中学化学探讨教学的操作与思考

摘要：新一轮课程改革创导自主的、合作的、探究的学习方式。在中学化学课堂教学中深入开展探究教学可以有效地改变教师的教学方式和学生的学习方式，从而提高课堂教学效率，使化学教学与新课程改革相适应。本文结合化学教学，旨在通过实验教学、概念教学和问题解决中的探究教学，力求为中学化学探究教学拓展实践范例。

关键词：探究教学；化学教学；实践。

一、课堂教学中的探究认识

探究即探索和研究之意；探究教学即以探究为主的教学，教学过程是在教师的启发诱导下，以学生自主学习和合作讨论为前提，以教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。相对于传统的以教师、课堂、书本为中心的传递性教学而言，探究教学强调了学习的主体性，有利于调动学习积极性，活跃课堂气氛，培养学习能力与创新能力。新一轮课程改革要突破的重点、难点之一就是转变学生的学习方式，倡导自主、合作的探究学习。

中学化学教学是以物质（元素化合物、有机物）为载体、以实验为基础、以基本概念、基本原理为中心开展教学，以培养学生问题意识和问题解决能力为目标，探究教学亦如此。在探究教学中有必要处理好以下关系：

1、目标与内容

在课程设计的层面（理想的课程），根据课程总目标，确定具体目标，再根据具体目标，确定各水平阶段的内容标准。在课程规划的层面（规划的课程），要根据课程的总目标、具体目标和内容标准来制订水平教学计划，以便从总体上把握课程目标的全面达成。在教学实施的层面（实施的课程），在一节课的具体教学中，教学目标和教学内容要根据具体的教学实践和学生的具体发展情况制订，一节课的目标与内容是具体的、相辅相成的；教学目标统领教学内容，教学内容又是达成教学目标的载体。

2、内容与形式

一堂课的好与坏，关键在于教学内容是否丰厚、新颖和生动，能否给人有益的启迪。在内容与形式之间教学内容才是核心，形式是为内容和目标服务的。因此探究教学应注重形式之外的内涵，充分考虑到教学的内容和实际需要，切不可使其与教学内容相脱节，为“探究”而“探究”。

3、过程与结果

过程和结果在教学上是一个统一体，关注过程与兼顾结果是一种动态的关系。体验和生成是探究教学过程性价值的核心，在活动过程中，所体验的也许是痛苦的、失败的经历或感受，但对学生的未来发展与成长来说则会产生积极的作用。这种作用往往表现在学生对事物的认识、实践能力和思想意识等方面。随着学生经验的不断丰富以及知识水平和认识能力的发展，高中阶段处理过程与结果的过程中应有所不同，增强对活动结果的关注度，以保证探究教学的有效性。当然，坚持“关注过程，兼顾结果”的基本原则，以致于体验性目标和生成性目标的实现，即实现探究教学的过程价值。

二、实验教学中的发散探究

化学是一门实验为基础的科学，怎么强调实验都不会过分。化学教科书中的实验主要是以验证或巩固相应知识为基本出发点来设置的验证性实验，学生只要根据给定的实验方案操作，并把观察到的实验现象记录于给定的实验册中，再填空式地写上可预期的实验结论和解释，就算完成了实验。尽管教学实验已经过挑选，但不是每一个都能在较短时间内顺利完成的，常需要教师在课前找条件、作改进，解决阻碍成功的问题。实际上这样刻意去做，不仅费时费力，而且抹杀了学生探究、创造的机会。

1、以实验的现象发散探究

探究是科学实验最本质特征之一。如何将验证性实验转化为探究性实验，以实验培养学生的探究能力，是教师在教学中应当要思考的问题。将问题直接暴露在学生面前，可以促使他们去思考、去提问。

