序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇實驗設(shè)計方案范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

實驗原理：

1、生物呼吸作用消耗氧氣：有機物＋氧氣二氧化碳＋水＋能量。

2、氧氣有助燃的特性。

創(chuàng)新點介紹：

1、原實驗材料為黃豆，本實驗中改為蘆葦葉。

2、原實驗用的廣口瓶，本實驗改為廢棄的礦泉水瓶。

3、原實驗用的燃燒匙和蠟燭，本實驗改為衛(wèi)生香和火柴。

4、原實驗為演示實驗，由教師自己來完成,可以改為學(xué)生完成或教師和學(xué)生共同完成演示過程。

實驗過程：

1、準(zhǔn)備實驗材料和用具：（教師準(zhǔn)備）

蘆葦葉（新鮮和干枯）、廢棄的礦泉水瓶、衛(wèi)生香、火柴。

2、處理實驗材料：（教師準(zhǔn)備）

設(shè)置對照實驗：將礦泉水瓶標(biāo)記為A和B；A中放入兩片新鮮的蘆葦葉（活的），B中放入兩片干枯的蘆葦葉（死的），擰緊瓶蓋；實驗前暗處理一晝夜。

3、演示過程：（師生共同完成：教師解說，學(xué)生操作）

方法一：（一人完成：一名學(xué)生）點燃一根衛(wèi)生香，先打開B瓶蓋，將燃燒的衛(wèi)生香伸入B中，正常燃燒；再打開A瓶蓋，將燃燒的衛(wèi)生香伸入A中，火焰熄滅。由現(xiàn)象得出結(jié)論：呼吸作用需要消耗氧氣。

方法二：（兩人完成：教師和一名學(xué)生或兩名學(xué)生一起完成。）兩人同時分別點燃一根衛(wèi)生香，A、B同時進(jìn)行。現(xiàn)象：A中火焰熄滅；B中正常燃燒。結(jié)論：呼吸作用需要消耗氧氣。

篇(2)

【論文摘要】實驗設(shè)計題能拓寬學(xué)生的思維空間，有利于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。鑒于當(dāng)前學(xué)生對生物學(xué)實驗教學(xué)普遍重視不夠，學(xué)生缺乏對實驗設(shè)計基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，因此學(xué)生的實驗設(shè)計能力較差。為盡快而有效地提高學(xué)生的生物實驗設(shè)計能力，應(yīng)加強該方面的教學(xué)實踐。

1拓展教學(xué)，明確實驗設(shè)計原理

著名教育學(xué)家布魯姆認(rèn)為決定教學(xué)效果有三個主要因素：認(rèn)知的前提能力（基礎(chǔ)知識）、情感的前提特性（參加學(xué)習(xí)的動機情感）、教學(xué)的質(zhì)。它們對學(xué)習(xí)速度的影響分別是50%、25%、25%，雖然有了知識不等于就有了能力，但沒有知識則不可能提高能力，由此可見基礎(chǔ)知識的重要地位，因此實驗設(shè)計之前必須深諳實驗設(shè)計的原理。

1.1挖掘教材中的實驗設(shè)計理論知識在現(xiàn)行的教材中對生物學(xué)實驗設(shè)計的基本原則和方法等內(nèi)容沒有專門的系統(tǒng)闡述，而是把它們隱含在教材的實驗內(nèi)容和生物學(xué)史的內(nèi)容之中，這就要教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)并挖掘出教材中的隱含信息，幫助學(xué)生了解和掌握學(xué)實驗設(shè)計的理論知識。例如復(fù)習(xí)“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”實驗時，通過對實驗原理、操作步驟的細(xì)致分析，幫助學(xué)生形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計思想；通過比較對照組實驗在實驗過程中的重要作用，使學(xué)生學(xué)會運用實驗設(shè)計科學(xué)性原則――設(shè)立對照組；通過實驗內(nèi)容的剖析，使學(xué)生掌握實驗設(shè)計準(zhǔn)確性原則――設(shè)立多因子變量。通過分析生長素的發(fā)現(xiàn)歷程和孟德爾遺傳規(guī)律的揭示過程使學(xué)生了解實驗設(shè)計的基本方法和步驟。

1.2補充經(jīng)典實驗，優(yōu)化實驗設(shè)計理論知識分析教材中的實驗，發(fā)現(xiàn)實驗內(nèi)容少且缺乏系統(tǒng)性的方法指導(dǎo)，這對于學(xué)生全面了解實驗設(shè)計的理論知識是不夠的。因此，在教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)匮a充生物學(xué)的經(jīng)典實驗（如傘藻的嫁接實驗、童弟周培育單尾鰭金魚實驗等），著重讓學(xué)生了解實驗者的實驗意圖，認(rèn)識實驗的形成過程，分析實驗設(shè)置的實驗條件的目的。這對于學(xué)生進(jìn)一步理解實驗設(shè)計的原則，掌握實驗設(shè)計的方法，都是十分重要的。

2強化實驗設(shè)計訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的必經(jīng)之路

學(xué)生在明確了實驗設(shè)計的基本原理后，只有通過必要的實驗設(shè)計訓(xùn)練，才能真正掌握實驗設(shè)計的方法，提高實驗設(shè)計能力。

2.1課本實驗的重新設(shè)計樹立實驗設(shè)計的信心進(jìn)行實驗設(shè)計的初期，學(xué)生對實驗設(shè)計方案的思路模糊，存在畏懼心理。此時教師可采取由淺入深、循序漸進(jìn)的策略，幫助學(xué)生樹立實驗設(shè)計的自信心。課本實驗是學(xué)生既熟悉又親切的知識，教師在課本實驗的復(fù)習(xí)中可靈活地改變實驗的某個條件，讓學(xué)生模仿課本實驗的程序進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計，使學(xué)生從中獲得成功感，增強對實驗設(shè)計的興趣；同時在“模仿”過程中訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計的思維方式，使學(xué)生初步形成實驗設(shè)計的正確思路，為實驗設(shè)計實施的可行性奠定良好的心理基礎(chǔ)。

2.2典型習(xí)題的剖析——理順實驗設(shè)計的思路加強學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，不但要重視分析和解釋實驗現(xiàn)象和結(jié)果，以及推導(dǎo)實驗結(jié)論能力的培養(yǎng)，更應(yīng)重視培養(yǎng)設(shè)計實驗方案的能力。無論哪種類型的生物實驗設(shè)計，其本質(zhì)都是根據(jù)實驗題目所提出的問題，運用已具備的生物知識或生物技能，有時甚至是根據(jù)實驗題目所給出的信息或提示，構(gòu)思出解決問題的方案，這有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性，綜全知識和解決實際問題的能力。提高學(xué)生實驗設(shè)計的能力，教師不但要讓學(xué)生明確實驗設(shè)計師的理論知識，更重要的是應(yīng)讓學(xué)生掌握學(xué)生實驗設(shè)計的正確思路。實驗設(shè)計的基本思路為：①明確要求和目的②聯(lián)系理論原理③確定實驗思路④設(shè)計實驗步驟⑤實驗結(jié)果的預(yù)期、分析和討論。由于實驗設(shè)計題常常開放度較大，設(shè)計的實驗步驟甚至在方法上可能不統(tǒng)一，但只要是科學(xué)的、合理的、可行的，都應(yīng)給予認(rèn)可。

