初中化学科学探究能力培养与备考策略

第1页共9页初中化学科学探究能力培养与备考策略广东省最优教学课题初中化学科学探究能力的培养是课程标准的核心部分，它渗透到各个主题的学习中。要培养好学生在初中化学学习中的科学探究能力，首先要认真研究和消化乃至吃透《化学课程标准（全日制义务教育）》对科学探究的目标要求，并很好地落实到全日制义务教育标准实验教科书《化学》这本教材中。以下简略谈谈初中化学科学探究能力培养与备考策略。一、化学课程标准（全日制义务教育）对科学探究的目标要求：主题目标对科学探究的理解1．体验到科学探究是人们获得科学知识、认识客观世界的重要途径。2．意识到提出问题和作出猜想对科学探究的重要性，知道猜想必须用事实验证。3．知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据。4．认识科学探究既需要观察和实验、又需要进行推理和判断。5．认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。科学探究能力提出问题1．能从日常现象或化学学习中，经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题。2．能比较清楚地表述所发现的问题。猜想与假设1．能主动地或在他人的启发下对问题可能的答案作出猜想或假设。2．具有依据已有的知识和经验对猜想或假设作初步论证的意识。制定计划1．在教师指导下或通过小组讨论，提出活动方案，经历制定科学探究活动计划的过程。2．能在老师指导下或通过小组讨论，根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案。具有控制实验条件的意识。进行实验1．能积极参与做化学实验。2．能顺利地完成实验操作。3．能在实验操作中注意观察和思考相结合。收集证据1．具有较强的实证意识。2．学习运用多种方式对物质及其变化进行观察。3．能独立地或与他人合作对观察和测量的结果进行记录，并运用图表等形式加以表述。4．初步学会运用调查、资料查阅等方式收集解决问题所需要的证据。解释与结论1．能对事实与证据进行简单的加工与整理，初步判断事实证据与假设之间的关系。2．能依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类。3．能在教师的指导下或通过与他人讨论对所获得的事实与证据进行归纳，得出正确的结论。4．初步学会通过比较、分类、归纳、概括等方法认识之间的联系，形成合理的认知结构。第2页共9页反思与评价1．有对探究结果的可靠性进行评价的意识。2．能在教师的指导下或通过与他人讨论，对探究学习活动进行反思，发现自己与他人的长处以及存在的不足，并提出改进的具体建议。3．能体验到探究的活动的乐趣和学习成功的喜悦。表达与交流1．能用口头、书面等方式比较明确地表述探究过程和结果，并能与他人进行交流和讨论。2．与他人交流讨论时，既敢于发表自己的观点，又善于倾听别人的意见。基本的实验技能1．能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热等基本实验操作。2．能在教师的指导下根据实验的目的选择实验药品和仪器，并能安全使用。3．初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。4．初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。5．初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。6．初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。二、科学探究是探究性学习的重要组成部分，要很好发挥其以下作用：1.把现实世界带入教室，融入学生的生活之中2.使学生更好地理解知识形成的过程3.使学生在实践中学会交流，学会合作4.鼓励学生在多个领域中进行学习5.有效地发展学生的思维能力6.为全面评价学生提供良好的实践途径7.更好地培养学生的创新精神三、科学探究的策略和方法：1.要让学生在实际的探究活动中充分体验2.科学探究要融入化学学习的全过程中3.要重视构建科学探究的学习情景四、科学探究应处理好以下几个问题：1.处理好探究学习和知识技能学习的关系2.关注在探究的过程中合理地探索和运用知识3.强调科学探究，并不排斥其他的学习方式4.从多方面对科学探究的效果进行评价五、科学探究的一般流程：详见化学课程标准（全日制义务教育）对科学探究的目标要求中的“科学探究”部分六、科学探究的若干案例：[例1]现有1.5%的氯化钠溶液、0.6%的氯化钠溶液、氯化钠固体和水。请选用上述不同物质配制0.9%的医疗上的生理盐水，请将用量的最简整数比填入下表中相应的位置。第3页共9页1.5%的氯化钠溶液0.6%的氯化钠溶液氯化钠固体水示例12方案1方案2方案3[思路分析和评价]：略[例2]某学生小组对过量炭粉和氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。⑴假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。⑵设计方案：把一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下和过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素和氧元素的质量比。⑶查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气。⑷实验：操作步骤及实验现象简答①称取3.2g氧化铁和2g炭粉均匀混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上图装置连接写出装置中编号仪器的名称：A,B。②加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气其目的是。③夹紧T处弹簧，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊该现象说明。④完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g⑸数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g……⑹结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，原因是。（答案：⑷①A:铁架台B：试管②排除装置中的空气③生成二氧化碳气体第4页共9页⑹原子个数比为C：O=2：3，而不等于C：O=1：2）[思路分析和评价]：略[例3]为探究碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]加热分解的产物。取一定量样品进行加热，生成黑色固体，并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。