【探究课例1】酸与铝的反应

过程教学活动

发现问题某同学在进行Al的性质实验时发现，用已去除氧化膜的大小相同的Al片分别与H+浓度相同的稀HCl和稀H2SO4反应，发现存在明显不同的实验现象：

铝片跟稀盐酸反应快，产生气泡多；铝片跟稀硫酸反应慢，产生气泡很少。

提出假设①铝片跟稀盐酸反应快是稀盐酸中的氯离子对反应有促进作用；

②铝片跟稀硫酸反应慢是稀硫酸中的硫酸根离子对反应有抑制作用。

实验探究①在铝跟稀硫酸的溶液中加入固体食盐，发现反应明显加快；

②在铝跟稀盐酸的溶液中加入固体硫酸钠，发现反应几乎没有什么影响。

得出结论氯离子对铝片跟H+反应有促进作用。（资料：氯离子会破坏铝的致密氧化膜结构）

总结应用为什么铝制品除了不能盛放酸碱之外，也不宜长期盛放咸菜等腌制食品？

结合铝对人体的危害，理解食品包装及与饮食有关的物品不能用铝制品。

由此可见，化学实验中的意外现象、学生生活中遇到一些化学问题，都是进行探究的好素材。

【探究课例2】Fe2+和Fe3+的转化条件（苏教版《化学1》P73）

任务：用铁粉、FeCl3、FeCl2、KSCN溶液、新制氯水探究Fe2+和Fe3+的转化条件。

过程教学活动

发现问题实验：在盛有少量FeCl2溶液的试管中滴入数滴KSCN溶液（Fe2+不能使KSCN溶液变血红色），再向混合液中加入一定量的新制氯水（希望能看血红色，证明产生了Fe3+）。

现象：加入少量新制氯水时，并没有想象中的血红色，而是有一点点浅红色。

建构假说①SCN-被后加入的氯水反应掉（Cl2的氧化性比(SCN)2要强）；

②Fe2+与SCN-反应生成了一种难与氯水反应的物质（一点点浅红色）。

③①②两种可能在共同起作用。

验证假说①在上述浅红色混合液加入了大量的KSCN溶液，结果还是没有出现血红色。

②查找数据：Fe2+与SCN-的反应资料，电极电势的变化，认为有一定的可信度。

实验改进①在盛有少量0.1mol•L-1FeCl2溶液的试管中滴入数滴KSCN溶液，没有血红色，证明无Fe3+；

②再取少量0.1mol•L-1FeCl2溶液，先加入少量新制氯水，再滴入数滴KSCN溶液，出现血红色，证明氯水能将Fe2+氧化成Fe3+。

探究反思在实验中要注意试剂的加入顺序，顺序不同会导致结果不同。如在SO42-的检验时，加入试剂的顺序应是HCl→BaCl2，出现白色沉淀，证明有SO42-。如果是BaCl2→HCl，出现的白色沉淀除BaSO4，还可能是AgCl、H2SiO3等。

在探究性实验的假说验证过程中会遇到各种困难，以高中生所拥有的知识水平，很难得出完全符合实际的正确的结论，这既是探究性实验的特点，更是探究教学的精髓，注重结果更注重过程。

2、以实验的装置发散探究

化学实验装置往往由常见的玻璃仪器拼凑而成：一种装置可能有多种功能，一种任务可以由不同的装置来完成。因此，利用实验装置进行有效的探究教学为化学实验教学开辟了新的途径，也为探究教学找到了新的切入点。一种装置的多种功能往往通过归纳综合而得来，一种任务的多种途径往往通过分析解剖或装置改进而得来。