篇(3)

關(guān)鍵詞：實驗設(shè)計；基本原則；設(shè)計方案；實例分析

中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2012）06-0191-02

生物科學(xué)是一門實驗科學(xué)，目前隨著教育教學(xué)和考試命題改革的不斷深入，對生物實驗教學(xué)有了更高的要求，開放性的實驗設(shè)計已成為當(dāng)前生物老師與廣大學(xué)生面臨的一個新課題。從近幾年的實驗題在高考中的題型變化來看，借助實驗方法創(chuàng)設(shè)新情境，側(cè)重考查學(xué)生對實驗進(jìn)行解釋和分析的能力已成為命題趨向，其中設(shè)計型實驗題更是熱點。由于實驗設(shè)計是較高的能力要求，除要具備一定的知識基礎(chǔ)外，還需要具有一定的創(chuàng)造能力。所設(shè)計的實驗是建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上的，還應(yīng)具有一定的觀察和發(fā)現(xiàn)問題的能力。下面結(jié)合本人幾年來如何進(jìn)行實驗設(shè)計的實踐，談一點自己的體會。

1.實驗設(shè)計的內(nèi)容

所謂實驗設(shè)計，就是要求學(xué)生在明確實驗?zāi)康牡幕A(chǔ)上，設(shè)計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論的過程。實驗設(shè)計，主要考查學(xué)生確認(rèn)變量的能力，以及是否理解實驗原理，是否具有靈活運用實驗知識的能力，是否具有在不同情境下遷移知識的能力等。

一個完整的實驗設(shè)計過程包括5個環(huán)節(jié) 。發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、實驗設(shè)計（包括假說和預(yù)期）、實驗實施、結(jié)論（包括推導(dǎo)和運用結(jié)論）。其中實驗設(shè)計是聯(lián)系問題和結(jié)論的必要橋梁。

實驗設(shè)計的基本原則有科學(xué)性原則、平行重復(fù)性原則、單一變量原則、對照原則。基本原則的應(yīng)用主要是針對實驗的基本變量和實驗材料而言，如操縱自變量是用單一變量原則，控制無關(guān)變量是用對照原則，檢測因變量和選擇生物材料是用科學(xué)性原則、平行重復(fù)性原則等。

一個比較完整的實驗設(shè)計方案，一般包括這樣幾方面的內(nèi)容：①實驗題目的確定；②提出假說；③設(shè)計實驗方法和步驟；④提出實驗的預(yù)期結(jié)果；⑤要觀察和搜集的數(shù)據(jù)及方法。書寫實驗設(shè)計方案通常包括：“實驗課題”、“實驗假說”、“實驗預(yù)期”、“實驗?zāi)康囊蟆薄ⅰ皩嶒灢牧嫌镁摺薄ⅰ皩嶒灧椒ú襟E”和“實驗結(jié)論與討論”等項目。在此應(yīng)對學(xué)生的表述能力以相應(yīng)模式強化訓(xùn)練，如對實驗?zāi)康牡谋硎瞿Ｊ娇煽偨Y(jié)為：“探究（驗證）……（自變量）對……（實驗材料）有……的影響（因變量）”等。

2.實驗中要注意的問題

在實驗設(shè)計中可以從以下幾個方面去考慮：①明確實驗?zāi)康模葱枰炞C的生物學(xué)事實，確認(rèn)變量和實驗材料，特別是自變量、因變量和無關(guān)變量；②嚴(yán)格遵守實驗原理，實驗所依據(jù)的科學(xué)原理，涉及到的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科的方法和原理；③恰當(dāng)選擇實驗對象，選擇最能體現(xiàn)生物學(xué)事實的具體對象，如細(xì)胞、組織、器官或生物個體；④細(xì)心注意對實驗條件、材料用具和裝置的理化條件和生物學(xué)方法處理后，認(rèn)真研究實驗裝置設(shè)計的嚴(yán)密性和合理性；⑤合理設(shè)計實驗步驟，要注意實驗步驟的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性，實驗操作的程序性，以及實驗要完成的基本任務(wù)（選擇處理生物材料、控制無關(guān)變量、操縱自變量、檢測因變量）；⑥精心設(shè)置對照組實驗，控制和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響；⑦提出假設(shè)條件，預(yù)測結(jié)果，假設(shè)是對可見現(xiàn)象作出可以檢測的解釋，假設(shè)的成立與否依賴證據(jù)（預(yù)測結(jié)果符合事實或?qū)崿F(xiàn)則假設(shè)成立，反之則假設(shè)不成立）；⑧注意實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，考慮單一實驗變量對結(jié)果的影響；9）對實驗要進(jìn)行多角度、全方位的分析討論。

實驗設(shè)計的實例分析

例 為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”，某同學(xué)制訂了下列實驗方案：

(1)實驗?zāi)康?略)

(2)實驗材料和用具(略)

(3)實驗方法和步驟

A.用一適當(dāng)大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏氣。

B. 將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物。暗室內(nèi)裝有紅色安全燈。

C.饑餓一定時間后，自暗室中取出，照光若干小時，使其充分進(jìn)行光合作用。

D.取一葉片，放人盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。

E.將已脫綠的葉片取出，平鋪在一個培養(yǎng)皿中，用碘液，檢測有無葡萄糖的特異顏色反應(yīng)出現(xiàn)。

該實驗方案有幾項明顯錯誤，請指出錯誤并改正。

分析：這是一道實驗方案的評價題，往往會因分析片面或缺乏必要的實驗分析能力而誤答。錯因主要是忽視了平時的實驗設(shè)計訓(xùn)練。

正確思路：首先根據(jù)實驗?zāi)康拇_認(rèn)實驗變量及其操縱方法:自變量是二氧化碳有無，用NaOH溶液的有無操縱；因變量是光合作用合成有機物，主要是淀粉有無，用碘液遇淀粉變藍(lán)色檢測；無關(guān)變量是光照等其他影響光合作用合成有機物的因素，設(shè)置對照進(jìn)行控制。其次看實驗過程操作是否與實驗?zāi)康南嚓P(guān)聯(lián)和是否正確，易見實驗中不能用紅色安全燈，因為色素能夠吸收紅光，進(jìn)行光合作用，影響實驗結(jié)果；淀粉遇碘變藍(lán)是淀粉特有的顏色反應(yīng)，而不是葡萄糖的顏色反應(yīng)。鑒定還原糖(葡萄糖)的存在應(yīng)用的試劑是班氏試劑等。

正確答案是：(1)實驗步驟 中暗室內(nèi)用“紅色安全燈”是錯誤的，應(yīng)改為綠色安全燈(此項不改，僅在對照中提到也給分)；(2)實驗步驟E中的“葡萄糖”是錯誤的，改為淀粉；(3)未設(shè)對照。對照的作法是：a.裝置同題干中的步驟，但玻璃罩內(nèi)用同一種生長狀況相同的另一株植物代替題干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。b.將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物。暗室內(nèi)裝有綠色安全燈。c.重復(fù)題干中的步驟。d.重復(fù)改正后的題干中的步驟。

