主题探究实验的实践与研究，本文主要内容关键词为：主题论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、课题的由来
目前“3+X”高考题主要是性质探究实验设计或情景实验设计的综合题，高三化学实验复习怎么搞？重复做高一、高二做过的实验学生兴趣不大，结合教材中化学实验方案的设计，笔者推出了“主题探究实验”的复习模式、即围绕某一实验主题，首先启发学生进行发散，联想，逆向等创新性拓展思维，再让学生以小组为单位讨论；并填写《主题探究实验设计报告》递交老师审批，最后安排时间实验。通过几届高三学生的实践，主题探究实验既起到了复习实验基础知识和基本操作的目的，又培养了学生实验的兴趣和能力。
二、实施主题探究的模式和策略
1.模式
(1)创设问题情境——激发兴趣导入主题探究
问题能够有效地激发学生探究的欲望，由问题引发的主题探究活动往往是学生最感兴趣的。在化学实验教学中，除学生自己发现问题外，教师要通过整合教材的实验内容，充分挖掘有利于学生自主探究活动的范围和发展方向。
(2)动手实践——让学生自主主题实验探究
新教材中出现了许多学生自己动手实践的内容，通过主题探究实验学生自己动手，自主探究，身临其境，可以更清楚地了解实验知识的内在联系和规律，提高认知的深度和广度，从而达到理论和实践的有机结合。
(3)进行结果反思——升华实验主题
主题探究实验中学生设计实验方案，进行实验操作，观察、记录现象，进行数据处理，获得实验结论的过程，能获得知识，技能和方法，提高探究能力，还能形成良好的情感态度和价值观，但若对实验结果进行反思，对学生学习品质的养成，创新能力的培养有着特殊的不可替代的作用。
2.策略
(1)指导学生进行主题探究实验方案的设计
主题探究实验课题的选择及活动范围，层次都必须考虑学生主体的年龄特点，应紧密结合化学知识的教学进程来设计安排，要注意循序渐进，课题应该从小到大、活动要从简单到复杂，要求从低到高，要有一个逐步深入的过程。整个主题探究活动中要体现教师的主导作用。
(2)关注学生在整个主题探究过程中的表现
关注表现即关注主题探究过程和结果。探究结果是学生自我构建知识体系的基础，是学生新知识建构的生长点，结果不合理不可怕，这不合理中也包含有某种有价值的过程性认识，关注表现更多的是整个主题探究过程中学生实验技能和发展性潜能及创造力。
(3)加强在主题探究实验过程中的教育
因为学生知识面相对较窄，主题探究的经验比较缺乏，教师要教会他们一些方法，特别是资料检索知识、培养学生的信息素质。由于主题探究实验是自主的、开放式的，教师的作用是隐性的，但不等于无约束和放任自流，教师必须对学生进行安全教育，及时掌握学生在探究过程中的动态。如要求学生活动前要有详细报告及进行中的定期汇报制度，同时还要求学生进行规范的操作与文字报告，另外，还要加强对学生节约意识，环境意识的渗透教育，使学生在探究中做到人与自然的和谐发展。
(4)寻求学校，教研组，实验室的支持和帮助
主题探究实验活动会涉及到人员、场所、经费、课时等等各方面的问题、所以必须加强与学校教研组、实验室的沟通，以寻求它们的支持和帮助。通过主题探究实验使学生学会做人，学会做事，学会团队合作精神。
三、主题探究实验设计举例
1.制备主题探究实验设计
围绕主题可罗列出几种可能的制备方法和途径，从方法是否可行，装置和操作是否简单，经济与安全等方面进行分析和比较，从中选择最佳的实验方法，在制订具体的实验时，还应对实验条件进行严格，有效的控制。
实验探究1：以
为原料制取
溶液
围绕这一实验主题学生提出了三种方案：
第二种方案要消耗电能，且钙与
反应很剧烈，不易控制，还要在瓜中产生污染环境的氮的氧化物，唯独第三种方案既经济又可行。
实验探究2：苯酚的合成：
围绕主题学生开始查找资料提出三种方案
(1)以苯、硫酸、氢氧化钠、亚硫酸钠为原料，经典的合成苯酚的方法：
(2)以苯为原料，用
做催化剂制得氯苯，用Cu做催化剂，在高温高压下，氯苯在碱性溶液中水解制得苯酚。（环境污染问题）
(3)异丙苯在液相于100～120℃通入空气经过催化氧化的方法生成过氧化异丙苯，后者与稀 
作用则分解成苯酚和丙酮（还是目前生产苯酚最主要和最好的方法。得到的丙酮也是重要的化工原料，异丙苯可来源于石油化工产品丙稀和苯，因而经济合理）。
2.性质主题探究实验设计
在充分了解物质结构与性质之间的关系的基础上，根据物质的结构特点，设计实验方案来探索或验证物质所具有的一些性质。
实验探究3：判断金属活动性Fe＞Cu
围绕这一主题学生展开丰富的想象，提出如下5种实验方案
(1)比较金属与水或酸反应的剧烈性质
(2)比较两种金属对应的氢氧化物的碱性的强弱
(3)一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，说明该金属活泼性比另一金属强。
(4)两金属构成原电池时，做负极的金属比做正极的金属活泼（一般来说）
(5)在电解过程中，一般先得电子的金属阳离子的金属单质的活动性差