【探究课例3】利用一种装置制取多种气体

如利用右图简易装置通过固体与液体不用加热来制备下表10种气体的11种方法。

气体原料气体原料气体原料

H2锌与稀硫酸H2SFeS与稀H2SO4Cl2KMnO4与浓HCl

O2Na2O2与H2O

MnO2与H2O2NH3浓氨水与碱石灰HCl浓HCl与浓H2SO4

NO2Cu与浓HNO3SO2Na2SO3与浓H2SO4

CO2大理石与盐酸C2H2电石与水………

如果放宽条件至可以加热，其制备气体的种类和方法将大大增多。

【探究课例4】利用相同原理改进不同装置

过程装置、操作及问题装置图

起始问题装置：固体与液体不用加热来制备气体时的装置。

操作：先加固体，再倒入液体，然后迅速塞上带导管的单孔塞。

问题：在加入液体与塞塞子之间可能会有气体逸出，有时还会手忙脚乱的，会对实验产生一定的影响。制H2S则会影响较大。

改进之一装置：把单孔塞改成带有玻璃导管和长颈漏斗的双孔塞

操作：先塞塞子再加液体。

问题：如用锌与稀硫酸制H2时，产生的气泡会从长颈漏斗的底部出口处逸出。

改进之二装置：在长颈漏斗底部出口处套上小试管，起到液封的作用

操作：先塞塞子再加液体。

问题：在实际操作中发现液体加入的量难控制，反应不能随开随用，随关随停。

改进之三装置：把长颈漏斗改为分液漏斗。

操作：打开分液漏斗活塞，有效防止产生的气泡从分液漏斗的底部出口处逸出。

问题：在气压大时分液漏斗内液体不能顺利流下。

改进之四装置：在分液漏斗口与烧瓶之间接上连通装置。

操作：使内外气压保持相等，使分液漏斗内液体能顺利流下。

问题：装置较为复杂等。

其他改进

通过以上对制气实验装置的改进探究，不仅让学生从原理上理解了装置功能与优劣，还可拓展学生的视野，培养学生积极思考的发散思维，因为发散思维是创造性思维的重要组成。教学中的有效做法有：有意暴露教学实验中的矛盾，引导学生发现问题进行探究；多做设计性、探究性实验，增强实验内容的探究性等是培养学生探究能力的有效途径。探究的内容可以是条件、装置、步骤、产物、异常现象、失败原因的探究，也可以是实验绿色化、趣味化、生活化、现代化的探究等等。

三、概念教学中的整合探究

强调“双基”教学，一直是我国基础教育的特色。在教学中，教师希望对每一个基本概念都能讲解深而透，只怕学生一知半解，有时会出现过分注重概念本身的含义与科学性，过分的精细，从而容易产生从“概念到概念”的偏差。

1、以联系的观点整合探究

概念与概念之间存在某些必然的联系，有并列关系，也有上下位关系，充分利用这些关系是有效实施课堂教学的关键，也是开展探究教学的一个研究视角。

【探究课例5】胶体概念的形成

过程教学活动

创设情境复习：对比已有的溶液与浊液知识，再对比是否透明的特征：观察泥浆浊液与CuSO4溶液，用激光灯照射，发现溶液能透光，浊液光线不能透过。

深入：光是一种波，浊液颗粒大而反射不能透过，溶液颗粒小发生衍射透过。

发现问题实验：用激光灯照射氢氧化铁胶体（外表特征与溶液一样），发现有一条光亮的通路。（学生的认识与原有认知发生冲突，无法同化，激起学生探究的欲望）

分析本质演示：动画演示丁达尔现象（把学生的注意力从观察事物的表象引向观察事物质本质特征）。

深入：得出胶体颗粒的大小与光波长近似而发生散射。

寻找证据资料：可见光波长约10-7m（100nm级）。

阅读：（教材）。

归纳总结比较：引导学生分析、比较上述各种分散系的现象异同与本质原因

抽象：抽象出它们的种种共性与异性，综合它们的性质，

表达：用语言加以表达，对胶体概念进行界定，关键是颗粒大小。

拓展应用分散系的分离，过滤与渗析。

有机结构教学中有很多相互联系结构关系值得在教学中以联系的观点整合探究，如官能团间的相互影响：从甲烷、苯的性质，到甲苯的性质，发现甲基变活泼，能被酸性高锰酸钾氧化，苯环的邻对位性质变活泼，能与硝酸生成三硝基甲苯；从醇羟基到苯酚羟基变活泼了，酸性增强，在空气中易被氧化成苯醌，苯环的邻对位性质变活泼，能与浓溴水生成三溴苯酚；而溴苯中苯环却是使溴钝化，所以溴乙烷在NaOH溶液中会水解，而溴苯中溶有的溴用NaOH溶液洗时溴苯是不会水解的；等等。

在教学活动中教师是一名参与者、帮助者、指导者和鼓励者，化学实验、多媒体等资源为学生的自主学习、进行有意义的建构提供了有力的支持，对促进学生的抽象思维能力的发展也大有裨益。

2、以发展的观点整合探究

中学化学教学的培养对象是一些其身体、思维、认知、情感态度与价值观等各方面都在发展中的学生，学生的认知发展处于阶段性和过渡性，培养的目标是有助于学生主动去学习去建构，这就决定了中学化学教学的基础性和发展性，概念也具有其发展性，因此在概念施探究教学也应根据学生实际作适当的延伸与拓展。

