通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)淮北市教研室汪峰通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)淮北市教研室汪峰1通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)一、解讀課標(biāo)，增強理解二、讓“探究（欄目）”名符其實三、凸顯核心知識的探究功能四、拓展探究的視野五、對科學(xué)探究的幾點思考通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)一、解讀課標(biāo)，增強理解2課程內(nèi)容課程內(nèi)容3通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)4通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)5化學(xué)實驗的功能激發(fā)興趣訓(xùn)練技能（對未來學(xué)習(xí)和發(fā)展有用的技能）促進認(rèn)知培養(yǎng)能力提升素養(yǎng)八個學(xué)生實驗的主要功能化學(xué)實驗的功能激發(fā)興趣6課程標(biāo)準(zhǔn)中的７項基本實驗技能

序號化學(xué)實驗技能1能進行藥品的取用、簡單儀器的使用和連接、加熱等基本的實驗操作2能在教師指導(dǎo)下根據(jù)實驗需要選擇實驗藥品和儀器，并能安全操作3初步學(xué)會配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液4初步學(xué)會用酸、堿指示劑或ｐＨ試紙檢驗溶液的酸堿性5初步學(xué)會根據(jù)某些性質(zhì)檢驗和區(qū)分一些常見的物質(zhì)6初步學(xué)習(xí)使用過濾、蒸發(fā)的方法對混合物進行分離7初步學(xué)習(xí)運用簡單的裝置和方法制取某些氣體課程標(biāo)準(zhǔn)中的７項基本實驗技能序號化學(xué)實驗技能1能進行藥品的7必做實驗與實驗技能之間關(guān)系

1.化學(xué)實驗技能

化學(xué)實驗技能涵蓋化學(xué)實驗心智（智力）技能和化學(xué)實驗操作（動作）技能２個方面。

課程標(biāo)準(zhǔn)中所提出的７項化學(xué)實驗技能要求有的屬于化學(xué)操作技能范疇，有的需要操作技能與心智技能的綜合應(yīng)用，但都以操作技能的形成為基礎(chǔ)。

必做實驗與實驗技能之間關(guān)系1.化學(xué)實驗技能82.課標(biāo)中的７項基本實驗技能

在規(guī)定８個必做的學(xué)生實驗活動的同時，修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的化學(xué)實驗技能應(yīng)達到的最低水平作了規(guī)定，提出了以下７點具體要求。其中，“４．初步學(xué)會用酸、堿指示劑或ｐＨ試紙檢驗溶液的酸堿性?！睘樾略鲆?。

2.課標(biāo)中的７項基本實驗技能在規(guī)定８個必做的93.必做實驗與實驗技能之間關(guān)系

８個基礎(chǔ)的學(xué)生實驗涵蓋了７項基本的化學(xué)實驗技能，每一個實驗活動都側(cè)重于對某一個或某幾個基本化學(xué)實驗技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

從整體上看，按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求做好全部８個基礎(chǔ)的學(xué)生實驗，就可以落實學(xué)生基本實驗技能的訓(xùn)練與提高，有利于學(xué)生探究能力的提升和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.必做實驗與實驗技能之間關(guān)系８個基礎(chǔ)的學(xué)生實10實驗與技能之間的聯(lián)系與對照

８個必做的實驗活動主要對應(yīng)的實驗技能涉及的主要實驗技能及能力要素粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除１、６儀器的使用；稱量、溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作氧氣的實驗室制取與性質(zhì)１、５、７儀器的使用；裝置的連接、氣密性的檢驗等基本操作；氣體收集的方法；觀察能力；對比分析、推理的能力二氧化碳的實驗室制取與性質(zhì)１、５、７儀器的使用；裝置的連接、氣密性的檢驗等基本操作；觀察能力；思維能力金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)１、２藥品的取用；實驗設(shè)計；觀察；數(shù)據(jù)的處理；思維能力燃燒的條件１、２儀器、藥品的使用；實驗設(shè)計；觀察；推理能力一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液的配制１、３儀器的使用；藥品的取用；思維能力溶液酸堿性的檢驗實驗４藥品的使用；分析能力酸、堿的主要化學(xué)性質(zhì)１、２、５藥品的選擇與取用；實驗設(shè)計；觀察；推理能力實驗與技能之間的聯(lián)系與對照８個必做的實驗活動主要對應(yīng)的實驗11二、讓“探究（欄目）”名符其實九年級化學(xué)教材（人教）上有20個探究欄目，這些欄目給我們實施科學(xué)探究提供了很好的素材，精心設(shè)計好這些“探究”欄目的教學(xué)，充分發(fā)掘其探究功能，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要渠道。二、讓“探究（欄目）”名符其實九年級化學(xué)教材（人教）上有2012九年級上冊九年級下冊觀察與描述--對蠟燭及其燃燒的探究金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同鐵制品銹蝕的條件分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用溶解時吸熱和放熱現(xiàn)象分子運動現(xiàn)象溶解度曲線在元素周期表中查找元素自制酸堿指示劑水的組成酸的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系堿的化學(xué)性質(zhì)實驗室里制取二氧化碳的裝置洗發(fā)劑和護發(fā)劑的酸堿性滅火的原理某些酸、堿、鹽之間是否發(fā)生反應(yīng)初步區(qū)分常用氮肥、磷肥和鉀肥的方法認(rèn)識有機化合物讓“探究”名符其實九年級上冊九年級下冊觀察與描述--對蠟燭及其燃燒的探究金屬與13

這是一種費時的教學(xué)，但如果我們的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生能創(chuàng)造性地解決問題和發(fā)現(xiàn)理論，那么這是我們所擁有的唯一方法。

——[美]艾倫·柯林斯這是一種費時的教學(xué)，但如果我們的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)14探究特征強學(xué)生的主體參與程度高

啟發(fā)講授引導(dǎo)探索問題解決教學(xué)探究式教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)探究式教學(xué)與其他教學(xué)間的關(guān)系探究特征強學(xué)生的主體參與程度高啟發(fā)講授引導(dǎo)探索問題解決教學(xué)15立足教材，開展課題式探究立足教材，開展課題式探究16課題式研究：“人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”探究環(huán)節(jié)1收集吸入和呼出氣體【設(shè)計實驗】方案1：方案2：【評價】請比較上述方案的優(yōu)劣。課題式研究：“人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”探17探究環(huán)節(jié)2比較兩種氣體中氧氣的含量【設(shè)計實驗】用燃著的木條檢驗空氣與呼出氣體的樣品中氧氣的含量，觀察燃燒的時間；【進行實驗】將燃著的細木條分別放入空氣樣品與呼出氣體樣品中?！居^察現(xiàn)象】【解釋與結(jié)論】探究環(huán)節(jié)2比較兩種氣體中氧氣的含量18探究環(huán)節(jié)3比較兩種氣體中二氧化碳的含量

【設(shè)計實驗】：用澄清石灰水檢驗空氣與呼出氣體中的二氧化碳的含量；方案1：用嘴向澄清石灰水中吹氣，觀察是否有渾濁出現(xiàn)。方案2：向一瓶空氣樣品和一瓶呼出氣體的樣品中各滴入相同滴數(shù)的澄清石灰水，振蕩，觀察是否有渾濁出現(xiàn)?！咎岢鰡栴}】請比較兩種方案的優(yōu)劣?！驹u價】方案3：用注射器分別將空氣和呼出的氣體慢慢注入少量相同體積的澄清石灰水中，直至有沉淀出現(xiàn)。記錄沉淀生成時分別注入的氣體體積。探究環(huán)節(jié)3比較兩種氣體中二氧化碳的含量19

【進行實驗】按方案2進行實驗【觀察現(xiàn)象】10s左右，呼出的氣體樣品中澄清石灰水變渾，空氣樣品無渾濁出現(xiàn)。【解釋與結(jié)論】用排水法收集的氣體（可能有二氧化碳溶于水）能使澄清石灰水變渾，說明呼出氣體中二氧化碳含量較空氣中高?！具M行實驗】用塑料袋收集的呼出氣體樣品，按方案3用注射器分別抽取袋內(nèi)的呼出氣體樣品和空氣進行實驗?！居^察現(xiàn)象】呼出的氣體先使澄清石灰