由于實驗設(shè)計題具有開放性的特點，考察的角度也是千變?nèi)f化的，所以在進(jìn)行了一定數(shù)量的設(shè)計訓(xùn)練后，教師要及時給予點撥或引導(dǎo)學(xué)生交流設(shè)計成果，總結(jié)出生物實驗設(shè)計方案的基本思路和評價標(biāo)準(zhǔn)，從而使學(xué)生鞏固實驗設(shè)計方法，提高實驗設(shè)計的能力。

參考文獻(xiàn)

篇(4)

【關(guān)鍵詞】 中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué) 創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用 教學(xué)有效性

一、問題的提出

新課程改革強調(diào)化學(xué)實驗的重要性，強調(diào)化學(xué)實驗教學(xué)的落實，一線教師大多感受到化學(xué)實驗實踐的重要性，讓學(xué)生實驗更多的進(jìn)入課堂。然而，一味的對照教材做實驗，每個實驗對應(yīng)一套裝置、一種方法、一樣的操作步驟，使學(xué)生在這種"設(shè)定"的實驗教學(xué)模式下完成實驗內(nèi)容，忽視了化學(xué)實驗的理論思考和方法的形成，缺乏思索空間，缺少靈活變通和選擇性，它難以培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α⑺季S能力和科研創(chuàng)新能力。

在豐富的教學(xué)資源面前，有大量成熟的實驗創(chuàng)新設(shè)計方案，整合信息資源，將這些創(chuàng)新設(shè)計合理應(yīng)用到課堂教學(xué)，借他山之石以攻玉，本文將談?wù)劰P者在中學(xué)化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中應(yīng)用的嘗試與體會。

二、創(chuàng)新實驗設(shè)計在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用案例分析

案例1、銅與硝酸的反應(yīng)實驗創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用

1.實驗背景：銅與硝酸的反應(yīng)是"硝酸的性質(zhì)"里重要的一個化學(xué)反應(yīng)，也是高中階段一個重要的化學(xué)實驗。

2.裝置不足之處：

①只能收集到NO，不能收集到NO2

②反應(yīng)不能控制反應(yīng)進(jìn)程，做到隨時停止反應(yīng)，不能反復(fù)的實驗。

③驗證NO與O2反應(yīng)時產(chǎn)生的NO2會從集氣瓶口逸出，造成環(huán)境污染。

④反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不處理，拆卸裝置時易造成有毒氣體泄漏，造成環(huán)境污染。

3.創(chuàng)新實驗設(shè)計教學(xué)應(yīng)用流程：

3.1 課前準(zhǔn)備：

教師活動：查找資料、確定選用創(chuàng)新設(shè)計方案、向各個小組發(fā)放實驗創(chuàng)新裝置及方案、要求學(xué)生課后完成所屬實驗方案。（課前準(zhǔn)備12組創(chuàng)新設(shè)計方案，每四人一組，本文精選四組創(chuàng)新設(shè)計裝置，方案略去）

學(xué)生活動：研究教材實驗裝置，分析創(chuàng)新設(shè)計方案，小組成員分工研究，利用實驗室開放時間開展實驗探究。探討、分析、改進(jìn)實驗設(shè)計，形成結(jié)論。

3.2 課堂教學(xué)：

學(xué)生活動：演示所屬創(chuàng)新設(shè)計、分析裝置、分析優(yōu)缺點、評價實驗創(chuàng)新設(shè)計。

教師活動：聆聽、觀察、分析、引導(dǎo)學(xué)生評價實驗方案，總結(jié)歸納得出最好的創(chuàng)新設(shè)計方案。

4.案例分析：

學(xué)生拿到創(chuàng)新實驗方案、接到任務(wù)時，都感覺很興奮，同小組的學(xué)生利用課后時間第一時間就研究教材上的實驗裝置，利用實驗室開放時間在實驗室就忙開了。準(zhǔn)備儀器、裝置裝置、合作實驗，學(xué)生的熱情非常高。在實驗過程中體驗到了一個小小的創(chuàng)新、改變對實驗效果帶來的巨大變化，感受到了創(chuàng)新設(shè)計的"靈"、"巧"、"妙"。一堂課下來，學(xué)生對銅與濃稀硝酸的反應(yīng)原理理解更透徹，主干知識得以升華。體驗了實驗過程的美妙，合作學(xué)習(xí)的愉悅，更重要的是 "創(chuàng)新"思想已經(jīng)慢慢滲透到學(xué)習(xí)生活中。

案例2：氫氧化亞鐵制備實驗

1.實驗背景：

在高中化學(xué)教學(xué)中， Fe（0H）2是一個重要的物質(zhì)，在制備實驗中因為它很容易迅速被氧化成Fe（OH）3。

2.創(chuàng)新實驗設(shè)計教學(xué)應(yīng)用流程：

2.1 課前準(zhǔn)備：

教師活動：同案例1

2.2 課堂教學(xué)：同案例1

3.案例分析

本案例在教學(xué)上也取得了很好的效果，通過幾個創(chuàng)新設(shè)計的體驗，學(xué)生對Fe（0H）2制備過程中需要隔絕O2的關(guān)鍵步驟體驗深切，同時也掌握了幾種除去O2、隔絕O2的方法，掌握同類型實驗方案的設(shè)計，提高了實驗素養(yǎng)。體驗到了創(chuàng)新之美，創(chuàng)新之巧。"創(chuàng)新"的思想同樣慢慢根植心中。

三、創(chuàng)新實驗設(shè)計在教學(xué)中應(yīng)用的分析

1.創(chuàng)新實驗設(shè)計在教學(xué)中應(yīng)用教學(xué)模式可以概括為以下流程：

查閱資料精選創(chuàng)新方案分組、布置創(chuàng)新實驗方案研討、實踐學(xué)生課后研討、實踐課堂匯報、分析裝置優(yōu)缺點教師評價、總結(jié)總結(jié)最佳實驗方案談體會與收獲升華所學(xué)知識。

2.在實施過程中，對化學(xué)教師提出了更高的要求。

2.1教師必須轉(zhuǎn)變觀念，更新教學(xué)理念，樹立以學(xué)生為主體的思想。

教師必須更新教學(xué)理念，樹立以學(xué)生為主體的生態(tài)課堂，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，提高課堂效率。樹立"創(chuàng)新"應(yīng)用到課堂的理念。

2.2教師需提升學(xué)習(xí)能力，拓展知識儲備，更新知識結(jié)構(gòu)，提升創(chuàng)新能力。

陶行知先生曾說過，"人類社會處處是創(chuàng)造之地，天天是創(chuàng)造之時，人人是創(chuàng)造之人，每一個人都具有創(chuàng)新的潛能"【6】。教師也是一個需要"創(chuàng)造"、"創(chuàng)新"的群體，只有堅持學(xué)習(xí)，堅持更新知識儲備，才能提升自己的創(chuàng)新能力，才能引導(dǎo)學(xué)生在創(chuàng)新的路上走得更遠(yuǎn)。

