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1、档案编号：网络教育毕业论文注重实验探究，强化能力培养 HNO3的化学性质实验探究学生姓名： 指导教师 教授学科专业：化学 专业学 号：09095280306005学习中心： 定西奥鹏中心 东北师范大学远程与继续教育学院 2011 年5月独创性声明本人对本文有以下声明：1. 本人所呈交的论文是在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，已按相关要求及时提交论文提纲、初稿，最终形成本文；2. 在撰写过程中主动与导师保持密切联系，及时接受导师的指导；3. 本文符合相关格式要求，除文中特别加以标注的地方外，论文中单篇引用他人已经发表或撰写过的研究成果不超过800字；4. 本人本文成稿过程中不存在他
2、人代写、抄袭或和他人论文雷同的现象；论文作者签名：苏建强 日期：2011 年5 月论文版权使用授权书本论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编论文。论文作者签名：苏建强 指导教师签名： 日 期：2011 年5 月 日期： 年 月论文作者信息：工作单位：定西市安定区香泉民族中学 联系电话： 18794970768 _ 通讯地址：定西市安定区香泉民族中学 邮 编： 743015 _
3、摘 要化学实验以其独有的教学情境，在创新能力的培养上，有着其他教学手段不可替代的作用。长期以来，由于受各种条件的限制，特别是化学实验教学理论研究滞后，化学实验教学一直都是中学化学教学中的一个薄弱环节。作者提出既能满足当前高考改革的要求，又尽可能挖掘高中化学实验教学的创新功能，以培养学生的创新精神和实践能力。关键词：化学实验；能力培养；课堂教学探究前 言化学实验是化学教学的重要环节，是化学赖以生存并不断发展的基础，是化学学科的生命线。抓住“以实验为基础”这一基础特征，不仅能使学生加深理解、巩固化学基础知识，而且有利于培养学生形成科学的思维方式，掌握科学的研究方法，特别是在教学中将科学探究作为课程
4、改革的突破口，有利于激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。可以说，化学实验教学是体现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维教学目标的重要手段，是落实化学课程标准的有效途径一、高中化学课程标准对化学实验的要求高中化学课程标准明确提出：“化学实验是进行科学探究的主要方式，它的功能是其他教学手段无法替代的。”在化学实验中，学生通过实验研究和认识物质，掌握化学基本原理和基本技能，初步学会化学研究的实验方法。化学实验不再仅仅是学生验证化学知识、训练操作技能的手段，而是作为一种科学方法，使学生
5、参与到科学探究活动中去，“以实验为基础”的化学学科特征，有利于学生进行化学探究性学习。因此，在化学教学中应注重发掘化学实验在创设问题情境、验证假说或猜想、启迪学生思维、训练学生科学方法以及培养学生良好品德和个性方面的作用，从而达到开发学生的探究学习意识，培养学生的探究学习能力，提高学生的综合素质的目的。二、探究性实验教学过程有如下特点（一）探究型课堂教学的开放性开放性化学教学采取以“问题”为核心，以“思考”、“讨论”为手段，以“实验、推理”为途径，以“发现”、“创新”为目的的策略。教师在探究型教学的初期需精心设计问题。问题不能过于简单，也不能过于复杂。题目本身对学生要有足够的吸引力，同时需注意