思考并回答：⑴产生的气体中肯定含有。⑵对生成的黑色固体物质的猜想是：①可能是炭黑；②可能是铁或铁的氧化物；③可能是氧化物。你认为上述猜想缺乏依据的是（填编号），理由是。⑶从上述实验现象，你能否判断有水蒸气产生（填“能”或“不能”）？；不用任何试剂，你判断是否有水生成的方法是。[答案：⑴CO2⑵②依据质量守恒定律⑶不能；用干燥的烧杯罩在导管口（或试管口）。如烧杯内壁有水珠，则有水蒸气产生（或观察试管口有冷凝水，说明有水蒸气产生；收集产生的气体冷却有冷凝水）]。[思路分析和评价]：略[例4]小张发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，主要成分是Cu2(OH)2CO3（俗称铜绿）。[提出问题]铜是在什么条件下锈蚀的？小张对此进行了探究。[猜想]依据铜绿的化学式，猜想铜生绣可能是铜与水、、共同作用的结果。[设计与实验]借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小张设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如右图所示：⑴实验较长时间后，发现试管中的光亮铜片最先生锈（填字母编号）⑵从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质是。⑶D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为；从D试管的实验中，获得的结论是。[评价与改进]我认为小张设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是。[反思与小结]通过铜片锈蚀条件的探究实验，我获得的启示是。第5页共9页（答案：O2CO2BCO2(或O2)CO2和O2水是生成铜绿的必要条件之一取一支试管，放入一块光亮的铜片，加入少量蒸馏水浸没部分铜片，充入氧气（或二氧化碳）后，塞紧橡皮塞，放置对比观察从实验可知，铜生锈比较困难（或猜想要有一定的依据，不能凭空想象；或铜生锈是铜、水、氧气和二氧化碳相互作用的结果；或化学是一门以实验为基础的学科；或实验探究，可采用多组对比实验的方法；或要有善于猜想、勤于思考、大胆设计和勇于创新的精神……）[思路分析和评价]：略[例5]下列是实验室常用仪器的示意图。(1)实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是：_______________________。(2)写出下列编号的仪器名称：①___________；②_________；④______；请用上图所示的仪器组装一套制取二氧化碳的装置（填编号，少选或多选均不得分）：__________________。(3)检查你设计的装置气密性的方法是：____________________________________________________________。检查二氧化碳是否收集满的方法是_______________________________________。(4)请你对自己设计的装置从操作的简便性和制得二氧化碳的量作出评价。(5)你设计的装置用来制取氧气，其对应的反应化学方程式是：。如要制得较纯净的氧气，最好采用的收集方法是。（答案：(1)CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑(2)①铁架台②试管④锥形瓶；①②③⑥(①②③⑥⑦；或③④⑥或③④⑤⑦)(3)用双手紧握试管，观察水中的导管有没有气泡冒出。如果有气泡冒出，松开手导管里水面上升，说明装置不漏气。选长颈漏斗的答：先加水浸过长颈漏斗长颈的下端，封住导管口，如果长颈漏斗下颈内水柱的水平面高过试管内的水平面不下降，则说明装置不漏气。(4)用试管作反应容器：操作简便，第6页共9页但产生的气体量少。用锥形瓶作反应容器：不用铁架台，可制得的气体量较多。加长颈漏斗的装置：可添加酸。(5)2H2O22H2O+O2↑排水集气法）[思路分析和评价]：略[例6]李聪和李明以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行科学探究。请填写以下探究过程中的空格：[提出假设]化学反应中，反应物与生成物的质量·[确定研究方法]分析推理、查阅资料、实验探究。[设计并进行实验]李聪和李明设计的实验装置和选用药品分别如图A、B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。[实验结论]李聪认为：化学反应中，反应物与生成物的质量不相等。李明认为化学反应中，反应物与生成物的质量相等。你认为他俩谁的结论正确：，导致另一种结论错误的原因是______________________________________________________________。[结论分析]请从原子的角度，简要分析你认为正确的结论。___________。[结论应用]“非典”时期，全国各中小学校每天给校园消毒用的是过氧乙酸（CH3COOOH）稀溶液。过氧乙酸和双氧水一样不稳定，能分解生成乙酸（CH3COOH）和一种气体单质。这个反应的化学方程式为：。（答案：相等李明；生成的气体扩散到空气中，导致称得的生成物质量小于反应物总质量；在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变，所以反应前后总质量不变；2CH3COOOH=2CH3COOH+O2↑）[思路分析和评价]：略[例7]某学生查资料得知沼气中含有60％～70％的CH4，还含有CO2、N2和CO等。他想用实验探究沼气的组成，设计了如图甲所示的取气方法：将空的雪碧汽水塑料瓶装满水，倒放在有沼气产生的MnO2第7页共9页泉水中，瓶口对准水底冒出的气泡收集。⑴由于塑料瓶的瓶口太小，不便于收集气体，在不换瓶的情况下你的改进方法是。⑵如图乙所示，若用水将瓶中的气体排出，水龙头应接导管（填“A”或“B”）。⑶假设这种未知气体通过澄清石灰水，石灰水变浑浊，剩余气体通过浓硫酸（以上两步，能被吸收的气体均被完全吸收），在通入纯氧气中点燃，将燃烧后生成的气体依此通过无水硫酸铜、澄清石灰水，观察到无水硫酸铜变蓝，石灰水变浑浊。仅由以上实验现象分析此未知气体的组成，结论是。（答案：（1）在瓶口处倒插一漏斗（2）A（3）一定有CO2和其它含碳、氢元素的可燃性气体。）[思路分析和评价]：略[例8]如下图A装置是实验室制取H2的简易发生装置，存在着有些缺点，刘聪和刘明两位同学分别设计了B、C两套改进装置。（1）与A装置比较，B装置的优点是；（2）在加入药品之前，检查C装置的气密性，方法是。（3）按装置C所示，先将锌粒装入塑料隔板上方，打开橡胶导管上的弹簧夹，然后，往长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液恰好浸没金属，此时观察的现象是。⑷与B装置比较，C装置的最突出的优点是；下列装置中同样具有这一优点的是。第8页共9页（5）现提供下列仪器，请你组装一个简易的能随开随用、随关随停的气体发生装置，应选用最合理的仪器是。（