2.3教師需提高課堂的駕馭能力

實驗課的開展時刻充滿著"預(yù)設(shè)"與"生成"，在創(chuàng)新設(shè)計在課堂中的應(yīng)用課上，有著許多新的實驗方案，新的實驗裝置，沒有一成不變的操作步驟，實驗操作的群體參差不齊，所以這種課堂是一個"生成"遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于"預(yù)設(shè)"的課堂。這就對教師的課堂駕馭能力提出了新的挑戰(zhàn)。教師要善于創(chuàng)設(shè)情境，善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境去體驗、分析、生成。當(dāng)有新的"生成"形成時，不要急于將學(xué)生拉回自己的"預(yù)設(shè)"，要根據(jù)"生成"做耐心、細(xì)致的引導(dǎo)，讓學(xué)生有所感悟。

在當(dāng)下的信息社會里，身為化學(xué)教育工作者的我們應(yīng)投入到無限的信息中，汲取營養(yǎng)，以高效為目標(biāo)，帶領(lǐng)學(xué)生走出自己的創(chuàng)新之路，好好借它山之石，以攻玉。

四、參考文獻(xiàn)：

【1】劉本霞.實驗改進(jìn)二則【J】.中小學(xué)實驗與裝備，2003，（04）

【2】吳鵬."銅與濃硝酸反應(yīng)''演示實驗的改進(jìn)【J】.實驗教學(xué)研究，2009，（08）.

篇(5)

關(guān)鍵詞：自主探究 ;化學(xué)實驗;實踐活動;創(chuàng)新能力

新課程改革將科學(xué)探究作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，重視和強調(diào)學(xué)生自主的、開放的探究式學(xué)習(xí)。由于科學(xué)探究的突出地位和作用，如何在化學(xué)課堂教學(xué)中實施探究性教學(xué)成為當(dāng)前課程改革實踐中的一個主要課題。化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。許多化學(xué)教師在教學(xué)中都在努力地嘗試結(jié)合化學(xué)實驗來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。我以測定物質(zhì)純度實驗為例來講講如何改進(jìn)高中化學(xué)實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。希望我的努力能夠?qū)Ω咧谢瘜W(xué)高效課堂的構(gòu)建能起到一定作用。

一、提出以實驗設(shè)計為中心問題、培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行合作探究的能力

高中化學(xué)中經(jīng)常有物質(zhì)純度測定的實驗設(shè)計。你比如：氫氧化鈉中混有碳酸鈉, 請你設(shè)計實驗方案來測出氫氧化鈉的純度。

首先要求學(xué)生自己去找資料, 結(jié)合自己已有的知識, 設(shè)計出能測定NaOH純度的可行性方案, 然后以學(xué)習(xí)小組為單位, 進(jìn)行分組討論, 找出本組最好的實驗設(shè)計方案（教師可適當(dāng)給出提示性和修正）。

二、提出實驗假設(shè)、設(shè)計實驗方案、培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)品質(zhì)

通過分組討論，合作交流之后，每一個學(xué)習(xí)小組提出一個可行性實驗設(shè)計方案，共五個可行性方案：

第一組可行性方案：

① 將樣品配制成稀溶液

②取等體積兩份溶液

③ 一份中滴加甲基橙, 另一份中滴加酚酞, 分別用同濃度的鹽酸滴定

④ 測出所消耗鹽酸的體積分別為V1ml和V2ml,

⑤用C(HCl)、V1、V2計算NaOH的純度。

第二組可行性方案

① 向稱取的m1g樣品中加入足量鹽酸或稀硫酸

② 用NaOH溶液或堿石灰吸收生成的CO2并稱出其質(zhì)量為m2g

③ 用m1和m2計算NaOH的純度。

第三組可行性方案

① 向稱取的mg樣品中加入足量鹽酸或稀硫酸

② 測量出所生成的CO2體積Vml, 由V換算出Na2CO3的質(zhì)量,

③ 計算NaOH的純度。

三、讓學(xué)生用實驗驗證自己的設(shè)計方案、培養(yǎng)學(xué)生動手能力

每個學(xué)習(xí)小組提出實驗設(shè)計方案，并根據(jù)實驗方案選擇所需儀器、藥品；并設(shè)計實驗步驟交給老師。 老師檢查后合格后, 在實驗室為學(xué)生準(zhǔn)備好所需的儀器和藥品, 在課堂上讓各學(xué)習(xí)小組進(jìn)行分組實驗, 要求仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象作好實驗記錄及數(shù)據(jù)處理, 并與老師給出的準(zhǔn)確結(jié)果進(jìn)行對比,列出有待討論的問題。

四、以實驗中存在的問題為中心進(jìn)行探究、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力

實驗結(jié)束后，各個學(xué)習(xí)小組將在實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題一一展示出來, 師生相互質(zhì)疑、討論、探究, 盡可能使問題當(dāng)堂解決, 對仍有爭議和疑惑的問題，可設(shè)計方案在課后回實驗室實驗室進(jìn)行實驗驗證。現(xiàn)將教學(xué)中各個學(xué)習(xí)小組遇到的問題提出來討論：

【第一組方案】

學(xué)生質(zhì)疑：第一組沒有稱量樣品的質(zhì)量，僅僅根據(jù)鹽酸的濃度和兩次滴定所消耗的鹽酸的體積怎樣計算NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?

討論探究：從反應(yīng)方程式特點分析，若用酚酞作指示劑，則消耗的HCl物質(zhì)的量即為NaOH和Na2CO3總物質(zhì)的量，用甲基橙作指示劑所消耗鹽酸物質(zhì)的量與用酚酞作指示劑所消耗鹽酸的物質(zhì)的量之差即為Na2CO3的物質(zhì)的量。

用甲基橙作指示劑所消耗鹽酸的體積為V1ml

用酚酞作指示劑所消耗HCl的體積為V2ml

鹽酸的濃度為Cmol/L

所以 n(Na2CO3) = C(V1－V2)/1000

n(NaOH) = CV2/1000 － C(V1－V2)/1000 = (2V2－V1)C/1000

根據(jù)n(Na2CO3)和n(NaOH)即可求出w(NaOH)。

【第二組方案】

學(xué)生質(zhì)疑1：若選用鹽酸，再在濃H2SO4前加一個盛飽和NaHCO3的洗氣瓶是否可行？

探究討論：鹽酸與飽和NaHCO3反應(yīng)生成CO2，使測定的m(CO2)偏大, 故應(yīng)選用硫酸。此法不可行。

學(xué)生質(zhì)疑2：盛濃H2SO4的洗氣瓶和盛堿石灰的干燥管作用分別是什么？若沒有這兩個裝置，測出的CO2質(zhì)量將有怎樣的誤差?