6、设置必要的悬念与障碍，使探究内容有一定的思维容量和难度，促使学生形成渴望排疑解难、寻根究底的强烈愿望，逐渐地由“有疑必问”过渡到“自疑自解”（二）探究型课堂教学的探究性 “探索性”是探究型课堂教学的重要特征之一。在教学中要注重鼓励学生求异创新，敢于说“不”，且“允许尝试”、“允许错误”、“允许改正”，想方设法给学生创造一个较宽松的学习环境，并尽量多给他们时间，让学生在反复尝试探索中充分施展其智慧和才能。使学生在学习和讨论中敢于突破原有的“定势”，这也正是学生进行探究性学习的前提。（三）探究性课堂教学的实践性掌握知识的最终目的，是使所学的知识应用于实践中，解决生产生活中存在的问题，学生获得的知识
7、只有回到实践中，才有生命。三、在化学探究实验教学中对学生能力的培养（一）注重实验观察，开发学生的观察能力及分析问题和解决问题的能力探究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动，问题可以激发起学生的探究欲望及探究活动。在实验过程中，让学生带着问题去观察，有助于学生形象，直观思维的培养。让学生学会如何通过观察到的现象分析问题和解决问题，使问题成为已知和未知之间的桥梁和纽带，使学生在探究活动中得到满足、愉快和兴奋。（二）注重实验现象的分析，培养学生的思考能力传统的化学实验教学往往是“师演生看”、“师讲生听”地满堂灌，学生成为接受知识的“容器”，实验内容的设计留给学生主动探究的时间和空间
8、很少，即使是所谓的“探究性实验”或“启发性实验”也只是照方抓药的设计，这样的设计学生几乎不需要进行“探索”，只要按步操作，就可以得出结论，不利于实验功能的充分发挥。新课程概念下的化学实验探究教学要求教师为学生创造质疑、提问的机会，留给学生独立思考、独立发现和提出问题的空间和时间，让学生积极思维，解决悬念，感受到发现的快乐和科学的魅力。比如，引导学生在阅读中、实验探究中发现和提出问题，从而在实验中扩大思维广度，提高思维层次，获得更多的了解和理解化学的机会，实现从“读化学”、“听化学”向“做化学”、“探究化学”的方向发展。学生进行化学探究性学习常用的方法是，在探究学习中，学生针对提出的问题，经过多
9、渠道的收集信息和深入的思考，提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证，。（三）注重小组讨论，培养学生交流和合作能力化学新课程倡导改变验证性实验照方抓药的设计，注重实验的过程和方法，通过探索性实验进行探究，作出解释和结论，并通过表达与交流、反思与评价完成探究的目标。因此学生个人或实验小组发现问题后，教师应当引导学生把自己的发现以问题方式表达出来。然后教师再根据学生的认识情况，鼓励学生对发现的实验现象做出进一步的思维加工，形成一个有价值的探究问题，并在小组或班级中互相交流。通过交流发现和明确化学实验问题，有利于学生之间的相互启发，使每一名学生都处于主动学
10、习的状态，从而形成一个主动参与与实验探究的课堂教学氛围，促进探究任务和教学目标的达成。对学生所表述的化学实验问题，教师要及时进行指导。正确的表述要给予充分的肯定和鼓励，不恰当的表述，要及时给予纠正。在双方的主动沟通过程中，学生对问题有了新的认识，学生经过多次的经验积累，他们的化学知识、技能有了明显的提高，表达和合作能力也有了显著的改善。（四）注重实验设计，培养学生的创新和动手能力知识经济时代，创新正成为民族进步的灵魂和国家兴旺发达的不竭动力。化学课程标着眼于社会的发展，将“创新意识”的培养作为化学课程总目标的重要方面。科学探究作为化学教学的一种重要方式，它对培养学生的创新精神具有举足轻重的作用