水變渾，兩者到出現(xiàn)渾濁時所需氣體比約為1：60.【解釋與結(jié)論】呼出氣體樣品中二氧化碳含量大約是空氣樣品中的60倍?！具M行實驗】按方案2進行實驗20探究環(huán)節(jié)4比較兩種氣體中水蒸氣的含量【設(shè)計實驗】用對玻璃片呼氣的方法檢驗水蒸氣【進行實驗】取兩塊干燥的玻璃片，對著其中一塊哈氣，對比觀察兩塊玻璃片發(fā)生的現(xiàn)象。【現(xiàn)象】玻璃片上有水霧出現(xiàn)?！窘忉屌c結(jié)論】這是因為呼出氣體中有水蒸氣，

在琉璃片上冷凝成液態(tài)水?！咎岢鰡栴}】空氣中也有水蒸氣，日常生活中有時候也能觀察到窗戶或者汽車玻璃上有水霧出現(xiàn)。探究環(huán)節(jié)4比較兩種氣體中水蒸氣的含量21【教師演示實驗】將1-3mm藍色硅膠分別放入用塑料袋收集的兩種氣體中，搖動。觀察顏色的變化?！咎崾拘畔ⅰ克{色的硅膠吸水后變成淺紅色【觀察現(xiàn)象】呼出的氣體樣品中藍色的硅膠先變成淺紅色，空氣中無明顯變化【解釋與結(jié)論】呼出的氣體中水蒸氣含量較空氣中大?！窘處熝菔緦嶒灐繉?-3mm藍色硅膠分別放入用塑料袋收集22常量玻璃片（品種、大小、厚?。┫嗤兞靠諝夂秃舫鰵怏w不同氣體接觸玻璃片時溫度不同氣體接觸玻璃的量不同（接觸玻璃時速率不同）因變量測量玻璃起霧變量空氣和呼出氣體不同常量氣體接觸硅膠時溫度相同氣體接觸硅膠的量相同因變量測量硅膠變色問題：呼出氣體中含二氧化碳、氧氣和水蒸氣體積分?jǐn)?shù)是多少？常量玻璃片（品種、大小、厚?。┫嗤兞靠諝夂秃舫鰵怏w不同氣體23探究環(huán)節(jié)5用數(shù)字實驗探究空氣和呼出氣體中二氧化碳和氧氣的含量【提出問題】如何準(zhǔn)確測量出呼出氣體中二氧化碳和氧氣的含量？

【進行實驗】儀器:Vernier公司Labquest采集器，二氧化碳傳感器，濕度傳感器，氧氣傳感器。測量方法：先把塑料保鮮膜袋內(nèi)的空氣盡量排盡，然后把三個傳感器一起放入其中，開始采集數(shù)據(jù)，大約10s后，向保鮮膜袋中緩緩吹入氣體，直到袋子鼓起，扎緊袋口，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)到曲線基本平行為止。探究環(huán)節(jié)5用數(shù)字實驗探究空氣和呼出氣體中二氧化241、水蒸汽由于沒有直接測量水蒸汽體積分?jǐn)?shù)的傳感器，本實驗中采取測量相對濕度的方法來確定水蒸汽的含量。實驗當(dāng)天為陰天，空氣濕度較大，實測相對濕度為75.91%。此時室內(nèi)溫度為22℃。向保鮮膜袋內(nèi)吹入氣體后，相對濕度很快上升到100%，然后又緩慢降低到95.84%。請解釋曲線變化的原因解釋1、水蒸汽請解釋曲線變化的原因解釋25已知22℃時水的飽和蒸汽壓為2.64kPa[2]，假設(shè)當(dāng)時大氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101.325kPa，則：

空氣中水蒸汽的體積分?jǐn)?shù)為：2.64kPa×75.91%÷101.325kPa＝1.98%

呼出氣體中水蒸汽的體積分?jǐn)?shù)為：2.64kPa×95.84%÷101.325kPa＝2.50%

即前后相差0.52%。由此我們能夠看出，室溫和常壓條件下，由于混合氣體中的水蒸汽即使處于飽和狀態(tài)下，所占的體積分?jǐn)?shù)也很小，所以水蒸汽的含量在呼出氣體中與在空氣中相差不大。水蒸汽在空氣中的體積分?jǐn)?shù)一般在0~4%之間變動[2]。因此各版本初中化學(xué)教材中列出的空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)，如“氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%[1]”，實際都是指在除去水蒸汽后的“干空氣”中的含量[3]。已知22℃時水的飽和蒸汽壓為2.64kPa[2]，假設(shè)當(dāng)時大262、氧氣氧氣傳感器很靈敏，響應(yīng)較快。隨著氣體的吹入，曲線立即開始快速下降并保持基本不變。而在停止吹入氣體并扎住袋口后，曲線略有上升。在該次測量中，室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20.77%。用保鮮膜塑料袋收集正常呼出的氣體，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為17.17%。兩者相差3.60%，這說明氧氣的含量在正常呼出的氣體中有了較為明顯的減小。請解釋曲線變化的原因解釋2、氧氣請解釋曲線變化的原因解釋273、二氧化碳二氧化碳傳感器采集的數(shù)據(jù)單位為ppm，轉(zhuǎn)化為百分?jǐn)?shù)后，室內(nèi)空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為0.056%。用保鮮膜塑料袋收集正常呼出的氣體，二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為3.67%（見圖3）。兩者相差3.61%，即二氧化碳在正常呼出的氣體中的含量與空氣相比有了非常顯著的增加。二氧化碳傳感器是利用二氧化碳對紅外線的吸收來進行測量的曲線變化的原因分析3、二氧化碳曲線變化的原因分析28體積分?jǐn)?shù)室內(nèi)空氣正常呼出的氣體變化值氧氣20.77%17.17%3.60%二氧化碳0.056%3.67%3.61%水蒸氣1.98%2.50%0.52%氮氣及稀有氣體未測定室內(nèi)空氣與正常呼吸方式呼出的氣體含量比較體積分?jǐn)?shù)室內(nèi)空氣正常呼出的氣體變化值氧氣20.77%17.129學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有如下發(fā)展：