討論探究：濃硫酸吸收CO2氣體中混有的水蒸氣，盛堿石灰的干燥管吸收可能倒流進(jìn)的空氣中含有的CO2和水蒸氣，若無這兩個裝置, m（CO2）將偏大。

學(xué)生質(zhì)疑3：按以上裝置生成的CO2能完全被堿石灰吸收嗎？若不能說明原因。

討論探究：因反應(yīng)后燒瓶中會留有CO2，這部分CO2不能被堿石灰吸收，故應(yīng)在燒瓶上再接一個導(dǎo)管，待反應(yīng)結(jié)束后鼓入已除去CO2的空氣，將剩余CO2推入堿石灰中使其完全被吸收。

學(xué)生質(zhì)疑4：原裝置留有的空氣中還可能含有少量的CO2，怎樣排除干擾？

討論探究：加入H2SO4反應(yīng)之前，先打開a活塞斷開b處橡皮管，鼓入空氣一會兒，再關(guān)閉a連接b處橡皮管，然后滴入H2SO4反應(yīng)。

【第三組方案】

學(xué)生質(zhì)疑1：測量氣體體積前是否要干燥？

討論探究：用排溶液的方法測CO2的體積，水的體積不影響氣體體積的測定．故不需用濃硫酸干燥。

學(xué)生質(zhì)疑2：用排水法能否測出CO2體積？如不能，可采用什么措施？

討論探究：因CO2能溶于水（1：1），故不能用排水法測CO2的體積，可改用排飽和NaHCO3溶液的方法。

學(xué)生質(zhì)疑3：若用排飽和NaHCO3溶液的方法測CO2體積，用鹽酸與用硫酸相比，哪種酸更好？

討論探究：因鹽酸揮發(fā)出的HCl與NaHCO3溶液作用產(chǎn)生CO2 ,使CO2體積偏大．故不宜用鹽酸與樣品反應(yīng)，應(yīng)選用稀H2SO4。

學(xué)生質(zhì)疑4：反應(yīng)后燒杯中總會留有CO2是否影響測出的CO2的體積？

討論探究：因為在相同條件下，燒瓶中留下的CO2體積等于排出的原瓶中空氣的體積，所以不影響CO2體積的測定。

總之，化學(xué)課堂上進(jìn)行試驗改進(jìn)和探究的目的在于將學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化成探尋解決問題方法的過程，而不單純是知識的傳授。我們應(yīng)通過多種途徑讓學(xué)生掌握探究、思索的方法。這種學(xué)習(xí)過程是有意義的學(xué)習(xí)過程，符合中學(xué)生的認(rèn)知特點和心理活動規(guī)律的過程。因此，學(xué)生的試驗探究活動應(yīng)貫穿于整個化學(xué)教學(xué)始終。教學(xué)時，教師要盡可能多地為學(xué)生創(chuàng)造試驗探究的機會，放手讓學(xué)生去設(shè)計試驗方案、去自己動手完成試驗。在整個實驗設(shè)計和驗證過程中都能起到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的作用。這些能力將有助于他們適應(yīng)未來社會和終身學(xué)習(xí)的需要，從而獲得可持續(xù)發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

篇(6)

本文僅以“鹽酸和氫氧化鈉溶液能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”為例，來說明在教學(xué)中如何有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗設(shè)計。

一、發(fā)現(xiàn)問題，確立研究內(nèi)容

實驗設(shè)計方案的題材新穎，更容易引起學(xué)生探索的興趣和愿望，激發(fā)求知欲。所以，在教學(xué)中教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生提問。提問是學(xué)生進(jìn)行探究的動力，鼓勵學(xué)生多提問，改變“教師問，學(xué)生答”的呆板模式，變“學(xué)生答”為“學(xué)生問”，活躍思維。要借助依據(jù)，鼓勵學(xué)生猜想，培養(yǎng)學(xué)生形成假設(shè)的能力，從而確立研究內(nèi)容。

例如，在學(xué)習(xí)“中和反應(yīng)”內(nèi)容時，可先演示趣味小實驗“變色的小花”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望，再創(chuàng)設(shè)真實生動的問題情景：教師向一支試管中加入少量氫氧化鈉溶液，再逐漸滴加稀鹽酸，振蕩，使其充分混合。讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，教師再提出問題：氫氧化鈉溶液和鹽酸混合在一起后，我們并沒有觀察到明顯變化，它們之間是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？同學(xué)們就會七嘴八舌，各抒己見：①兩者沒有發(fā)生反應(yīng)；②兩者發(fā)生反應(yīng)了。同時也就確定了研究內(nèi)容，即鹽酸與氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實驗驗證。

二、根據(jù)研究內(nèi)容，設(shè)計實驗方案

在確定了研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析所研究的內(nèi)容。首先，對研究的課題所涉及的化學(xué)原理，對參加化學(xué)反應(yīng)的各種物質(zhì)的性質(zhì)要有全面、較深入的了解和認(rèn)識，要盡可能估計到在什么樣的實驗條件下，可能發(fā)生什么樣的化學(xué)反應(yīng)，以及產(chǎn)生什么樣的實驗結(jié)果。其次，必須按照化學(xué)反應(yīng)原理，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)的性質(zhì)、實驗條件的控制、發(fā)生反應(yīng)時可能產(chǎn)生的能量變化，來預(yù)選實驗方法和手段。然后，確定實驗操作的程序和步驟。在實驗控制條件方法上，可向?qū)W生介紹全面比較法、優(yōu)選法、正交試驗法等探尋最佳實驗條件的方法，設(shè)計出合理的化學(xué)實驗方案，以保證化學(xué)實驗的順利實施。教師要從實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E設(shè)計、實驗藥品和儀器及裝置、實驗操作及操作規(guī)程、實驗結(jié)果的處理等六個方面進(jìn)行指導(dǎo)，以幫助學(xué)生設(shè)計出自己的實驗方案。

例如，在上述“鹽酸和氫氧化鈉能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”的實驗驗證中，教師可以提供一些備選的實驗藥品（鹽酸、氫氧化鈉、石蕊、酚酞、pH試紙等）和儀器（玻璃杯、溫度計、試管、燒杯等），并引導(dǎo)學(xué)生分析指示劑與酸、堿反應(yīng)的顏色異同，酸、堿性溶液的pH異同，化學(xué)反應(yīng)常伴隨著能量變化等化學(xué)知識，通過對比分析來設(shè)計出實驗方案：①借助酚酞的變色來驗證；②借助石蕊的變色來驗證；③通過測溶液的pH來驗證；④測溶液的溫度變化來驗證。

三、討論實驗方案的可行性

實驗設(shè)計的方案初步形成后，教師要嚴(yán)格把關(guān)，與學(xué)生一起對實驗設(shè)計方案的可行性，要從理論應(yīng)用是否正確、實驗方法是否可行、能否達(dá)到預(yù)期目的等多個方面進(jìn)行論證，反復(fù)修改，最終加以確認(rèn)并實施。

