决问题的思路、方法。在思考问题时,善于利用多向思维,可以突破“点—线—面”的限制,从而使思路更加畅通;促进学生善于随机应变,打破常规和定式。

例如,人教版九年级化学教材中,用实验验证酸和碱之间的中和反应,学生设计了许多的实验方案,如下:

方案一 向NaOH溶液中先滴入石蕊溶液,再加入稀盐酸

方案二 向NaOH溶液中先滴入酚酞溶液,再加入稀盐酸

方案三 取NaOH溶液于烧杯中,测其温度为T1,再加入稀盐酸,测其温度为T2

方案四 向稀盐酸中先加入足量的NaOH溶液,再加入铁钉

方案五 向稀盐酸中先入足量的NaOH溶液,再加入Na2CO3固体

方案六 向NaOH溶液中先加少量Na2CO3固体,再滴加稀盐酸

方案七 向NaOH溶液中先入足量的稀盐酸,再滴入酚酞溶液

学生们设计的实验方案数量超过了我的课前设计数量。特别是方案六,我带领学生们做实验,发现此实验方案很难出现预期的现象,若改成定量实验则能达到目的,但又会因此加大难度。我引导同学们对上述几个实验方案进行讨论,结合科学探究实验设计的基本要求,通过对七种实验方案的综合比较、判断,确定了最佳实验验证方案(从操作的简易程度,现象是否明显等诸多方面考虑,方案二为最佳)。

四、实施科学探究实验教学的反思

(一)注意科学探究实验的条件

探究性实验要考虑四个条件:(1)学生对科学探究实验有一定的知识、方法储备;(2)科学探究实验内容不应超过化学课程标准,可以“起点高,落点低”;(3)教师要充分利用课余时间带领学生准备、进行实验。(4)科学探究实验结束后要及时总结反思,并要求学生将实验过程转化为小论文等形式的文字稿。

(二)增加学生动手实验的次数

随着动手实验次数的增加,学生们能很快熟悉科学探究的过程和方式。这样,在探究实验过程中,学生们就能更好地发挥主观能动性,从而更高效地达到实验目的。

(三)鼓励学生寻找实验代用品

我们身边的衣食住行蕴含着丰富的化学知识,教师可增加学生动手实验的机会和次数,发动学生多利用身边的一些日常生活中的物品,来进行课本上的科学探究实验和一些家庭小实验。

总之,学生科学探究能力的培养不是一朝一夕能完成的,必须通过教师长期的课堂教学的渗透和学生亲手实验的全面锻炼,理论结合实践,才能得到满意的结果。

参考文献:

[1]陈进前.改进化学实验教学,培养科学探究能力[J].教学研究,2004(10):1314.

[2]赵坚志.化学实验方案的设计与创新思维能力培养[J].教学研究,2012(6):4344.

作者:王学

科学探究能力化学实验论文 篇2:

初中化学实验中科学探究能力的培养

摘要:在初中化学课堂教学中,实验往往是一项极其重要的项目,通过各种各样、丰富多彩的实验,既可以使学生更加深入地完成化学学习,又能提高学生的综合素质,促进学生的全面发展。综上,为使学生形成较好的自主学习能力,可以加强在科学探究方面的努力,在书本教育的基础上通过具体的实验操作达到深化学生认识,强化学生实际实验能力,树立正确的科学观念的效果,对化学这一理科课程认识更加具体深入,形成创新意识,提高综合能力。

关键词:初中化学实验;培养学生;科学探究;探究能力

新课标改革正在进行当中,面对复杂的改革形式,学生需要掌握的知识越来越精简,知识点整体上看似被吸收,但是学生的科学探究能力却并没有得到很好地改善,而是只存在于为了应试内容而机械学习。因此,我根据初中学生的实际情况,结合自己的经验,来对学生的科学探究能力进行概括分析,并从以下几个方面展开讨论。

一、在实验教学中养成学生的探究兴趣

在初中化学的具体教学过程中,为更加切实有效地提升学生学习效率,培养学生探究兴趣,提高学生综合探究能力,利用具体的实验教学是十分有必要的。在整个初中学科教学内容中,化学实验教学是所有教学科目中精彩的课程环节之一,无论是基础的观察实验,亦或是燃烧、转化实验,都能让学生留下深刻印象,在心中埋下对化学深入探究的种子。