一是用科學(xué)探究的方法獲取了化學(xué)知識和基本技能，認(rèn)識了吸入空氣和呼出氣體的不同，同時也學(xué)習(xí)了一些基本的實驗技能，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)；二是學(xué)生自主經(jīng)歷了提出問題、猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、觀察現(xiàn)象、解釋和結(jié)論的科學(xué)探究全過程（“反思與評價”和“表達與交流”滲透在各個要素實施過程中），實踐了課程標(biāo)準(zhǔn)對創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動的期待，落實了“科學(xué)探究既作為學(xué)習(xí)的方式，又作為學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)”的要求；學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有如下發(fā)展：一是用科學(xué)30環(huán)節(jié)探究目的教學(xué)要求探究2比較兩種氣體中氧氣的含量初步體驗控制變量探究3比較兩種氣體中二氧化碳的含量學(xué)習(xí)用控制變量的方法設(shè)計新方案探究4比較兩種氣體中水蒸氣的含量應(yīng)用控制變量的思想來評價實驗方案三是體驗、學(xué)習(xí)和應(yīng)用了設(shè)計對比實驗中的控制變量方法，學(xué)生經(jīng)歷了“體驗控制變量—運用控制變量—評價控制變量”的由低到高的科學(xué)方法發(fā)展過程，具體見下表；環(huán)節(jié)探究目的教學(xué)要求探究2比較兩種氣體中氧氣的含量初步體驗控31立足教材，滲透科學(xué)思想方法立足教材，滲透科學(xué)思想方法32通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)33通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)34通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)35（3）經(jīng)典案例：鐵生銹條件的探究（3）經(jīng)典案例：鐵生銹條件的探究36通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)37三、凸顯核心知識的探究功能厘清科學(xué)探究與化學(xué)知識的關(guān)系學(xué)生科學(xué)探究能力的提高和對探究理解的加深，不會也不可能脫離化學(xué)知識孤立進行，而是要以他們所掌握的知識為基礎(chǔ)去探索未知事物?？茖W(xué)知識是科學(xué)方法的基礎(chǔ)，科學(xué)方法是科學(xué)知識的脈絡(luò)，二者密不可分，科學(xué)知識在探究中不可或缺，要避免形式主義的科學(xué)方法或科學(xué)過程訓(xùn)練。教學(xué)中要積極倡導(dǎo)圍繞化學(xué)核心知識的科學(xué)探究。三、凸顯核心知識的探究功能厘清科學(xué)探究與化學(xué)知識的關(guān)系38凸顯核心知識的探究功能----氫氧化鈉變質(zhì)的教學(xué)案例實物：讓學(xué)生觀察一瓶久置的氫氧化鈉固體試劑瓶口的白色固體。提出問題1：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是否變質(zhì)？凸顯核心知識的探究功能----氫氧化鈉變質(zhì)的教學(xué)案例39設(shè)計實驗方案1：溶于水后滴入酚酞？方案2：固體上滴入鹽酸？方案3：溶于水后滴入鹽酸？方案4：溶于水后滴入氫氧化鈣溶液？方案5：溶于水后滴入氯化鈣溶液？方案6：溶于水后滴入氯化鋇溶液中和放熱需過量同離子效應(yīng)氫氧化鈣微溶，只有很稀的溶液可行設(shè)計實驗方案1：溶于水后滴入酚酞？中和放熱需過量同離子效應(yīng)氫40提出問題2：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)？方案1：滴入過量的氯化鋇溶液，再滴入酚酞方案2：取等質(zhì)量的變質(zhì)固體和碳酸鈉固體分別溶于水后配成溶液，測pH提出問題2：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)？41提出問題3：如何用含碳酸鈉雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液制取氫氧化鈉？

設(shè)計實驗：

方案1：加入適量的石灰水溶液？？？在溶液中滴加石灰水溶液，用電導(dǎo)率傳感器測溶液中的電導(dǎo)率方案2：可以利用碳酸鈉在不同溫度的溶解度用重結(jié)晶法制得較為純凈的氫氧化鈉！提出問題3：如何用含碳酸鈉雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液制取氫氧化鈉？

42通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)43通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)44通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)45通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)46通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)47四、拓展探究的視野科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)方法。教師教學(xué)中可以創(chuàng)造性地根據(jù)學(xué)生已有知識和經(jīng)驗設(shè)計科學(xué)探究課例，引領(lǐng)學(xué)生在教材以外的知識領(lǐng)域開展科學(xué)探究，即使這些知識對學(xué)生當(dāng)前而言是陌生的，但只要符合學(xué)生已有知識和經(jīng)驗，能被學(xué)生接受，能促進學(xué)生發(fā)展就應(yīng)該積極去探究。探究無止境----以實驗為核心的科學(xué)探究應(yīng)該成為學(xué)習(xí)化學(xué)的主要方法。四、拓展探究的視野科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)方法。教師教48拓展探究的視野案例1

再探燃燒與滅火【實驗】將燃著的木條和鎂條分別伸入盛有CO2的集氣瓶中?！居^察現(xiàn)象】木條熄滅鎂條繼續(xù)燃燒【結(jié)論與解釋】CO2不僅可以滅火，一定條件下也可以做助燃劑。2Mg+CO2====2MgO+C拓展視野，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，為后續(xù)學(xué)生鋪墊拓展探究的視野案例1再探燃燒與滅火【實驗】將燃著的木條49【提出問題】用下圖裝置進行鎂條在密閉的空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的幾分之幾？

【提出問題】用下圖裝置進行鎂條在密閉的空氣中燃燒的實驗，燃燒50猜想和假設(shè)：

猜想1：21%，因為空氣中O2的體積約占21%；猜想2：21.03%，因為空氣中O2和CO2都會和鎂條反應(yīng)而消耗。

進行實驗（學(xué)生分組）：

觀察現(xiàn)象：

現(xiàn)象：水倒吸進入集氣瓶中的體積約70%。

猜想和假設(shè)：猜想1：21%，因為空氣中O2的體積約占51

提出問題：

水倒吸入集氣瓶中的體積約為70%,為什么遠遠超過了21%？

猜想與假設(shè)：假設(shè)1：鎂條伸入瓶中的剎那，瓶中熱空氣膨脹溢出導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓減小；假設(shè)2：空氣中N2參加了反應(yīng)；……

提出問題：

水倒吸入集氣瓶中的體積約為70%,為什么遠遠超52設(shè)計實驗：

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗方案設(shè)計實驗：

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗方案53設(shè)計實驗

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)2實驗方案：制得一瓶N2將燃著的鎂條伸入N2中，觀察鎂條是否繼續(xù)燃燒？設(shè)計實驗

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)2實驗方案：54

提出問題：實驗室如何制得一瓶N2？設(shè)計實驗：方案1：點燃蠟燭消耗瓶中的O2，再用NaOH溶液吸收瓶中生成的CO2氣體；方案2：點燃白磷（或紅磷）消耗瓶中的O2，再用水吸收生成的P2O5固體。評價：比較兩種方案的優(yōu)劣，選擇方案2進行實驗，觀察現(xiàn)象：鎂條可以在N2中燃燒解釋與結(jié)論：3Mg+N2====Mg3N2推論：一定條件下，N2也可以做助燃劑。

55拓展探究的視野案例2

探究二氧化碳通入飽和澄清石灰水現(xiàn)象：通入二氧化碳后溶液先變渾濁，繼續(xù)通入溶液變澄清拓展探究的視野案例2

探究二氧化碳通入飽和澄清石灰水現(xiàn)象：56100g飽和澄清石灰水中Ca（OH）2的質(zhì)量為0.165g,完全反應(yīng)得到0.22gCaCO3通過計算可知：通入二氧化碳后生成的碳酸鈣沉淀只能部分溶解，溶液不可能變澄清（《化學(xué)實驗的啟示和科學(xué)思維的訓(xùn)練》嚴(yán)宣升）100g飽和澄清石灰水中Ca（OH）2的質(zhì)量為0.165g57

假設(shè)1：通入的二氧化碳中含有HCl氣體，導(dǎo)致多余的碳酸鈣溶解

。

設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗1：用濕pH試紙檢驗洗氣前后溶液的pH實驗2：用嘴吹實驗3：用水洗氣后通入澄清石灰水觀察現(xiàn)象：得出結(jié)論：

假設(shè)1：通入的二氧化碳中含有HCl氣體，導(dǎo)致多余的碳酸58假設(shè)2：石灰水不飽和

久置的飽和石灰水表面會有一層白皮（又稱硬蓋）設(shè)計實驗驗證假設(shè)2：假設(shè)2：石灰水不飽和

久置的飽和石灰水表面會有一層白皮59五、對科學(xué)探究的幾點思考

1、對科學(xué)探究的基本過程的理解

POE教學(xué)策略預(yù)測觀察解釋五、對科學(xué)探究的幾點思考

1、對科學(xué)探究的基本過程的理解

P602、對科學(xué)探究水平

的認(rèn)識

教師教師教師教師學(xué)生教師教師教師學(xué)生學(xué)生教師教師學(xué)生學(xué)生學(xué)生教師學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生高低