例如，在上述實驗驗證中，學(xué)生說：可以用紫色石蕊試液。具體操作是：在盛有NaOH溶液的試管中滴加2滴紫色的石蕊試液，石蕊變藍(lán)色，然后逐滴加入鹽酸，此時若藍(lán)色變成紫色，說明NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。有的學(xué)生會馬上反駁：這方法不好，因為“藍(lán)變紫”分辯不清，應(yīng)改為在盛有鹽酸的試管中滴加2滴石蕊，石蕊變紅色，然后逐滴加入NaOH溶液，當(dāng)紅色變成紫色，證明它們發(fā)生反應(yīng)。有的學(xué)生建議：可以做一個對比實驗。其他學(xué)生也發(fā)表了自己的看法：用酚酞作指示劑，因為NaOH能使無色酚酞試液變紅色，滴加鹽酸后紅色變無色，就證明了NaOH與鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。

還可以用pH試紙，從pH＞7一直測到pH＝7，最后到pH＜7。也可以把NaOH與鹽酸混合，然后用手摸（或者用溫度計測量混合前后溶液的溫度變化），如果發(fā)燙，說明反應(yīng)了。教師既要引導(dǎo)學(xué)生分析各個方案的理論正確性，又要引導(dǎo)學(xué)生分析自己的實驗方案是否能完成，是否能達(dá)到驗證目的，如果達(dá)不到目的，應(yīng)該怎樣改進(jìn)，以確保學(xué)生的實驗方案確實可行。

四、依據(jù)方案，進(jìn)行實驗

在整個操作過程中，教師要密切注視每個學(xué)生的實驗情況，并作具體指導(dǎo)，確保實驗萬無一失。引導(dǎo)學(xué)生對實驗中可能出現(xiàn)的問題要認(rèn)真思考，分析其中的原因，然后有針對性采取相應(yīng)的措施，進(jìn)行必要改進(jìn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗態(tài)度和探究精神。

例如，在上述驗證實驗中，學(xué)生的很多錯誤操作都會導(dǎo)致實驗失敗，鹽酸和氫氧化鈉溶液的量的控制恰當(dāng)與否，直接影響到溶液的顏色變化。氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液，溶液變成了紅色，過了一會兒，紅色溶液可能變?yōu)闊o色；滴入鹽酸后，還可能產(chǎn)生氣泡；用手摸試管底部，溫度變化可能不明顯等現(xiàn)象都有可能發(fā)生， 教師要從多方面進(jìn)行指導(dǎo)，以保證學(xué)生能夠按自己的實驗設(shè)計方案完成化學(xué)實驗。

五、對實驗方案進(jìn)行分析與評價

學(xué)生完成自己的實驗方案設(shè)計，并按實驗方案進(jìn)行實驗操作后，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析和討論實驗方案的優(yōu)點和不足，再對實驗方案進(jìn)行評價。對于學(xué)生設(shè)計的實驗方案，教師要引導(dǎo)學(xué)生從實驗方案設(shè)計的步驟和方法是否完善、實驗設(shè)計的內(nèi)容是否全面、實驗內(nèi)容是否有針對性、實驗操作理論是否正確、實驗操作是否簡單易行安全可靠、實驗成本是否經(jīng)濟(jì)合理等方面進(jìn)行全面綜合評價，進(jìn)而分析出自己的實驗方案的優(yōu)點和不足，并加以改進(jìn)。

篇(7)

關(guān)鍵詞：微粒觀；分類觀；離子鑒別；半開放式實驗

文章編號：1008-0546（2017）04-0070-04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.024

一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

杜威的“從做中學(xué)”的教學(xué)理論，提供了一種構(gòu)建化學(xué)核心觀念的方法。“從做中學(xué)”也就是“從活動中學(xué)”“從經(jīng)驗中學(xué)”，它使得知識的獲得與活動聯(lián)系了起來，學(xué)習(xí)者能從那些真正有教育意義和有興趣的活動中學(xué)習(xí)，從而有助于學(xué)習(xí)者的成長和發(fā)展。

在化學(xué)學(xué)科中，這種活動就是實驗探究，因此“從做中學(xué)”就是“從實驗中學(xué)”，以實驗探究的方式來構(gòu)建和落實核心觀念。本課就是以實驗“未知溶液的離子鑒別”為載體，通過實驗探究來構(gòu)建和落實“分類觀”和“微粒觀”。在本實驗探究中，首先由教師提出問題“如何鑒別未知溶液中的陰陽離子”并提供試劑，學(xué)生明確問題并設(shè)計方案，接著通過共同討論進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化實驗方案，并通過動手實驗來驗證方案是否可行、是否能夠解決問題，最后進(jìn)行歸納總結(jié)，得到“未知溶液的離子鑒別”的一般規(guī)律。這就是著名的“從做中學(xué)”的五步教學(xué)法，讓學(xué)生從半開放式實驗中建立起“分類觀”和“微粒觀”。為了進(jìn)一步鞏固和落實這兩個核心觀念，本課最后設(shè)計了“未知固體的組成推斷”的練習(xí)。通過這種“從做中學(xué)”的方式，教學(xué)不再是簡單地注入知識，而是運用一種最有效的方法，引導(dǎo)學(xué)生在自主探究中構(gòu)建核心觀念，并發(fā)展自己的能力，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。

二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生情況分析

授課內(nèi)容為人教版《化學(xué)1》復(fù)習(xí)課“未知溶液的離子鑒別”，共2課時，授課時間安排在學(xué)習(xí)完必修1所有課程之后。

離子反應(yīng)是整個高中階段的一個非常重要的知識點，貫穿、延伸于中學(xué)化學(xué)元素化合物學(xué)習(xí)的始終。在人教版《化學(xué)1》中的第二章第二節(jié)引入離子反應(yīng)，學(xué)生通過宏觀反應(yīng)現(xiàn)象開始認(rèn)識“微粒”及其相互作用，從而建立起“微粒觀”，有了離子的概念，并學(xué)會離子反應(yīng)方程式的書寫。在第三章和第四章金屬和非金屬化合物的學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解常見陰陽離子的鑒別方法和具備相應(yīng)的實驗技能。然而由于高一學(xué)生接觸離子反應(yīng)的時間較短，沒有形成系統(tǒng)的微粒觀，不能從微粒的角度全面理解物質(zhì)性質(zhì)，不能從離子的角度看待問題、分析問題和解決問題。

本課作為必修1的復(fù)習(xí)課，在學(xué)生已建立的離子反應(yīng)基礎(chǔ)上，首先以“未知溶液的離子鑒別”為載體，以學(xué)生自主探究為手段，以任務(wù)為驅(qū)動，應(yīng)用“分類觀”和“微粒觀”，解決未知溶液的離子鑒別的現(xiàn)實問題，幫助學(xué)生建立未知溶液的離子鑒別的一般程序和思路。第二部分則加大難度到“未知固體的組成推斷”，進(jìn)一步鞏固并加深對“微粒觀”和“分類觀”的認(rèn)識，從而在理解的基礎(chǔ)上深化對離子的認(rèn)識，提高學(xué)生解決問題的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生有效進(jìn)行整個高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，具有承前啟后的作用。

三、教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能：了解溶液中常見陰陽離子的種類及鑒別方法；學(xué)會常見離子檢驗的實驗技能。

（2）過程與方法：通過方案設(shè)計、實驗驗證和歸納總結(jié)的過程學(xué)習(xí)離子鑒別的基本思路；培養(yǎng)學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，判斷溶液中離子是否存在的能力。