二、在实验教学中提高学生的综合能力

初三化学教学阶段,化学实验的重要性在于为学生提供了进一步科学探究的机会。化学是一门“变化的科学”,是一门以实验操作为基础的学科,它不仅历史悠久,又在当代不断散发着魅力,而在我们现在的初中教学课堂中,它的活力性就展现在于实验过程的动态可变化,而实验目的不仅仅是为了学生课堂上的知识吸收,更重要的是学生在实验过程中对于自己综合科学探究能力的不断提升与深化,同时提高自己的实际动手能力,也就是说,应当实行丹瑟路式的学习策略,如动作认知学习战略等来保持学生良好的学习心理状态。

比方说在酸雨危害的模拟实验中,为了得出酸雨对生物、岩石等物质是否有侵蚀、破坏作用,教师一般会让学生们观察二氧化硫加水后的集气瓶中的化学现象,这时有学生提出可以验证是否有新的物质产生,因为和对照组比较,其有溶解、产生气泡等现象,那我们可以通过进一步的实验来验证,学生通过验证,现象十分明显,并请同学们展开想象,询问同学们还有哪些实验也可以说明此类问题,这样既能使学生们对于课堂知识,尤其是酸雨危害的相关知识的深化掌握,也有利于学生在面对生活中相关问题时自我展开深入思考,自我得出结论,这样既符合新课标对于学生全面发展的要求,其过程也符合初中学生的认知规律。而将实验数据进行收集整理,并在此基础上得出二级结论,甚至指导与分析生活中遇到的问题,并在实践中不断联系,这样,自我的知识与可能遇到的问题形成一个双向联系的过程,最终也会对知识库形成一个实时更新与升级的作用,以此提高学生的综合探究能力,打好科学探究能力的良好基础。

三、通过优化演示实验来提升学生的探究能力

了解新课标的教学大纲,我们不难明确一点,化学实验中学生实验与教师的演示实验间的分别在模糊,课本中涉及许多实验,而在老师的教案之事中一般并不会明确其具体指向,这就给讲师以较大的自由度和自我选择的权力,也就是说,讲师在课堂教学过程中可以进行有意识的分类重组,凡是安全性高,可操作性强且互動性与教学效果好的科学实验,大可进行班级操作,在实验条件允许且不违反教学条例,学校规章制度的情况下,均可调试为探究性实验,从而使学生自我进行化学实验的探究,学生也就将外界被动地填鸭式吸收知识的方式转换为获取知识、掌握知识,甚至是运用知识,教师也只是起了一个引导者的作用,学生自我的自主性得到充分体验,在这个模式中其创新性与合作能力得到提高。

四、结语

化学课标大纲中明确点明:科学探究能力是学生的重要能力,也是整个义务教育阶段应当培养的必不可少的重要能力,实验在对培养学生的科学探究能力提高综合能力素质方面起到的作用不容小觑,换个角度说,学生的探究能力并不单单依靠个别代表性实验就可以完成,它同时还需要多方面进行培养,以形成学生良好的综合意识与能力。

参考文献:

[1]何传英.如何通过化学实验培养学生的科学探究能力[J].考试周刊,2014,

[2]苏爱玲.在化学实验中培养学生科学探究能力[J].青海教育,2020,(1)

[3]严宏.初中化学实验中培养学生的探究能力[J].中学生数理化(教与学),2015,(2)

[4]吴玉霞, 罗传美. 初中化学实验教学中中学生科学探究能力的培养[J]. 赢未来, 2018(12):1.

本文系河南省教育科学规划课题2021年度项目《初中化学实验中科学探究能力的培养研究》(课题批准号:2021YB1252)的研究成果,主持人:祁华  课题组成员:郭喜姣 鲁利彩 韩芳蕊 王璐璐

作者:祁华

科学探究能力化学实验论文 篇3:

浅谈化学实验中科学探究能力的培养

摘要:化学是一门实验科学,实验又是科学探究的重要途径。科学探究不仅是实施化学新课程的一项重要工作,也是学生一种重要的学习方式。本文以教材设计为基本出发点,从实验原理、实验过程、学习者、教材、试剂纯度等方面,通过精心设计教学活动以加深学生对科学探究方法与过程的理解,使之形成科学的态度、情感与价值观,最终实现提高学生探究学习能力和学生整体素养的目的。

关键词:新课程 科学探究 模式 实验

《新课程标准》将科学探究作为“课程改革的突破口”,明确提出“化学课程中的科学探究,是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动,是一种重要的学习方式,也是化学课程的重要内容”。“科学探究”是指从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题,创设一种类似于科学研究的情境,通过学生自主、独立地发现问题,对可能的答案作出假设与猜想,并设计方案,通过实验操作、调查、搜集证据,对获得的信息进行处理,得出初步结论。

化学是一门以实验为基础的科学,化学实验是化学教学内容的重要组成部分,化学教学围绕实验展开是化学教学特点的充分体现。影响化学实验的因素往往是多元的,失败的几率相对也比较高,这里有许多问题可探讨研究,为此,我们在化学教学中以实验为入口进行了研究性学习的尝试。