提出問題猜想假設(shè)設(shè)計實驗獲取證據(jù)形成結(jié)論2、對科學(xué)探究水平

的認(rèn)識

教師教師教師教師學(xué)生教師教師教師61通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)62拜爾將探究式教學(xué)分為4個水平：1）證明性探究，學(xué)生通過進行一項結(jié)果已知的活動來證明一個原則；2）結(jié)構(gòu)性探究，學(xué)生通過規(guī)定的步驟研究老師提出的問題；3）引導(dǎo)式探究，引導(dǎo)學(xué)生通過自己設(shè)計或選擇的方法來研究老師提出的問題；4）開放式探究，學(xué)生用自己設(shè)計或選擇的方法來研究與自己提出的主題有關(guān)的問題。拜爾將探究式教學(xué)分為4個水平：633、對科學(xué)探究內(nèi)容的選擇科學(xué)探究可以是對核心知識的探究，也可以是對非核心知識的探究。既是學(xué)習(xí)方法，又是學(xué)習(xí)內(nèi)容科學(xué)探究的課題可大可小，要素可多可少，層次可高可低，時間可長可短科學(xué)探究有三個方面的含義：作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的探究；作為學(xué)習(xí)方式的探究；作為教學(xué)指導(dǎo)思想的探究3、對科學(xué)探究內(nèi)容的選擇科學(xué)探究可以是對核心知識的探究，644.對科學(xué)探究與實驗關(guān)系的辨析“學(xué)習(xí)科學(xué)是個能動的過程”，然而實驗或動手活動不一定是能動的，能動的學(xué)習(xí)也不一定非要實驗或動手，能動與否關(guān)鍵在于學(xué)生是否積極參與學(xué)習(xí)過程。“只動手不動腦的科學(xué)活動無法達到探究的目的，探究需要明確假設(shè)，需要運用判斷推理和邏輯思維，需要考慮可能的其他解釋?！笨茖W(xué)探究實際上既重視動手活動，又強調(diào)動腦活動?？茖W(xué)探究對教師提出下列要求:重視學(xué)生在觀察中的思考，對探究結(jié)果的預(yù)測，對后續(xù)探究活動的計劃，考慮變量的選擇和控制，對獲得的數(shù)據(jù)進行分析整理，在與同伴的討論中相互質(zhì)疑和評價，反思自己的假設(shè)，考慮可能的其他解釋，最終得出結(jié)論和報告等。因此，探究不一定非要動手，動手學(xué)習(xí)也并非總是探究。4.對科學(xué)探究與實驗關(guān)系的辨析655、科學(xué)探究呼喚教師的創(chuàng)造性教學(xué)一提科學(xué)探究，人們往往認(rèn)為僅指學(xué)生的探究活動，而忽視對教師的探究要求，以為教師只是掌握某個探究教學(xué)模式便可進行，這實際上是一種錯誤認(rèn)識。教師需要對課堂的探究要素進行精心的預(yù)設(shè)，還需要對課堂生成的探究要素進行及時的引導(dǎo)。老師需要不斷提升自己的專業(yè)水平，需要對自己教學(xué)工作的不斷探究。教學(xué)即探究，教師即科學(xué)研究者。5、科學(xué)探究呼喚教師的創(chuàng)造性教學(xué)66化學(xué)實驗的研究

促進教師的成長化學(xué)實驗的研究

促進教67

在演示“二氧化碳滅火”實驗時，上面的蠟燭先滅了……重做一遍也沒有成功……想做第3次沒有二氧化碳了……很是尷尬。一個真實的故事在演示“二氧化碳滅火”實驗時，上面的蠟燭先滅了68

課下想了很久，課本實驗可能有如下的缺點：①空間不大的燒杯里燃有兩支蠟燭，使得大量的熱氣流在燒杯里上升；②傾倒二氧化碳時，燒杯里上升的熱氣流會阻礙二氧化碳的下沉，甚至沖散二氧化碳。為什么？？？課下想了很久，課本實驗可能有如下的缺點：為什么？？？69

能不能用一個隔板，把燒杯內(nèi)部一分為二，一邊是燃燒的蠟燭，另一邊就沒有熱氣流上升。倒下來的二氧化碳如何進入蠟燭那一邊呢？能否在隔板下面挖個缺口……怎樣改掉這些缺點呢？能不能用一個隔板，把燒杯內(nèi)部一分為二，一邊是燃燒70細沙是在改進的過程中加上去的,因為在白鐵皮上粘蠟燭很麻煩。細沙是在改進的過程中加上去的,因為在白鐵皮上粘蠟燭很麻煩。71通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)72后來又發(fā)現(xiàn)：

二氧化碳滅火實驗中只要有燭火熄滅，就完全說明二氧化碳不燃燒、不支持燃燒、密度比空氣大，不能認(rèn)為實驗失敗，關(guān)鍵是我們要會解釋這個現(xiàn)象。后來又發(fā)現(xiàn)：

二氧化碳滅火實驗中只要有燭火熄滅，73這樣解釋滿意嗎？二氧化碳是從高于蠟燭的位置傾倒下來的，而且燭火很快熄滅，這說明二氧化碳被傾倒后能很快的大量下沉；既然二氧化碳在空氣中能很快的大量下沉，不就說明二氧化碳密度比空氣大嗎？這樣解釋滿意嗎？74按照上述分析，二氧化碳滅火實驗，如果要改進，最簡單的設(shè)計如下：當(dāng)然，這樣設(shè)計可能缺少趣味性，但有時候趣味性服從科學(xué)性。按照上述分析，二氧化碳滅火實驗，如果要改進，最簡單的設(shè)計如下75這2個改進方案先后發(fā)表，從此對化學(xué)實驗的研究一發(fā)而不可收。后來？這2個改進方案先后發(fā)表，從此對化學(xué)實驗的研究一發(fā)而不76如何提高實驗教學(xué)質(zhì)量（宋心琦）?符合探究目標(biāo)而且不確定因素最少的化學(xué)反應(yīng)體系合理的實驗裝置，包括安全措施等合理而且有序的實驗步驟和合乎規(guī)范的操作技術(shù)如何提高實驗教學(xué)質(zhì)量（宋心琦）?符合探究目標(biāo)而且不確定因素最7778教材只提供一個規(guī)范的裝置或者操作方法------制氧氣實驗裝置78教材只提供一個規(guī)范的裝置或者操作方法------制氧氣實78滴管的使用你認(rèn)為哪種操作是正確的？NaOHFeSO4(H2SO4、Fe)配制Fe(OH)2滴管的使用你認(rèn)為哪種操作是正確的？NaOHFeSO4配制Fe79有些“規(guī)范”是約定俗成的有些“規(guī)范”是約定俗成的80把玻璃管插入橡皮塞

左手拿橡皮塞右手拿膠皮管(靠近要插入塞子的一端)。先要把插入塞子的玻璃管的一端用水潤濕，然后稍稍用力轉(zhuǎn)動(小心!不要使玻璃管折斷，以致刺破手掌)，使它插入。一一把玻璃管插入橡皮塞左手拿橡皮塞右手拿膠皮管(81教材和教學(xué)要與時俱進教材和教學(xué)要與時俱進82通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)8384正確理解教材的編寫意圖84正確理解教材的編寫意圖8485能否反應(yīng)結(jié)論185能否反應(yīng)結(jié)論18586結(jié)論2結(jié)論3活動性強弱（兩類）86結(jié)論2結(jié)論3活動性強弱（兩類）8687結(jié)論87結(jié)論87燃燒條件科學(xué)方法：比較、條件控制現(xiàn)象明顯，可視性強一個實驗（裝置）說明三個條件問題：實驗室白磷的禁用燃燒條件88探究CO2與NaOH是否發(fā)生了反應(yīng)探究CO2與NaOH是否發(fā)生了反應(yīng)89通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)90通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)91【演示一個化學(xué)實驗】酚酞溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)【演示一個化學(xué)實驗】酚酞溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)92講解（演示）：實驗現(xiàn)象：滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液，由無色變成紅色，再由紅色變成無色。提出問題：褪色的原因是什么？進行假設(shè)：（1）（2）（3）（4）……講解（演示）：實驗現(xiàn)象：滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液，由無色變93假設(shè)可歸納為6個方面：（1）紅色酚酞結(jié)構(gòu)被空氣中的氧氣氧化；（2）紅色酚酞溶液與空氣接觸時，吸收了空氣中的二氧化碳，使其溶液的pH降低到8以下，紅色酚酞結(jié)構(gòu)又轉(zhuǎn)化為無色酚酞分子結(jié)構(gòu)；假設(shè)可歸納為6個方面：（1）紅色酚酞結(jié)構(gòu)被空氣中的氧氣氧化；94（3）儀器未洗干凈，有其他雜質(zhì)影響的；（4）氫氧化鈉溶液濃度較大，紅色酚酞結(jié)構(gòu)自動轉(zhuǎn)化成另外一種無色酚酞結(jié)構(gòu)；（5）溫度的影響；（6）不知是什么原因引起的。（3）儀器未洗干凈，有其他雜質(zhì)影響的；95驗證假設(shè)：尋找證據(jù)：獲得結(jié)論：酚酞結(jié)構(gòu)1