【探究课例5】电子式的书写（苏教版化学2）

过程教学活动

创设情境概念：电子式是用“•”或“×”来表示原子的最外层电子，以简明地表示原子、离子的最外电子层的电子排布。

说明：一个原子最外层最多排8个电子，分别用小黑点写在元素符号的上下左右四个位置，每个位置最多排2个电子。

举例：、、。练习：尝试写出Mg、Al、Si、P、S的电子式。

发现问题能成单尽量成单排布：

能成对尽量成对排布：

既有成单，又有成对：

电子在位置上的不同排列

交流讨论取得共识：位置上的不同排列是等价的。从电子相互排斥及美观的角度看，应尽可能对称排列。

存在争议：尽可能成对还是成单排列？

查阅资料成单排列：理论证据：电子相互排斥应尽可能分开排。

模拟证据：假如有4个位置，你们只有两个人，有必要挤在一起吗？

成对排列：理论证据：能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则。

事实证据：Mg的最外层电子是排在3s轨道上，是成对的。

实践应用应用电子式表示化合物的形成过程

MgCl2的形成过程中Mg原子电子式用表示；

在MgO的形成过程中Mg原子电子式用来表示。

化合物的电子式表示

CH4的电子式中的C用；C2H4中用；CO2中用。

NH3电子式中的用，而N2电子式中的N用。

反思创新哪为什么一种原子的电子式可以用多种方式来表示呢？

原因：电子式的地位：是原子、离子最外电子层的电子排布简明地表示方式，由此可见电子式只是一种应用工具，并不是一种完善的理论。简明性是其主要要点，因此如何表示可以有多种写法，要实事求是，因地制宜。另外电子式中描写的是原子基态还是激发态也不同。

中学化学中一些发展性的概念可采用模糊教学，不必苛责、“不求甚解”，在教学中灵活把握，才能体现教学的艺术。又如对元素周期表模型的建构中要抓住了建模本质：排表原则（元素随原子序数的递增从左到右排列，电子层数相同的排在同一横行，最外层电子数相同的排在同一竖行）和原子核外电子排布三原则，通过学生亲身体验、尝试，不仅能加深对周期表理解，更能树立结构决定性质的理念。

三、问题解决中的变式探究

复习是教学过程的重要组成部分，为了帮助学生突破重点、全面掌握化学知识和技能，提高复习的效率与针对性，在复习的过程中应以问题为导向，随时回归教材，找到知识在教材中的落脚点和延伸点，通过探究教学，不断完善和深化中学化学知识。

如在电化学专题复习教学中，笔者认为采用先以教材为本，后以问题解决中抓住其本质规律进行变式探究，在问题解决中要做到形变而神不变，紧扣知识主线，通过知识培养能力，提高复习效率。

【探究课例7】电化学专题复习

过程教学活动

复习回顾以铜、锌、硫酸原电池的复习引入，掌握电极、原电池的概念，学会判断电子流动、电流流动与电解质溶液中离子流动的方向，完成有关的电极反应式与总的电池反应方程式。再从电子的反向流动中引出电解及阴阳两电极的概念，掌握离子的放电次序等双基知识。

例题分析【例】如图所示，当线路接通时，发现M（用石蕊试液浸润过的滤纸）a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是铝、铜，乙中电极材料是铜、铂，且乙中两电极不发生变化。

⑴甲、乙分别是什么装置？

⑵写出A、B、C、D的电极名称和电极材料。

⑶写出电极反应式和电池反应方程式。

设计意图：巩固双基并对双基知识进行灵活应用。

变式探究之一【变式1】如果把甲池中的电解液换成①NaOH②浓HNO3时，是否能构成原电池？若能，请写出甲池的电极反应式和电池反应方程式。

设计意图：通过改变电解质溶液①NaOH，复习有关铝与碱反应的知识点；当改变电解质溶液②浓HNO3时，则铜变成了负极，当铜铝有足够的量时，会产生以下三种情况：

变式探究之一a、正极反应是浓HNO3中的H+与NO3-共同反应去得电子

b、随着浓HNO3的不断消耗，溶液变成了稀HNO3，则此时铝又变成了负极，铜变成了正极，正极反应是稀HNO3中的H+与NO3-共同反应去得电子

c、当稀HNO3消耗完后，溶液变为Cu(NO3)2，正极反应是Cu2+得电子

通过此变式练习，拓展了电极判断的方法，还能培养过程思维，动态的去看问题。从总的反应结果来看，是铝与浓硝酸的反应，铜在这反应中相当起到催化剂的作用，而上面的过程分析，相当于是铜作催化剂的机理探究。

变式探究之二【变式2】如果改变乙池中的电极材料，判断电极反应是否发生变化？若有变化写出电极反应式。

⑴乙池的Cu电极换成Fe电极(强化阴极不参与反应的知识，电极反应与阴极材料无关)

⑵乙池的Pt电极换成Ag电极(练习电解时阳极由惰性电极向活性电极的转变，防止思维定势)