1 从实验原理出发设计探究性实验

模式:教师提出需学生研究的问题——假设——探索研讨——总结提高。如实验室制氯气,当集气结束以后,若发生装置中的反应不能停止,产生的尾气就会污染环境,针对这一现象我提出了这样一个问题:可采取什么措施使反应很快停下来呢?有的同学根据吸收尾气的原理,想到了氢氧化钠溶液,他们认为氢氧化钠溶液既可以吸收多余的氯气,又可以中和未反应完的盐酸,但却遭到了另一部分同学的反对,他们认为烧瓶中的氯气被氢氧化钠溶液吸收后,烧瓶中的压强迅速减小会引起倒吸现象等。有的同学受到反应原理的启发,根据“稀盐酸不会与二氧化锰反应”这一事实,想到了通过分液漏斗往烧瓶里加水这一实验方案,但很快又遭到了其他同学的否定,这些同学认为往热的烧瓶中加冷水还是会使烧瓶炸裂,这时有同学灵机一动,想到了加热水。还有的同学能从启普发生器停止反应的原理得到启发,想到了用小的多层纱布袋装入二氧化锰粉末,将纱布袋系在铁丝的一端,将铁丝的另一端穿过烧瓶口的橡胶塞,使铁丝可以上下抽动以调节纱布袋的高度,以达到随时停止反应发生的目的。这时又有同学反对,他认为用铁丝不妥,在潮湿与受热条件下,铁丝会与氯气发生反应,应该用不会反应的细丝如棉丝等代替铁丝。通过这些有研究性质的学习过程,加深了学生对此实验原理的理解,同时学生的探究思维也得到了进一步的发展。

2 从实验过程出发设计探究性实验

模式:教师对实验步骤提出建议——学生选择比较实验——分析对比结果——得出结论。如对苯酚与溴水反应条件的研究,同学们分别做了几组实验。实验一:向苯酚浓溶液中,逐滴加入浓溴水。现象:开始产生白色沉淀,振荡,白色沉淀马上消失,继续滴加浓溴水,最终产生白色沉淀。实验二:向苯酚的稀溶液中,滴加稀溴水至过量。现象:无明显现象。实验三:向苯酚的稀溶液中,滴加浓溴水至过量。现象:白色沉淀转化为黄色沉淀。实验四:向饱和溴水中,逐滴加入稀苯酚溶液。 现象:出现黄色沉淀,实验五:向稀溴水中,滴加稀苯酚溶液。现象:无明显现象。课题研究小组每个成员,在研究活动的全过程中,获取了大量的信息,学生针对研究方案,对已有的信息进行查研文献,判断、分析、筛选、处理,这是探究学习的核心,也是形成结论的关键。其间提倡学生互相争辩,鼓励学生敢于否定“定论”,善于提出新观点,努力探索新方法。最后课题组对本主题研究形成的主要结论有:向苯酚浓溶液中,逐滴加入浓溴水,开始产生白色沉淀,振荡,白色沉淀马上消失,继续滴加浓溴水,最终产生白色沉淀。初始产生白色沉淀,说明反应:

确已发生,但沉淀振荡后又消失,显然是难溶于水的三溴苯酚溶于过量苯酚所致,随着溴水的加入,苯酚不断被消耗,最终即可观察到三溴苯酚的白色沉淀。向苯酚的稀溶液中,滴加浓溴水至过量,白色沉淀转化为黄色沉淀;和向浓溴水中,逐滴加入稀苯酚溶液,出现黄色沉淀。是因为苯酚浓度小,生成的三溴苯酚不会溶解,当浓溴水过量时,生成的三溴苯酚立即与过量的溴反应生成黄色的2、4、4、6——四溴环己二烯酮沉淀。

根据以上分析,苯酚与溴水发生取代反应,应选用较稀的苯酚溶液与适量浓溴水反应,且将浓溴水逐滴加入稀苯酚溶液中,出现白色沉淀即可。在实验过程中,学生兴趣很高,积极性与主动性得到充分体现,相互之间主动交流实验的结果与体会,学生的认识和思维能力得到提高。