酚酞結(jié)構(gòu)2

酚酞結(jié)構(gòu)3驗證假設(shè)：96通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)976、科學(xué)探究需要新課程文化的支撐6、科學(xué)探究需要新課程文化的支撐98通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)99100科學(xué)探究需要民主的課堂文化支撐自由、權(quán)利：意味著解放學(xué)生的大腦、嘴巴和手腳；民主、平等：教師和學(xué)生都是真正意義上的人，師生之間只有價值的平等，而沒有高低、強弱和尊卑之分。意味著教師是學(xué)生的伙伴、朋友，教師要參與到學(xué)生的活動中，和學(xué)生休戚與共，感情相通

包容：即允許學(xué)生展現(xiàn)個性，允許學(xué)生說錯話、辦錯事，允許學(xué)生犯錯誤；

信任：教師與學(xué)生之間的信任是教育教學(xué)的基礎(chǔ)課堂教學(xué)充滿：尊重、敬重欣賞、珍愛

為了未來社會培育新的文化

100科學(xué)探究需要民主的課堂文化支撐自由、權(quán)利：意味100101案例：諸佛俺中學(xué)感人的場景故事1：兩張照片的啟迪101案例：諸佛俺中學(xué)感人的場景故事1：兩張照片的啟迪101102上海9歲女孩楊芷湄參加美國皮克斯動畫展，有幸向駱家輝提問:“大使先生，你小學(xué)時候功課怎么樣？我這次英語考了82分，媽媽罵了我。”駱大使單膝跪在小妹妹面前，講了十幾分鐘。她回憶說:“我驚呆了,沒有記住多少他的話,我的腦海只有他們跪下來的畫面。我清晰地看到他關(guān)愛的眼神，還有耳邊的白發(fā)?！?/p>

102上海9歲女孩楊芷湄參加美國皮克斯動畫展，有幸向駱家輝提102探究

進行實驗收集證據(jù)設(shè)計實驗猜想假設(shè)結(jié)論與解釋提出問題數(shù)據(jù)現(xiàn)象圖像實驗探究樹103反思與評價表達與交流探究進行實驗收集證據(jù)設(shè)計實驗猜想假設(shè)結(jié)論與解釋提出問題數(shù)103謝謝大家！謝謝大家！104105105105演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！106通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)淮北市教研室汪峰通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)淮北市教研室汪峰107通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)一、解讀課標(biāo)，增強理解二、讓“探究（欄目）”名符其實三、凸顯核心知識的探究功能四、拓展探究的視野五、對科學(xué)探究的幾點思考通過以實驗為核心的科學(xué)探究

學(xué)習(xí)化學(xué)一、解讀課標(biāo)，增強理解108課程內(nèi)容課程內(nèi)容109通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)110通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)111化學(xué)實驗的功能激發(fā)興趣訓(xùn)練技能（對未來學(xué)習(xí)和發(fā)展有用的技能）促進認(rèn)知培養(yǎng)能力提升素養(yǎng)八個學(xué)生實驗的主要功能化學(xué)實驗的功能激發(fā)興趣112課程標(biāo)準(zhǔn)中的７項基本實驗技能

序號化學(xué)實驗技能1能進行藥品的取用、簡單儀器的使用和連接、加熱等基本的實驗操作2能在教師指導(dǎo)下根據(jù)實驗需要選擇實驗藥品和儀器，并能安全操作3初步學(xué)會配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液4初步學(xué)會用酸、堿指示劑或ｐＨ試紙檢驗溶液的酸堿性5初步學(xué)會根據(jù)某些性質(zhì)檢驗和區(qū)分一些常見的物質(zhì)6初步學(xué)習(xí)使用過濾、蒸發(fā)的方法對混合物進行分離7初步學(xué)習(xí)運用簡單的裝置和方法制取某些氣體課程標(biāo)準(zhǔn)中的７項基本實驗技能序號化學(xué)實驗技能1能進行藥品的113必做實驗與實驗技能之間關(guān)系

1.化學(xué)實驗技能

化學(xué)實驗技能涵蓋化學(xué)實驗心智（智力）技能和化學(xué)實驗操作（動作）技能２個方面。

課程標(biāo)準(zhǔn)中所提出的７項化學(xué)實驗技能要求有的屬于化學(xué)操作技能范疇，有的需要操作技能與心智技能的綜合應(yīng)用，但都以操作技能的形成為基礎(chǔ)。

必做實驗與實驗技能之間關(guān)系1.化學(xué)實驗技能1142.課標(biāo)中的７項基本實驗技能

在規(guī)定８個必做的學(xué)生實驗活動的同時，修訂后的課程標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生的化學(xué)實驗技能應(yīng)達到的最低水平作了規(guī)定，提出了以下７點具體要求。其中，“４．初步學(xué)會用酸、堿指示劑或ｐＨ試紙檢驗溶液的酸堿性?！睘樾略鲆?。

2.課標(biāo)中的７項基本實驗技能在規(guī)定８個必做的1153.必做實驗與實驗技能之間關(guān)系

８個基礎(chǔ)的學(xué)生實驗涵蓋了７項基本的化學(xué)實驗技能，每一個實驗活動都側(cè)重于對某一個或某幾個基本化學(xué)實驗技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

從整體上看，按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求做好全部８個基礎(chǔ)的學(xué)生實驗，就可以落實學(xué)生基本實驗技能的訓(xùn)練與提高，有利于學(xué)生探究能力的提升和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.必做實驗與實驗技能之間關(guān)系８個基礎(chǔ)的學(xué)生實116實驗與技能之間的聯(lián)系與對照

８個必做的實驗活動主要對應(yīng)的實驗技能涉及的主要實驗技能及能力要素粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除１、６儀器的使用；稱量、溶解、過濾、蒸發(fā)等基本操作氧氣的實驗室制取與性質(zhì)１、５、７儀器的使用；裝置的連接、氣密性的檢驗等基本操作；氣體收集的方法；觀察能力；對比分析、推理的能力二氧化碳的實驗室制取與性質(zhì)１、５、７儀器的使用；裝置的連接、氣密性的檢驗等基本操作；觀察能力；思維能力金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)１、２藥品的取用；實驗設(shè)計；觀察；數(shù)據(jù)的處理；思維能力燃燒的條件１、２儀器、藥品的使用；實驗設(shè)計；觀察；推理能力一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鈉溶液的配制１、３儀器的使用；藥品的取用；思維能力溶液酸堿性的檢驗實驗４藥品的使用；分析能力酸、堿的主要化學(xué)性質(zhì)１、２、５藥品的選擇與取用；實驗設(shè)計；觀察；推理能力實驗與技能之間的聯(lián)系與對照８個必做的實驗活動主要對應(yīng)的實驗117二、讓“探究（欄目）”名符其實九年級化學(xué)教材（人教）上有20個探究欄目，這些欄目給我們實施科學(xué)探究提供了很好的素材，精心設(shè)計好這些“探究”欄目的教學(xué)，充分發(fā)掘其探究功能，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要渠道。二、讓“探究（欄目）”名符其實九年級化學(xué)教材（人教）上有20118九年級上冊九年級下冊觀察與描述--對蠟燭及其燃燒的探究金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同鐵制品銹蝕的條件分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的作用溶解時吸熱和放熱現(xiàn)象分子運動現(xiàn)象溶解度曲線在元素周期表中查找元素自制酸堿指示劑水的組成酸的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系堿的化學(xué)性質(zhì)實驗室里制取二氧化碳的裝置洗發(fā)劑和護發(fā)劑的酸堿性滅火的原理某些酸、堿、鹽之間是否發(fā)生反應(yīng)初步區(qū)分常用氮肥、磷肥和鉀肥的方法認(rèn)識有機化合物讓“探究”名符其實九年級上冊九年級下冊觀察與描述--對蠟燭及其燃燒的探究金屬與119