变式探究之三【变式3】如果改变乙池中的电解液，判断其电极反应是否发生变化？若有变化写出电极反应式和电池反应的离子方程式。

⑴乙池电解液换成KOH或Na2SO4⑵乙池电解液换成MgCl2

(3)乙池电解液换成AgNO3(4)乙池电解液换成CuCl2

设计意图：通过此变式练习强化了离子放电次序，全面巩固了电解的四种类型：

a、活泼金属的含氧酸盐（包括强碱与含氧酸）：电解的是水

b、活泼金属的的无氧酸盐：电解的是电解质与水

c、不活泼金属的含氧酸盐：电解的是电解质与水

d、不活泼金属的无氧酸盐：电解的是电解质本身（注：从反应角度把F-归为含氧酸根）

通过以问题导向的探究教学可以理清问题脉搏，抓住问题关键，提高解决问题的效率。尤其总复习，是中学化学学习非常重要的时期，也是巩固基础、优化思维、提高能力的重要阶段。在总复习时对典型习题、代表性习题或小专题更要多下功夫，不仅一题一得，更要一题多得，既能促使知识得到不断地弥补、完善，又能举一反三，从方法上领会解题过程中的审题、破题、答题的方式和奥秘等，以此培养良好的思维品质(严密性、敏捷性、深刻性、创造性和广阔性)。长期坚持，就能化平凡为神奇：能掌握化学知识及其运用的内在规律和联系，善于抓住关键，灵活地解决化学问题；能驾御化学问题的全貌，抓联系、作比较、会归纳、能延伸；能另辟蹊径、不拘一格地解决实际问题。

五、教学实践后的探究反思

探究教学能让学生感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯，重视培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。探究教学所强调的学生自主探索、问题解决、发现学习、科学精神等必将为创新教育开拓新的路径，使创新教育能够真正付诸于现实。

新课程的化学教科书在内容编制上就很能体现探究教学理念，如苏教版中的“你知道吗”、“活动与探究”、“交流与讨论”、“问题解决”、“回顾与总结”等栏目，体现了从原有知识经验进行建构，到激发探究欲望，引领学生积极投身实践活动，进行自主探究，享受发现的快乐。通过探究，帮助学生开启化学思维，培养知识迁移能力和问题解决能力，增加了学习中的自我反思和自我评价。其中最为核心的栏目“活动与探究”在《化学1》中有对胶体性质、常见物质的检验、溴碘的提取、碳酸钠的性质、铝的氢氧化物、铝的性质、不同价态铁化合物的相互转化、氯化铁与铜的反应、钢铁的腐蚀、铵盐的性质等共10处。《化学2》中有钠镁铝单质活动性强弱、硅磷硫氯非金属性强弱、11-17号元素性质的递变规律、ⅦA族元素非金属性强弱变化规律、C4H10分子模型的建构、影响过氧化氢分解反应速率的因素、FeCl3溶液与KI溶液、铜与AgNO3溶液反应程度的实验、化学反应中的热量变化、化学能转化为电能的实验、制作简易电池的尝试、乙烯的性质实验、乙酸的性质实验、从油脂制肥皂、葡萄糖的性质、电路板的制作等16处，充分体现了探究教学在化学新课程中的重要性。

探究教学在实施时需要学习者花费较多的时间和精力，在刚开始时从表面上看效率比较低，也不利于学生掌握大量的、系统的知识和练就全面的必要的技能。适应一阶段后，学生养成了探究的习惯，学习的主动性大大提高，学习效率就会有明显的提高。教师在教学中提供探究的课题以课本上提供的素材为主，不仅不影响对知识的系统学习，而且还能使知识更加全面和丰富，更能贴近实际生活，弥补了教材更新不及时、与当地生产生活联系不够紧密的缺点，真正附合了建构主义观点：认识是一种以主体已有的知识和经验为基础的主动建构。

探究教学中还会出现一部分成绩好的学生参与意识强，能独立完成探究，而其他同学当“陪客”的现象。因此，在教学实践中，要加强教师的引导，多搭台阶，降低探究的难度，使学生动动脑、掂掂脚就能够得着。这样使学生尽可能少受挫折，使成绩差的学生也能积极的参与进来，从而使全体学生都能在获得知识的过程中，培养创新精神和创造能力。

探究教学博大精深，以上只是笔者在教学实际中对探究教学应用在中学化学教学上的一种尝试，虽然这种只是处于探究教学的初始阶段，教师的主导作用有时还过多，但学生已经向探究式教学方向迈出第一步，希望通过不断的尝试、总结，使探究教学能在以后的中学化学课堂教学中不断深入。

参考文献

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