（3）情感態(tài)度與價值觀：體會分類觀在離子鑒別中的應(yīng)用；體實驗是研究物質(zhì)的重要方法；體會小組合作的學(xué)習(xí)方式在化學(xué)課程的重要意義，培養(yǎng)團(tuán)隊合作意識。

四、教學(xué)重難點

（1）教學(xué)重點：溶液中常見陰陽離子的鑒別方法，未知溶液的離子鑒別一般思路。

（2）教學(xué)難點：分類觀在離子鑒別中的應(yīng)用，未知固體分子式的推斷。

五、教學(xué)過程

1. 整體思路設(shè)計（圖1）

2. 教學(xué)活動的具體實施

（1）課前預(yù)習(xí)，布置任務(wù)

[任務(wù)1]PPT展示以下內(nèi)容：

實驗名稱：未知溶液的離子鑒別

實驗提供藥品：一未知無色溶液25mL：含有兩種陽離子和兩種陰離子，溶液中離子濃度均大于0.1mol/L；（不考慮H+及OH-）。

稀溶液各25mL：HCl，H2SO4，HNO3，NaOH，Na2CO3，KSCN，AgNO3，BaCl2，pH試紙及實驗室常見儀器。

實驗設(shè)計中用流程圖表示鑒別步驟。

實驗完成目標(biāo)：通過所提供試劑，將未知溶液的離子鑒別出來，并填在給定表格里。

已知：2Al3++3CO32-+3H2O[=]2Al（OH）3+3CO2

[學(xué)生]以小組為單位，自主討論、設(shè)計實驗方案，并于課前提交實驗設(shè)計報告。

[設(shè)計意圖] 學(xué)生已學(xué)習(xí)過常見金屬及非金屬的性質(zhì)，可據(jù)此完成初步的實驗方案設(shè)計。

（2）提出問題，引入新課

[引入]在上幾周的課程中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了金屬以及非金屬的性質(zhì)，而在水溶液中，這些金屬以及非金屬元素主要是以離子形式存在。為了檢驗是否掌握，現(xiàn)提供常見試劑和儀器，設(shè)計實驗將溶液中的兩種陰陽離子分別鑒別出來。

[設(shè)計意圖]結(jié)合學(xué)生學(xué)過的金屬與非金屬性質(zhì)和離子反應(yīng)，提出一個實際問題，引入新課。

[任務(wù)2]這是某一組的實驗設(shè)計方案，每組對照自己的設(shè)計，討論一下這個實驗設(shè)計的優(yōu)點，并指出這個實驗設(shè)計的錯誤。

[展示設(shè)計方案]PPT展示以下內(nèi)容：

[學(xué)生]觀察，思考，分組討論，在方案上標(biāo)記，總結(jié)，匯報。

[設(shè)計意圖]以一個小組設(shè)計方案為例，引導(dǎo)學(xué)生找出方案的優(yōu)點，存在的錯誤（現(xiàn)象結(jié)論不匹配，試劑滴加順序錯誤，重要離子的遺漏等），得到一個初步可行的方案。

[學(xué)生]思考，小組討論，回答問題。

[追問]提問取試劑時量的多少，反應(yīng)容器選用試管還是燒杯。

[講解]無明顯現(xiàn)象也是一個重要的實驗現(xiàn)象，從無明顯現(xiàn)象雖然不能推斷出溶液中含有什么離子，但有時候可以推測出一定不含某些離子。因此實驗記錄時，不能忽視對無明顯現(xiàn)象的記錄和分析。

[設(shè)計意圖]強調(diào)對定性試管實驗量的概念，以及對無明顯現(xiàn)象的記錄及分析。

（3）學(xué)生動手實驗

[任務(wù)3]小組改進(jìn)實驗設(shè)計。

[學(xué)生]思考，分組討論，完成實驗設(shè)計的修改。

[教師]巡視，適當(dāng)幫助學(xué)生進(jìn)行方案修改。

[設(shè)計意圖]根據(jù)討論的結(jié)果，對本組方案進(jìn)行改進(jìn)，保證方案的可行性。巡視時重點留意實驗設(shè)計較薄弱的小組，適當(dāng)引導(dǎo)幫助修改方案。

[引導(dǎo)]實驗是檢驗設(shè)計是否可行的唯一標(biāo)準(zhǔn)，下面我們就通過實驗來驗證一下。

[任務(wù)4]學(xué)生分組實驗。

[學(xué)生]動手實驗，記錄實驗現(xiàn)象，上傳實驗記錄至在線文檔，鑒別結(jié)果登記在黑板。

[教師]巡視學(xué)生實驗，確保學(xué)生實驗過程規(guī)范操作，督促及時做好實驗記錄。

[設(shè)計意圖] 利用實驗檢驗方案是否可行，觀察NaOH從少量到過量的實驗現(xiàn)象的異同，體會實驗在化學(xué)學(xué)習(xí)中的作用。

[公布結(jié)果] 此無色溶液中存在的四種離子為Al3+、NH4+、SO42-和Cl-。

[引導(dǎo)]實驗結(jié)果錯誤的小組，結(jié)合在線文檔中的實驗記錄，引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因。

[設(shè)計意圖]根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)小組完成情況，對鑒別結(jié)果出現(xiàn)錯誤的小組通過查看實驗記錄，引導(dǎo)學(xué)生自己分析出現(xiàn)錯誤的原因。

（4）總結(jié)離子鑒別思路

[引導(dǎo)] 現(xiàn)在我們來總結(jié)一下未知溶液的離子鑒別的思路。對未知溶液進(jìn)行分析，從性質(zhì)入手，可以分為哪兩類？

[學(xué)生]物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

[提問]對于物理性質(zhì)，可以觀察溶液的顏色，判斷出哪些離子的存在？

[學(xué)生]Fe3+，F(xiàn)e2+ 和Cu2+。

[設(shè)計意圖]引導(dǎo)學(xué)生對未知溶液進(jìn)行分類，先從物理性質(zhì)入手，通過顏色判斷Fe3+，F(xiàn)e2+ 和Cu2+ 的存在。

[引導(dǎo)]為了便于鑒別，可以把溶液中的離子分成兩類，分別是什么？

[學(xué)生]陽離子和陰離子。

[設(shè)計意圖]通過分類觀，對溶液的離子進(jìn)行陰陽離子分類后再逐一鑒別。

[引導(dǎo)]對于陽離子，第一步總是先把有特殊顏色反應(yīng)的離子先鑒別出來。這種特殊的陽離子是什么？鑒別需要滴加的是？

[學(xué)生]Fe3+，用KSCN溶液鑒別。

[提問] 另外還有兩種陽離子無法通過滴加試劑產(chǎn)生沉淀，但有一種特殊的方法來鑒別，這種方法是什么？

[學(xué)生]焰色反應(yīng)來鑒別Na+和K+。

[講解]對于其他陽離子，沒有特殊的顏色反應(yīng)，我們只能通過出現(xiàn)沉淀和氣體的現(xiàn)象來鑒定。通常我們將滴加試劑分成酸、堿、鹽三類，依次滴加，根據(jù)現(xiàn)象具體判斷。