這是一種費時的教學(xué)，但如果我們的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生能創(chuàng)造性地解決問題和發(fā)現(xiàn)理論，那么這是我們所擁有的唯一方法。

——[美]艾倫·柯林斯這是一種費時的教學(xué)，但如果我們的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)120探究特征強學(xué)生的主體參與程度高

啟發(fā)講授引導(dǎo)探索問題解決教學(xué)探究式教學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)探究式教學(xué)與其他教學(xué)間的關(guān)系探究特征強學(xué)生的主體參與程度高啟發(fā)講授引導(dǎo)探索問題解決教學(xué)121立足教材，開展課題式探究立足教材，開展課題式探究122課題式研究：“人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”探究環(huán)節(jié)1收集吸入和呼出氣體【設(shè)計實驗】方案1：方案2：【評價】請比較上述方案的優(yōu)劣。課題式研究：“人們吸入的空氣和呼出的氣體有什么不同”探123探究環(huán)節(jié)2比較兩種氣體中氧氣的含量【設(shè)計實驗】用燃著的木條檢驗空氣與呼出氣體的樣品中氧氣的含量，觀察燃燒的時間；【進行實驗】將燃著的細木條分別放入空氣樣品與呼出氣體樣品中?！居^察現(xiàn)象】【解釋與結(jié)論】探究環(huán)節(jié)2比較兩種氣體中氧氣的含量124探究環(huán)節(jié)3比較兩種氣體中二氧化碳的含量

【設(shè)計實驗】：用澄清石灰水檢驗空氣與呼出氣體中的二氧化碳的含量；方案1：用嘴向澄清石灰水中吹氣，觀察是否有渾濁出現(xiàn)。方案2：向一瓶空氣樣品和一瓶呼出氣體的樣品中各滴入相同滴數(shù)的澄清石灰水，振蕩，觀察是否有渾濁出現(xiàn)?！咎岢鰡栴}】請比較兩種方案的優(yōu)劣?！驹u價】方案3：用注射器分別將空氣和呼出的氣體慢慢注入少量相同體積的澄清石灰水中，直至有沉淀出現(xiàn)。記錄沉淀生成時分別注入的氣體體積。探究環(huán)節(jié)3比較兩種氣體中二氧化碳的含量125

【進行實驗】按方案2進行實驗【觀察現(xiàn)象】10s左右，呼出的氣體樣品中澄清石灰水變渾，空氣樣品無渾濁出現(xiàn)?！窘忉屌c結(jié)論】用排水法收集的氣體（可能有二氧化碳溶于水）能使澄清石灰水變渾，說明呼出氣體中二氧化碳含量較空氣中高。【進行實驗】用塑料袋收集的呼出氣體樣品，按方案3用注射器分別抽取袋內(nèi)的呼出氣體樣品和空氣進行實驗?！居^察現(xiàn)象】呼出的氣體先使澄清石灰

水變渾，兩者到出現(xiàn)渾濁時所需氣體比約為1：60.【解釋與結(jié)論】呼出氣體樣品中二氧化碳含量大約是空氣樣品中的60倍?！具M行實驗】按方案2進行實驗126探究環(huán)節(jié)4比較兩種氣體中水蒸氣的含量【設(shè)計實驗】用對玻璃片呼氣的方法檢驗水蒸氣【進行實驗】取兩塊干燥的玻璃片，對著其中一塊哈氣，對比觀察兩塊玻璃片發(fā)生的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】玻璃片上有水霧出現(xiàn)?！窘忉屌c結(jié)論】這是因為呼出氣體中有水蒸氣，

在琉璃片上冷凝成液態(tài)水?！咎岢鰡栴}】空氣中也有水蒸氣，日常生活中有時候也能觀察到窗戶或者汽車玻璃上有水霧出現(xiàn)。探究環(huán)節(jié)4比較兩種氣體中水蒸氣的含量127【教師演示實驗】將1-3mm藍色硅膠分別放入用塑料袋收集的兩種氣體中，搖動。觀察顏色的變化。【提示信息】藍色的硅膠吸水后變成淺紅色【觀察現(xiàn)象】呼出的氣體樣品中藍色的硅膠先變成淺紅色，空氣中無明顯變化【解釋與結(jié)論】呼出的氣體中水蒸氣含量較空氣中大。【教師演示實驗】將1-3mm藍色硅膠分別放入用塑料袋收集128常量玻璃片（品種、大小、厚?。┫嗤兞靠諝夂秃舫鰵怏w不同氣體接觸玻璃片時溫度不同氣體接觸玻璃的量不同（接觸玻璃時速率不同）因變量測量玻璃起霧變量空氣和呼出氣體不同常量氣體接觸硅膠時溫度相同氣體接觸硅膠的量相同因變量測量硅膠變色問題：呼出氣體中含二氧化碳、氧氣和水蒸氣體積分?jǐn)?shù)是多少？常量玻璃片（品種、大小、厚薄）相同變量空氣和呼出氣體不同氣體129探究環(huán)節(jié)5用數(shù)字實驗探究空氣和呼出氣體中二氧化碳和氧氣的含量【提出問題】如何準(zhǔn)確測量出呼出氣體中二氧化碳和氧氣的含量？

【進行實驗】儀器:Vernier公司Labquest采集器，二氧化碳傳感器，濕度傳感器，氧氣傳感器。測量方法：先把塑料保鮮膜袋內(nèi)的空氣盡量排盡，然后把三個傳感器一起放入其中，開始采集數(shù)據(jù)，大約10s后，向保鮮膜袋中緩緩吹入氣體，直到袋子鼓起，扎緊袋口，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)到曲線基本平行為止。探究環(huán)節(jié)5用數(shù)字實驗探究空氣和呼出氣體中二氧化1301、水蒸汽由于沒有直接測量水蒸汽體積分?jǐn)?shù)的傳感器，本實驗中采取測量相對濕度的方法來確定水蒸汽的含量。實驗當(dāng)天為陰天，空氣濕度較大，實測相對濕度為75.91%。此時室內(nèi)溫度為22℃。向保鮮膜袋內(nèi)吹入氣體后，相對濕度很快上升到100%，然后又緩慢降低到95.84%。請解釋曲線變化的原因解釋1、水蒸汽請解釋曲線變化的原因解釋131已知22℃時水的飽和蒸汽壓為2.64kPa[2]，假設(shè)當(dāng)時大氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101.325kPa，則：