11、。创新通常始于问题，只有提出需要解决的问题，才能思考，创新才有主动性。科学探究也是从提出问题开始，所以，在教学中创设开放的教学情境，鼓励学生独立思考，敢于质疑，善于提出问题，这样能进一步激发学生的创新热情，培养学生的创新精神。（五）注重问题的质疑，培养学生的科学态度和科学作风科学探究的过程是一个严格的过程，要想获得一个正确的探究结果，必须尊重客观事实，避免主观臆断，这对培养学生实事求是的科学态度十分有益。如在探究中出现与事实不相符的结果时，应引导学生对造成错误的原因进行分析，然后重新进行实验，而不应该修改实验结果，造成假的结果去满足实验目的的要求，这样的做法本身就培养了实事求是的科学态度。四、
12、对探究实验教学的几点思考（一）转变教育观念是教育工作者的当务之急“探究性学习的研究和实践不仅是对学生真实的学习规律的追寻，而且也是对课程本质的反思和探索。”我们必须尽快转变陈旧滞后的教育思想，改变学生的被动、单一，机械的学习方式，实现探究性、实践性、主动性的学习。（二）改变教师角色，体现教师的主体作用问题解决教学是以解决问题为中心，注重学生的自主探究活动，着眼于创造性思维和实践能力的培养。在实施问题解决教学的过程中，教师所起的作用与传统教学存在着较大差异，教师的角色由知识的传授者转变为组织者，指导者，参与者。 在教师的指导下，按照认知规律，使学生在和谐、宽松、民主的氛围中自主能动地、创造性地学
13、习和实验。心理学研究表明，学生是学习的主体，所有的新知识只有通过学生自身的再创造活动才能纳入其认知结构中，才可能成为一个有效的知识。“以学科知识为中心的课程按公理化的体系，用成人的逻辑将整理好的知识呈给学生，必然造成学生被动吸收、机械记忆、反复练习、强化贮存的学习习惯和方式。”而科学探究活动通过创设一定的富有挑战性的、开放性的问题情境，促进了学生主动的创造性的学习。探究过程中的方法和步骤也由学生自主确定，结论也多由学生自己归纳推理后得出，所以学生的主体作用得到充分的发挥。（三）改变学习方法，体现学生的主体作用探究式学习强调以问题解决为核心，多种学习途径相整合，学生是学习的主体，学习方式是影响学
14、生学习和发展的重要因素，以培养学生科学素养主旨的化学实验，将科学素养作为突破口，倡导以科学探究为主的多样化的学习方法。综上所述，化学实验以它特有的功能在探究学习中处于举足轻重的地位，为学生形成探究学习的方式，培养学生探究学习能力提供了条件。所以，广大化学教师在新一轮的课程改革中，应该积极利用化学实验引导学生进行探究学习，使学生掌握科学的学习方法、具备探究学习能力，形成终身学习的意识和能力五、案例设计人教版高中化学第二册第一章第三节硝酸这节课的重点是HNO3的化学性质，其中HNO3与Cu的反应实验，是这节课的重中之重。为此，笔者按照实验探究模式设计了一堂实验探究课。（一）教学情景创设与问题的提出
15、创设学习情景可以激发学生学习的兴趣，引起学生的认知冲突，产生问题意识，增强学习的针对性和有效性。在情境中学习的知识不是惰性的知识，它的迁移效果比较好。在教学中，教师要善于创设有利于学生进行科学探究的学习情境。具体途径可以是通过多媒体课件、影像资料等，可以结合教材装置和操作分析其不足，提出问题引发学生思考创设情境等。稀HNO3能与Cu在常温下反应生成无色的N0气体，而N0气体很不稳定，在空气中即刻被氧化为红棕色的NO2气体。高二课本设计的试管实验不能很好地观察到无色NO气体的生成，NO的氧化产物也不易观察到，而且造成氮的氧化物的随意排放。如何验证N0的生成及其氧化过程，同时尽量避免环境污染?为了
16、探究稀HNO3能与Cu反应生成无色的NO气体，设计了如上图所示的装置。实验用品：自制的两边不等高的U形管，分液漏斗，单孔橡胶塞，铁架台（带铁夹）等若干套。实验药品：铜丝，稀硝酸，氢氧化钠溶液；可行性验证：实验用具简单，类似于试管实验，反应体系是一种开放性体系，安全系数较大，可以进行尝试。（二）实验探究（1）装置气密性检查如图安装好所有仪器，关闭分液漏斗玻璃塞，打开活塞，从U形管长端向内注入水，使U形管两边形成液面差，如果液面差能够维持一段时间不变化，证明这套装置气密性好，否则需要调整。（2）向U形管中注入稀HNO3，并将短管充满的操作过程提出问题：向U形管内加入反应液的操作方法，两个同学有两种