实验探究4：证明醋酸是一弱酸
根据学过的知识，学生设计如下5种实验方案来证明这一结论
3.物质检验主题探究实验设计
这类主题探究实验设计的思路：(1)对试样进行外观观察。(2)不论是固体样品，还是液体样品，都只能取少量用于配制溶液或用于检验，要留有一定量的试样备用。(3)检验除了要考虑各离子的特征反应外，还要选取适当的措施排除离子之间可能存在的干扰。
实验探究5：鉴别浓盐酸、浓硫酸和浓硝酸的方法
面对没有标签的三瓶无色液体，学生利用“手感密度法”、“目测稀稠法”、“挥发白雾法”、“白纸炭化法”、“铜片观色法”、“钡盐沉淀法”等进行鉴别实验，方法不尽相同，但最终都得出正确的结论。
实验探究6：怎样鉴定
与2-氯丙烷中的氯元素？
4.反应机理主题探究实验设计
充分了解中学一些著名反应的规律和特点，通过一些实验设计方案来证明这些反应的机理，从而达到掌握这类反应的目的。
实验探究7：
下图是乙醇脱氢反应的实验装置示意图：
从装置A滴加纯乙醇，乙醇在装置B中通过红热的铜催化剂，生成的气体通过装置C（内盛少量水），一部分气体凝结并溶解于水，剩余气体收集在装置D中，原D中的水被排列装置E中。通过实验证明了：
①装置D中的气体是纯氢；②装置C中溶有沸点21℃的无色液体X；③X不能使溴水褪色；④ X能生成三氯取代物，不能生成四氯取代物。实验测得1.0g乙醇经反应后所得氢气的体积为 475ml（标准状况）。根据上述实验数据，可算出每个乙醇分子
脱去的氢原子个数，从而得出液体x的分子式是______。根据有机物的分子结构理论，把乙醇分子在上述反应中三种可能的脱氢方式和脱氢生成物的结构式填入下表中。
编号(a) (b) (c)
可能脱氢方式
脱氢产物的结构式
上述三个结构式中，因为______式分子中有______，但实验发现该物质______，与液体X的实验事实矛盾；______式分子中有______，与液体______的实验事实矛盾，所以，只有______式是液体X的结构式。
四、开展主题探究实验的几点收获
主题探究实验是指学生在教师的启发下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色。通过自己设计方案依托实验探究进行一定层面的分析和思考，去探求未知和解决其主题的新实验模式。几届高三实验下来，感觉到实验教学有以下几个转变：
1.由“照方抓药”向实验设计转变
以往的实验都是教师按照教材的要求准备好实验仪器和药品，学生们根据实验步骤动手操作。最后填写“实验报告”，这种“照方抓药”式的实验操作基本上属于一种纯技能的训练，停留在表现层面、缺乏足够的思维训练和实验兴趣的培养，而主题探究实验，坚持以人为本的思想，注意学习主体的实际情况，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验，而不是简单强硬地从外部对学习者实施知识“填灌”，真像古希腊生物家普罗塔弋说过的：“头脑不是一个要被填满的容器，而是一把需被点燃的火把”，把实验的主动权还给学生，让他们成为实验的主人，自主地去实验设计，而教师安排的是引导或者去点燃学生的主题探究实验参与的热情。
2.由验证性实验向探究性实验转变
化学实验是进行科学研究的重要方式，科学探究作为课程改革的突破口，将实验教学和探究学习融合起来，不但让学生获得知识，学到技能，更重要的是让学生受到科学方法、科学思维的训练，这是新课程的显著特征。
3.由纯学科内容向生活化方向发展
主题探究实验主题，质量的高低和是否有启发性，也就决定了主题探究实验的质量和探究水平的高低。在“学科本位”思想的禁锢下，大多问题的提出背景都无法摆脱课本单纯知识性的束缚，其不讲究问题背景的单纯设问，既难调动学生思考的积极性，也无法使学生体验到问题探究的价值和意义。因此，探究的问题涉及知识面应当宽泛，不局限于化学课本，可联系生活、生产、社会中的各类有关化学主题，创设新的情景，变化设问角度，拓宽学生的创新视野，启发他们的创造热情。
4.由单向接受到多向互动转变
主题探究实验与传统教学模式最大的不同，就在于学生不再是被动的知识接受者，而是在一定的时间和空间范围内，自己进行实验方案设计并进行实验操作，对实验事实加以分析并做出结论。进而用获得的经验来解决问题。主题探究实验本身就具有引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望，但只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律，了解探究问题的真正价值时，所形成的兴趣才能保持稳定性和持久性。在探究创新的过程中，学生一个个闪光点的出现，在给学生带来成功喜悦的同时也给教师带来有启发性的惊喜，这既拉近了师生之间的距离，拉近了学生与社会，与生活的距离，更成为师生进一步探索、交流和学习的动力。
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