[提問]常見的酸有哪些？能鑒別出哪些離子？

[回答]可以用鹽酸來鑒別Ag+，H2SO4來鑒別Ba2+。

[提問]常見的堿呢？滴加之后有可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？證明有哪些離子？

[學(xué)生]NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀后消失的是 Al3+，白色沉淀不消失的是Mg2+，白色沉淀迅速成灰綠色，最后變成紅褐色是Fe2+，加熱后使?jié)駶櫟氖铮╬H）試紙變藍(lán)的是NH4+。

[講解]鑒別Al3+注意滴加NaOH溶液從少量到過量；鑒別NH4+離子一定要加熱，pH試紙需潤濕。

[提問]還有一種常見的鹽能很快鑒別一種常見的陽離子，這種鹽和對應(yīng)的陽離子是什么？

[學(xué)生]用Na2CO3溶液鑒別Ca2+。

[設(shè)計意圖]通過分類觀，將滴加試劑分為酸、堿、鹽三類，再根據(jù)現(xiàn)象依次鑒別。

[提問]對于陰離子，常見的陰離子都有相應(yīng)的試劑和對應(yīng)的現(xiàn)象可以鑒別，比如Cl-，如何鑒別？

[學(xué)生]用HNO3酸化的AgNO3溶液可以鑒別Cl-。

[提問]最后，可以通過先加BaCl2溶液，再滴加稀鹽酸將其他常見的陰離子都鑒別出來，可能出現(xiàn)哪些現(xiàn)象，說明有哪些離子存在？

[學(xué)生]先滴加BaCl2溶液再滴加稀鹽酸，白色沉淀不消失的是SO42-，白色沉淀消失，產(chǎn)色無色氣味的是CO32-，有刺激性氣味的氣體的是SO32-，有臭雞蛋氣味的是S2-。

[設(shè)計意圖]常見陰離子種類較少，并基本可以通過對應(yīng)的試劑一一鑒別，直接引導(dǎo)學(xué)生對常見的陰離子歸納，逐一進(jìn)行鑒別。

[總結(jié)]未知溶液的離子鑒別是從溶液可能含有的離子出發(fā)，對離子進(jìn)行分類，再選擇相應(yīng)的試劑根據(jù)實驗現(xiàn)象來判斷是否存在該離子。

（5）重新設(shè)計方案，加深理解

[任務(wù)5]根據(jù)未知溶液的離子鑒別思路，重新設(shè)計本實驗的實驗方案，并寫出對應(yīng)的實驗現(xiàn)象，判斷溶液中的陰陽離子。

[講解]重新設(shè)計的實驗方案只需要四步實驗，依次滴加KSCN、NaOH溶液并加熱、AgNO3溶液和稀硝酸、BaCl2溶液和稀鹽酸，就可以將溶液中的四種離子鑒別出來，相比于學(xué)生最初的實驗設(shè)計，思路清晰，方法簡單。

[設(shè)計意圖]讓學(xué)生重新設(shè)計實驗方案，對比最初的方案，體會剛總結(jié)的離子鑒別思路的簡明高效。

[總結(jié)]未知溶液的離子鑒別，不是根據(jù)提供的試劑進(jìn)行隨機滴加，根據(jù)現(xiàn)象來判斷離子種類；而是需要根據(jù)溶液中可能存在的離子先進(jìn)行分類，并選擇對應(yīng)的試劑，根據(jù)現(xiàn)象來進(jìn)行判斷。

[設(shè)計意圖]再次總結(jié)升華離子鑒別的思路，強調(diào)分類觀的思想。

（6）鞏固練習(xí)，提高拓展對未知固體的鑒別

[任務(wù)6]現(xiàn)有一淺綠色固體，為無機復(fù)鹽。已知復(fù)鹽是由兩種金屬離子（或銨根離子）和一種酸根離子構(gòu)成的鹽。請利用實驗室常見試劑及儀器設(shè)計方案檢驗該無機復(fù)鹽離子的組成。

[學(xué)生]小組討論，設(shè)計方案。

[提示]對于固體，一定要先溶解成溶液再進(jìn)行實驗。

[設(shè)計意圖]學(xué)生再次體會離子鑒定流程圖的思路，鞏固并提高難度。

[任務(wù)7]已知該復(fù)鹽的摩爾質(zhì)量為392 g/mol，含有6個結(jié)晶水，下圖是某同學(xué)對該復(fù)鹽進(jìn)行檢驗的實驗步驟及現(xiàn)象。請推測該復(fù)鹽的化學(xué)式。

[學(xué)生]復(fù)鹽化學(xué)式是（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O。

[設(shè)計意圖]引入具體實例，再次讓學(xué)生體會離子鑒別的流程。加大難度，將離子鑒別推廣到固體化學(xué)式的測定，小結(jié)本課內(nèi)容，及時鞏固加深印象。

3. 板書設(shè)計

六、教學(xué)反思

1. “從做中學(xué)”落實核心觀念

離子反應(yīng)是人教版必修1中的經(jīng)典內(nèi)容，教學(xué)資源較多，然而大多教學(xué)設(shè)計存在的主要問題是強調(diào)離子反應(yīng)的書寫、條件等知識點，而忽略了讓學(xué)生從離子這一微觀角度來認(rèn)識物質(zhì)，用離子反應(yīng)解決實際問題的能力的培養(yǎng)。在本教學(xué)設(shè)計中，以“未知溶液的離子鑒別”為載體，以半開放式實驗探究為手段，以七個任務(wù)為驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生的好奇心，促使學(xué)生主動進(jìn)入分析問題和解決問題的活動中。學(xué)生從課前主要關(guān)注單純物質(zhì)的性質(zhì)，到設(shè)計最初方案時開始關(guān)注離子的性質(zhì)，通過實驗探究經(jīng)歷離子鑒別的過程，最終鞏固總結(jié)，能夠從“分類觀”和“微粒觀”的角度理解未知溶液的離子種類并掌握離子鑒別的一般流程，從而對物質(zhì)的認(rèn)識從感性上升為理性。

2.“從做中學(xué)”學(xué)生收獲頗豐

課后調(diào)查問卷表明學(xué)生“從做中學(xué)”收獲很大，完成了本課的三維目標(biāo)。學(xué)生寫到“通過實驗設(shè)計時鍛煉了分析問題的能力，通過實驗操作復(fù)習(xí)和掌握很多離子的性質(zhì)，幫助記住很多離子反應(yīng)方程式。”“分析能力變強，考慮問題更全面。”“學(xué)習(xí)了分類的方法對未知溶液進(jìn)行鑒別，相比課前自己設(shè)計的方案中胡亂滴加試劑，更有邏輯更高效率。”

通過“從做中學(xué)”這種自主探究的方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，整個教學(xué)中通過“做”的過程，促進(jìn)“思”的升華，最終完成對“學(xué)”的積累，達(dá)到鞏固落實“分類觀”和“微粒觀”的目的，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力。

參考文獻(xiàn)