17、不同的操作顺序，采取哪一种较好？第一种：先连接好胶塞等仪器，打开活塞，再从长管口加入反应液至短管处无空气。这样的操作方法我们称之为“排（空）气加液法”。 第二种，如果先加反应液至短管处，后插接胶塞等仪器。学生探究结果：第一种“排气加液法”要求单孔塞上的分液漏斗的下端管口必须与胶塞相平，否则反应液不能排净U形管短管处的空气，致使短管处收集的气体中混有空气，不能观察到纯净的气体产物，进而不能验证反应产生的气体成分。第二种容易发生反应液逸出或者短管处留有空气不能排净等事故。第一种安全稳妥，效果好。（3）将U形管短管处充满稀HNO3的原因是：防止反应生成的N0被空气中的02氧化为NO2。（4）实验开始
18、时，如果反应很慢，为了加快反应速率，可以采取哪些措施？酸的浓、稀只是一种描述性的语言，没有规定量的界限。本实验中稀硝酸浓度的选择很关键， 10molL-1以上产生红棕色的NO2气体，但是6 molL-1以下得到无色NO气体，但是太稀反应速度太慢，甚至还需要加热。稀硝酸的浓度在6 molL-1比较合适，不需要加热，反应速度适中。（5）试验中HNO3与Cu反应能否自动停止，为什么？能。随着反应生成的气体增多，压强增大，液面下降，当液面脱离Cu丝时，反应停止。铜丝的长度决定着产生气体的高度（体积）。鉴于分液漏斗的容积所限，产生的气体体积不宜超过分液漏斗的容积的2/3。（6）在实验中，证明生成的无色气
19、体是N0的操作是:将活塞打开，使无色气体进入分液漏斗中，若无色气体变为红综色，证明无色气体为N0。（7）为防止气体从分液漏斗上口外溢，污染空气，可以采取的措施：在漏斗口处堵一小团蘸有浓NaOH溶液的棉花，将有毒气体吸收。（三）实验结论这套U形管巧妙地完成了NO的收集和检验，它密闭的反应体系，体现了绿色化学实验的几点要求：（1）由于反应液起到液封作用，使化学反应在隔绝空气的条件下进行，因而收集到的气体产物纯净，有利于产物的检出；（2）气体的收集过程达到最优化:以最少的原料得到最多的产品，符合原子经济论；（3）减少用量，反应物用量比使用启普发生器、烧杯、广口瓶等容器要少；（4）重复使用 ，便于多个
20、平行班级重复操作、演示；（5）由于反应体系密闭，有效地预防了污染，体现了绿色化学理念。结 论通过本节课的实验探究，学生不但掌握了自制仪器的使用方法，训练了实验能力，而且学习了一种科学方法。在化学学科教学中，化学实验探究是最重要的教学方式。在化学探究性实验教学中，学生不仅学习了有关的化学知识与技能，而且体验了科学探究的一般过程，掌握了一些科学实验方法。在化学知识的学习中，化学实验探究也是最主要的学习方式，是培养学生“探究兴趣”和提高实验探究能力的主要途径。参考文献：1 王克勤，马建峰，李万领。培养学生化学实验设计能力的教学策略J，中学化学教学参考，2002。3 2 宋心琦。有关化学实验改革的想法与建议J，化学教育，2001。3 3基础化学实验山东大学等校合编，化学工业出版社4 刘知新，王祖浩。化学学习论，广西教育出版社5 梁慧珠，郑长龙。化学实验论，广西教育出版社 6于浩。实验改革指导，学苑出版社 ，于浩7普通高中课程标准实验教科书化学1化学2（人教版），人民教育出版社8刘知新。化学教学论，高等教育出版社 9 朱慕菊。走进新课程-与课程实施者对话，北京师范大学出版社10化学课程标准研制组，普通高中化学课程标准（实验）解读，湖北教育出版社