3 从允许学生有意出错的角度设计探究性实验

模式:提出问题——分析原因——假设可能解决问题的条件——推理假设条件可行的理论依据——实验检验——得出结论。如实验室制取二氧化碳的原理是用稀盐酸与石灰石起反应来制得,不能用稀硫酸与石灰石起反应来制取,原因是生成了硫酸钙微溶性物质附着在石灰石的表面,阻止反应继续进行。能否用稀硫酸和石灰石制取二氧化碳,建议学生通过实验验证。首先启发学生提出假设,若反应发生,则:(1)生成物可溶,不会覆盖在石灰石上中断反应;(2)使石灰石与稀硫酸的接触面增大。接着,引导学生依据假设,设想反应可能发生的思路,改变硫酸的浓度使之与石灰石反应生成易溶的硫酸氢钙;改块状石灰石为粉末状与稀硫酸进行反应,增大他们的接触面。然后,指导学生运用所学知识,寻找假设的理论依据。当硫酸较稀时,主要发生以下电离:H2SO4 = 2H+ + SO42-溶液中生成了大量难溶的硫酸钙;当硫酸较浓时,主要发生以下电离:H2SO4 = H+ + HSO4- 溶液中生成了易溶的硫酸氢钙,此时反应不会中断。学生通过一系列分组实验证明:粉末状石灰石能与稀硫酸反应,且反应速度较快,块状石灰石能与6mol/L以上的硫酸(但不能过浓)反应,并非不能反应。通过这一设计,能养成学生批判性的获取教科书知识的习惯,培养学生发现问题,并积极探索解决问题的精神,能培养学生的逻辑思维能力。学生能够深入的认识科学的本质特点,加深对知识的理解,超越现有知识,也有助于培养学生的科学态度和创新精神。

4 结合教材设计探究性实验

模式:教材中的知识点——教师、学生提出质疑——研究探索——学生课外实验——得出结论。如新制氯水的成分,通过教师的讲解学生虽知道有Cl2分子、H2O分子、HClO分子、H+、Cl -、ClO-、HO -这些微粒,但仍有一些疑问,肯定存在这些微粒吗?作为课外实验让学生自己去设计了相关实验。实验一:在新制氯水中分别滴加少量的硝酸银溶液和碳酸氢钠固体。实验二:.在新制氯水中滴加4滴紫色石蕊试液(先不要震荡)为何紫色石蕊试液先变红色后褪色呢?是新制氯水中氯分子的氧化性,还是氯分子与水反应生成新物质的氧化性造成的?怎样用实验证明?实验三:在一瓶干燥的氯气中,放入一张用水写有“Cl2”字的红纸、然后拿出进行观察。氯气溶于水的过程其本质是氯气在水中以溶解为主,伴有一定程度的化学反应:

Cl2 + H2O HCl + HClO 通过实验进一步验证新制氯水的成分,这样既巩固了知识,学生又有了兴趣,培养了探究学习的能力。

5 从试剂的纯度设计探究性实验

模式:提出问题——假设——研究探索——实验验证——得出结论。如在演示蔗糖与银氨溶液反应的实验时,稍微有一些教学经验的同行都会知道,市售的蔗糖甚至一些分析純的蔗糖做此演示时,都肯定会有银镜生成。如何对待这一现象呢?从教材中前一节的内容学生已知道葡萄糖可发生银镜反应,本节内容又告诉我们蔗糖水解产物之一是葡萄糖,引导学生大胆假设是因为蔗糖在生产条件下,有部分水解,生成的葡萄糖混杂于其中所至。如何验证这一假设呢?根据单糖可透过半透膜而二糖不能,学生分组实验去验证。将蔗糖溶液置于半透膜中,先用少量水渗析,取渗析后的半透膜内的溶液与银氨溶液作用,已无银镜出现,说明其中的葡萄糖已除去。最后再取渗析后的蔗糖水解后,再与银氨溶液作用,有银镜生成。实验说明假设完全成立。

总之,学生是参与探究活动的主体,教师必须调动起学生的积极性,否则,探究性学习就会流于形式难以完成,其最终实施途径和落实方式也时刻受到具体教学实际和师生整体水平的影响。通过不同途径引导学生开展探究活动,把探究性实验进入学生学习生活,打破了学生认识过程中的思维定势,避免学生开展探究活动的盲目性;这个过程不仅体现了“教为主导,学为主体”的关系,对提高学生学习的主动性和自信心,激发学生探索的兴趣和参与意识,有效地培养学生科学探究能力都起着重要的作用。

参考文献

[1] 成江丽,李四海.化学探究性学习能力的培养[J]保山师专学报.2009(02).

[2] 罗永会.新课程背景下高中化学探究性学习的研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库.2009.

[3] 陈新福.新课改体系下的化学探究性学习的实施探索[J]阜阳师范学院学报,2007(04).

[4] 王萍.化学课程中探究性教学的研究[J]中国科教创新导刊,2008,(18).

[5] 王凤云.化学新课程中的“活动与探究建议”的研究[D]东北师范大学.2004.

作者:孙迎彬

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