空氣中水蒸汽的體積分?jǐn)?shù)為：2.64kPa×75.91%÷101.325kPa＝1.98%

呼出氣體中水蒸汽的體積分?jǐn)?shù)為：2.64kPa×95.84%÷101.325kPa＝2.50%

即前后相差0.52%。由此我們能夠看出，室溫和常壓條件下，由于混合氣體中的水蒸汽即使處于飽和狀態(tài)下，所占的體積分?jǐn)?shù)也很小，所以水蒸汽的含量在呼出氣體中與在空氣中相差不大。水蒸汽在空氣中的體積分?jǐn)?shù)一般在0~4%之間變動[2]。因此各版本初中化學(xué)教材中列出的空氣中各氣體的體積分?jǐn)?shù)，如“氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%[1]”，實際都是指在除去水蒸汽后的“干空氣”中的含量[3]。已知22℃時水的飽和蒸汽壓為2.64kPa[2]，假設(shè)當(dāng)時大1322、氧氣氧氣傳感器很靈敏，響應(yīng)較快。隨著氣體的吹入，曲線立即開始快速下降并保持基本不變。而在停止吹入氣體并扎住袋口后，曲線略有上升。在該次測量中，室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20.77%。用保鮮膜塑料袋收集正常呼出的氣體，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為17.17%。兩者相差3.60%，這說明氧氣的含量在正常呼出的氣體中有了較為明顯的減小。請解釋曲線變化的原因解釋2、氧氣請解釋曲線變化的原因解釋1333、二氧化碳二氧化碳傳感器采集的數(shù)據(jù)單位為ppm，轉(zhuǎn)化為百分?jǐn)?shù)后，室內(nèi)空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為0.056%。用保鮮膜塑料袋收集正常呼出的氣體，二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為3.67%（見圖3）。兩者相差3.61%，即二氧化碳在正常呼出的氣體中的含量與空氣相比有了非常顯著的增加。二氧化碳傳感器是利用二氧化碳對紅外線的吸收來進行測量的曲線變化的原因分析3、二氧化碳曲線變化的原因分析134體積分?jǐn)?shù)室內(nèi)空氣正常呼出的氣體變化值氧氣20.77%17.17%3.60%二氧化碳0.056%3.67%3.61%水蒸氣1.98%2.50%0.52%氮氣及稀有氣體未測定室內(nèi)空氣與正常呼吸方式呼出的氣體含量比較體積分?jǐn)?shù)室內(nèi)空氣正常呼出的氣體變化值氧氣20.77%17.1135學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有如下發(fā)展：

一是用科學(xué)探究的方法獲取了化學(xué)知識和基本技能，認(rèn)識了吸入空氣和呼出氣體的不同，同時也學(xué)習(xí)了一些基本的實驗技能，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)；二是學(xué)生自主經(jīng)歷了提出問題、猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、觀察現(xiàn)象、解釋和結(jié)論的科學(xué)探究全過程（“反思與評價”和“表達與交流”滲透在各個要素實施過程中），實踐了課程標(biāo)準(zhǔn)對創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動的期待，落實了“科學(xué)探究既作為學(xué)習(xí)的方式，又作為學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)”的要求；學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有如下發(fā)展：一是用科學(xué)136環(huán)節(jié)探究目的教學(xué)要求探究2比較兩種氣體中氧氣的含量初步體驗控制變量探究3比較兩種氣體中二氧化碳的含量學(xué)習(xí)用控制變量的方法設(shè)計新方案探究4比較兩種氣體中水蒸氣的含量應(yīng)用控制變量的思想來評價實驗方案三是體驗、學(xué)習(xí)和應(yīng)用了設(shè)計對比實驗中的控制變量方法，學(xué)生經(jīng)歷了“體驗控制變量—運用控制變量—評價控制變量”的由低到高的科學(xué)方法發(fā)展過程，具體見下表；環(huán)節(jié)探究目的教學(xué)要求探究2比較兩種氣體中氧氣的含量初步體驗控137立足教材，滲透科學(xué)思想方法立足教材，滲透科學(xué)思想方法138通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)139通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)140通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)141（3）經(jīng)典案例：鐵生銹條件的探究（3）經(jīng)典案例：鐵生銹條件的探究142通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)143三、凸顯核心知識的探究功能厘清科學(xué)探究與化學(xué)知識的關(guān)系學(xué)生科學(xué)探究能力的提高和對探究理解的加深，不會也不可能脫離化學(xué)知識孤立進行，而是要以他們所掌握的知識為基礎(chǔ)去探索未知事物?？茖W(xué)知識是科學(xué)方法的基礎(chǔ)，科學(xué)方法是科學(xué)知識的脈絡(luò)，二者密不可分，科學(xué)知識在探究中不可或缺，要避免形式主義的科學(xué)方法或科學(xué)過程訓(xùn)練。教學(xué)中要積極倡導(dǎo)圍繞化學(xué)核心知識的科學(xué)探究。三、凸顯核心知識的探究功能厘清科學(xué)探究與化學(xué)知識的關(guān)系144凸顯核心知識的探究功能----氫氧化鈉變質(zhì)的教學(xué)案例實物：讓學(xué)生觀察一瓶久置的氫氧化鈉固體試劑瓶口的白色固體。提出問題1：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是否變質(zhì)？凸顯核心知識的探究功能----氫氧化鈉變質(zhì)的教學(xué)案例145設(shè)計實驗方案1：溶于水后滴入酚酞？方案2：固體上滴入鹽酸？方案3：溶于水后滴入鹽酸？方案4：溶于水后滴入氫氧化鈣溶液？方案5：溶于水后滴入氯化鈣溶液？方案6：溶于水后滴入氯化鋇溶液中和放熱需過量同離子效應(yīng)氫氧化鈣微溶，只有很稀的溶液可行設(shè)計實驗方案1：溶于水后滴入酚酞？中和放熱需過量同離子效應(yīng)氫146提出問題2：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)？方案1：滴入過量的氯化鋇溶液，再滴入酚酞方案2：取等質(zhì)量的變質(zhì)固體和碳酸鈉固體分別溶于水后配成溶液，測pH提出問題2：請設(shè)計實驗證明氫氧化鈉是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)？147提出問題3：如何用含碳酸鈉雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液制取氫氧化鈉？

設(shè)計實驗：

方案1：加入適量的石灰水溶液？？？在溶液中滴加石灰水溶液，用電導(dǎo)率傳感器測溶液中的電導(dǎo)率方案2：可以利用碳酸鈉在不同溫度的溶解度用重結(jié)晶法制得較為純凈的氫氧化鈉！提出問題3：如何用含碳酸鈉雜質(zhì)的氫氧化鈉溶液制取氫氧化鈉？

148通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)149通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)150通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)151通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)152通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)153四、拓展探究的視野科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)方法。教師教學(xué)中可以創(chuàng)造性地根據(jù)學(xué)生已有知識和經(jīng)驗設(shè)計科學(xué)探究課例，引領(lǐng)學(xué)生在教材以外的知識領(lǐng)域開展科學(xué)探究，即使這些知識對學(xué)生當(dāng)前而言是陌生的，但只要符合學(xué)生已有知識和經(jīng)驗，能被學(xué)生接受，能促進學(xué)生發(fā)展就應(yīng)該積極去探究。探究無止境----以實驗為核心的科學(xué)探究應(yīng)該成為學(xué)習(xí)化學(xué)的主要方法。四、拓展探究的視野科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)方法。教師教154拓展探究的視野案例1

再探燃燒與滅火【實驗】將燃著的木條和鎂條分別伸入盛有CO2的集氣瓶中。【觀察現(xiàn)象】木條熄滅鎂條繼續(xù)燃燒【結(jié)論與解釋】CO2不僅可以滅火，一定條件下也可以做助燃劑。2Mg+CO2====2MgO+C拓展視野，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，為后續(xù)學(xué)生鋪墊拓展探究的視野案例1再探燃燒與滅火【實驗】將燃著的木條155【提出問題】用下圖裝置進行鎂條在密閉的空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的幾分之幾？

【提出問題】用下圖裝置進行鎂條在密閉的空氣中燃燒的實驗，燃燒156猜想和假設(shè)：

猜想1：21%，因為空氣中O2的體積約占21%；猜想2：21.03%，因為空氣中O2和CO2都會和鎂條反應(yīng)而消耗。

進行實驗（學(xué)生分組）：

觀察現(xiàn)象：

現(xiàn)象：水倒吸進入集氣瓶中的體積約70%。

猜想和假設(shè)：猜想1：21%，因為空氣中O2的體積約占157

提出問題：

水倒吸入集氣瓶中的體積約為70%,為什么遠遠超過了21%？

猜想與假設(shè)：假設(shè)1：鎂條伸入瓶中的剎那，瓶中熱空氣膨脹溢出導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓減??；假設(shè)2：空氣中N2參加了反應(yīng)；……

提出問題：

水倒吸入集氣瓶中的體積約為70%,為什么遠遠超158設(shè)計實驗：

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗方案設(shè)計實驗：

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗方案159設(shè)計實驗

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)2實驗方案：制得一瓶N2將燃著的鎂條伸入N2中，觀察鎂條是否繼續(xù)燃燒？設(shè)計實驗

請學(xué)生設(shè)計實驗驗證假設(shè)2實驗方案：160

提出問題：實驗室如何制得一瓶N2？設(shè)計實驗：方案1：點燃蠟燭消耗瓶中的O2，再用NaOH溶液吸收瓶中生成的CO2氣體；方案2：點燃白磷（或紅磷）消耗瓶中的O2，再用水吸收生成的P2O5固體。評價：比較兩種方案的優(yōu)劣，選擇方案2進行實驗，觀察現(xiàn)象：鎂條可以在N2中燃燒解釋與結(jié)論：3Mg+N2====Mg3N2推論：一定條件下，N2也可以做助燃劑。

161拓展探究的視野案例2

探究二氧化碳通入飽和澄清石灰水現(xiàn)象：通入二氧化碳后溶液先變渾濁，繼續(xù)通入溶液變澄清拓展探究的視野案例2

探究二氧化碳通入飽和澄清石灰水現(xiàn)象：162100g飽和澄清石灰水中Ca（OH）2的質(zhì)量為0.165g,完全反應(yīng)得到0.22gCaCO3通過計算可知：通入二氧化碳后生成的碳酸鈣沉淀只能部分溶解，溶液不可能變澄清（《化學(xué)實驗的啟示和科學(xué)思維的訓(xùn)練》嚴(yán)宣升）100g飽和澄清石灰水中Ca（OH）2的質(zhì)量為0.165g163

假設(shè)1：通入的二氧化碳中含有HCl氣體，導(dǎo)致多余的碳酸鈣溶解

。

設(shè)計實驗驗證假設(shè)1實驗1：用濕pH試紙檢驗洗氣前后溶液的pH實驗2：用嘴吹實驗3：用水洗氣后通入澄清石灰水觀察現(xiàn)象：得出結(jié)論：

假設(shè)1：通入的二氧化碳中含有HCl氣體，導(dǎo)致多余的碳酸164假設(shè)2：石灰水不飽和

久置的飽和石灰水表面會有一層白皮（又稱硬蓋）設(shè)計實驗驗證假設(shè)2：假設(shè)2：石灰水不飽和

久置的飽和石灰水表面會有一層白皮165五、對科學(xué)探究的幾點思考

1、對科學(xué)探究的基本過程的理解

POE教學(xué)策略預(yù)測觀察解釋五、對科學(xué)探究的幾點思考

1、對科學(xué)探究的基本過程的理解

P1662、對科學(xué)探究水平

的認(rèn)識

教師教師教師教師學(xué)生教師教師教師學(xué)生學(xué)生教師教師學(xué)生學(xué)生學(xué)生教師學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生高低

提出問題猜想假設(shè)設(shè)計實驗獲取證據(jù)形成結(jié)論2、對科學(xué)探究水平

的認(rèn)識

教師教師教師教師學(xué)生教師教師教師167通過探究學(xué)習(xí)化學(xué)實驗教師培訓(xùn)168拜爾將探究式教學(xué)分為4個水平：1）證明性探究，學(xué)生通過進行一項結(jié)果已知的活動來證明一個原則；2）結(jié)構(gòu)性探究，學(xué)生通過規(guī)定的步驟研究老師提出的問題；3）引導(dǎo)式探究，引導(dǎo)學(xué)生通過自己設(shè)計或選擇的方法來研究老師提出的問題；4）開放式探究，學(xué)生用自己設(shè)計或選擇的方法來研究與自己提出的主題有關(guān)的問題。拜爾將探究式教學(xué)分為4個水平：1693、對科學(xué)探究內(nèi)容的選擇科學(xué)探究可以是對核心知識的探究，也可以是對非核心知識的探究。既是學(xué)習(xí)方法，又是學(xué)習(xí)內(nèi)容科學(xué)探究的課題可大可小，要素可多可少，層次可高可低，時間可長可短科學(xué)探究有三個方面的含義：作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的探究；作為學(xué)習(xí)方式的探究；作為教學(xué)指導(dǎo)思想的探究3、對科學(xué)探究內(nèi)容的選擇科學(xué)探究可以是對核心知識的探究，1704.對科學(xué)探究與實驗關(guān)系的辨析“學(xué)習(xí)科學(xué)是個能動的過程”，然而實驗或動手活動不一定是能動的，能動的學(xué)習(xí)也不一定非要實驗或動手，能動與否關(guān)鍵在于學(xué)生是否積極參與學(xué)習(xí)過程?！爸粍邮植粍幽X的科學(xué)活動無法達到探究的目的，探究需要明確假設(shè)，需要運用判斷推理和邏輯思維，需要考慮可能的其他解釋。”科學(xué)探究實際上既重視動手活動，又強調(diào)動腦活動?？茖W(xué)探究對教師提出下列要求:重視學(xué)生在觀察中的思考，對探究結(jié)果的預(yù)測，對后續(xù)探究活動的計劃，考慮變量的選擇和控制，對獲得的數(shù)據(jù)進行分析整理，在與同伴的討論中相互質(zhì)疑和評價，反思自己的假設(shè)，考慮可能的其他解釋，最終得出結(jié)論和報告等。因此，探究不一定非要動手，動手學(xué)習(xí)也并非總是探究。4.對科學(xué)探究與實驗關(guān)系的辨析1715、科學(xué)探究呼喚教師的創(chuàng)造性教學(xué)一提科學(xué)探究，人們往往認(rèn)為僅指學(xué)生的探究活動，而忽視對教師的探究要求，以為教師只是掌握某個探究教學(xué)模式便可進行，這實際上是一種錯誤認(rèn)識。教師需要對課堂的探究要素進行精心的預(yù)設(shè)，還需要對課堂生成的探究要素進行及時的引導(dǎo)。老師需要不斷提升自己的專業(yè)水平，需要對自己教學(xué)工作的不斷探究。教學(xué)即探究，教師即科學(xué)研究者。5、科學(xué)探究呼喚教師的創(chuàng)造性教學(xué)172化學(xué)實驗的研究

促進教師的成長化學(xué)實驗的研究

促進教173

在演示“二氧化碳滅火”實驗時，上面的蠟燭先滅了……重做一遍也沒有成功……想做第3次沒有二氧化碳了……很是尷尬。一個真實的故事在演示“二氧化碳滅火”實驗時，上面的蠟燭先滅了174

課下想了很久，課本實驗可能有如下的缺點：①空間不大的燒杯里燃有兩支蠟燭，使得大量的熱氣流在燒杯里上升；②傾倒二氧化碳時，燒杯里上升的熱氣流會阻礙二氧化碳的下沉，甚至沖散二氧化碳。為什么？？？課下想了很久，課本實驗可能有如下的缺點：為什么？？？175

能不能用一個隔板，把燒杯內(nèi)部一分為二，一邊是燃燒的蠟燭，另一邊就沒有熱氣流上升。倒下來的二氧化碳如何進入蠟燭那一邊呢？能否在隔板下面挖個缺口……怎樣改掉這些缺點呢？能不能用一個隔板，把燒杯內(nèi)部一分為二，一邊是燃燒176細沙是在改進的過程中加上去的,因為在白鐵皮上粘蠟燭很麻煩。細沙是在改進的