《初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)設(shè)計與案例分析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)設(shè)計與案例分析（96頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)設(shè)計與案例分析,泰安市泰山區(qū)教研科研中心 崔素芳,電子信箱：cuisf_,一、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的回顧,在理想與現(xiàn)實交互中， 探索、前行、追求著。,困惑,收獲,心聲,二、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的價值,通過科學(xué)探究的方式，從學(xué)生身邊的化學(xué)物質(zhì)入手學(xué)習(xí)化學(xué)知識，然后應(yīng)用所學(xué)化學(xué)知識解決社會問題。 從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會。,二、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的價值,,以科學(xué)探究為突破口的化學(xué)課程改革，是建立在課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式兩根支柱之上的。,元素化合物知識即是學(xué)科素養(yǎng)基石,科學(xué)探究對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有不可替代作用,所謂科學(xué)素養(yǎng)，簡單的講就是公民對科學(xué)的 理解，是指科學(xué)知

2、識、方法、觀念、思想， 也就是科學(xué)意識、科學(xué)精神、科學(xué)能力。它 是借助于理科教育所應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)的公民素質(zhì)。,二、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的價值,元素化合物知識即是學(xué)科素養(yǎng)基石,化學(xué)探究活動對形成學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用,1.探究活動能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的發(fā)展； 2.探究活動能幫助學(xué)生積極主動獲取化學(xué) 核心知識； 3.探究活動能促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)科學(xué)本質(zhì)的理解。,二、初中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的價值,初中化學(xué)探究是學(xué)生獲取化學(xué)知識、領(lǐng)悟化學(xué)科學(xué)研究方法、形成化學(xué)基本觀念的重要實踐活動。,初中化學(xué)究竟教什么？,一、了解一些重要而又基本的化學(xué)本體知識：即人類在長期的實踐中逐步積累起來的一些關(guān)于物質(zhì)的事實本質(zhì)（

3、如重要的元素化物知識、重要的規(guī)律原理等），認(rèn)識物質(zhì)、改造物質(zhì)和應(yīng)用物質(zhì)的方法策略、規(guī)則規(guī)律、技巧技能、智慧思想（如由現(xiàn)象到本質(zhì)、由宏觀到微觀、由個別到一般的認(rèn)識物質(zhì)的思路，分離、混合、制備物質(zhì)的思路方法，分類的研究方法，計量的基本思想，符號系統(tǒng)的建立與使用等）。 二、獲得認(rèn)識物質(zhì)、改造物質(zhì)、應(yīng)用物質(zhì),探求真理的過程性體驗。（這是經(jīng)歷過程才能得到的） 三、初步培養(yǎng)在自然、社會、環(huán)境等多個要素組成的體系中統(tǒng)籌考慮通過化學(xué)科學(xué)解決問題時，應(yīng)具有的價值判斷能力和情意品質(zhì)。（如資源、環(huán)境、安全等方面的意識，尊重客觀、尊重規(guī)律、追求和諧、可持續(xù)發(fā)展等基本觀念）,,在化學(xué)研究方法中，除了運用自然科學(xué)研究中常

4、用的歸納、演繹、分析、觀察、實驗操作、比較、分類、類比、提出假設(shè)、數(shù)據(jù)處理、變量控制、對照試驗等方法外。還有化學(xué)實驗方法、化學(xué)假說方法、化學(xué)模型方法是化學(xué)重要的方法。,化學(xué)科學(xué)研究的方法,化學(xué)教育不僅包括化學(xué)知識，而且包括化學(xué)科學(xué)過程和研究方法、化學(xué)科學(xué)思想。,化學(xué)科學(xué)探究的基本思想是從宏觀到微觀，力求探明物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系；從定性到定量，從“質(zhì)”和“量”兩個方面去認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)及變化；從描述到推理，從理論上揭示事物的因果關(guān)系。,化學(xué)科學(xué)探究的基本思想,化學(xué)教育不僅包括化學(xué)知識，而且包括化學(xué)科學(xué)過程和研究方法、化學(xué)科學(xué)思想。,,,“所謂化學(xué)基本觀念，簡單地講就是學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)，在深入

5、理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上，所獲得的對化學(xué)的總觀性認(rèn)識。它具體表現(xiàn)為個體主動運用化學(xué)思想、方法認(rèn)識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習(xí)慣，對學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展都將發(fā)揮重要的作用”。 畢華林,初中化學(xué)要幫助學(xué)生初步形成基本觀念,教學(xué)設(shè)計是運用系統(tǒng)方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論轉(zhuǎn)化成對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)條件、教學(xué)方法、教學(xué)流程、教學(xué)評價等教學(xué)環(huán)節(jié)具體計劃的系統(tǒng)化的過程，以實現(xiàn)教育教學(xué)的最優(yōu)化。,,探究教學(xué)設(shè)計原則,,以課標(biāo)為指導(dǎo),以教材為基礎(chǔ),以學(xué)情為依據(jù),以生活為源泉,以探究為途徑,三、化學(xué)探究教學(xué)設(shè)計策略與案例分析,,,策略一：整體感知科學(xué)探究全過程，增進(jìn)對各探究要素的理解。,案例1,

6、,,提出問題,猜想與假設(shè),設(shè)計與進(jìn)行實驗,收集證據(jù)分析處理數(shù)據(jù),得出結(jié)論,反思與評價,問題是觀察思考經(jīng)驗的產(chǎn)物。,猜想與假設(shè)是依據(jù)觀察結(jié)果和已有經(jīng)驗做出的可能性解釋，假設(shè)必須是可檢驗的。,控制變量 當(dāng)多個變量影響探究結(jié)果時，選擇其中一種變量進(jìn)行探究，其余變量都應(yīng)保持相同。才能保證實驗結(jié)果的客觀性。,全面收集觀察和測量結(jié)果。將數(shù)據(jù)整理成表格或曲線圖，便于得出規(guī)律。,需要科學(xué)推理、判斷、論證才能得出結(jié)論。,反思探究各環(huán)節(jié)是否科學(xué)，反思需要改進(jìn)之處等。,,,策略二：具體探究活動設(shè)計：明確探究任務(wù)、創(chuàng)設(shè)探究情境、選好探究著力點、充分預(yù)設(shè)探究活動、合理指導(dǎo)與組織、注重對探究結(jié)果的反思與梳理、才能提高探究

7、活動的效益。,實驗探究:如何控制燃燒?,木炭、紙、火柴、酒精燈、氧氣發(fā)生器。,1、選擇一種可燃物使其燃燒。 2、采用適當(dāng)?shù)姆椒ù偈惯@種可燃物燃燒得更劇烈。 3、采用有效的方法將燃燒的可燃物熄滅。,明確任務(wù),案例2,案例3,猜想與驗證實驗方案,實驗記錄,實驗探究：鹽酸和氫氧化鈣能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng),【交流討論】,氫氧化鈣固體中加入濃鹽酸后，固體全部溶解，小明認(rèn)為這是氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成了溶于水的物質(zhì)，你同意他的觀點嗎？如果不同意，請說出理由。并談一談對該實驗的改進(jìn)方法。,案例4,實驗方案,現(xiàn)象： 。,結(jié)論： 。,對照實

8、驗,燒杯1中固體完全消失，,燒杯2中仍有固體剩余,HCl和Ca(OH)2發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),某同學(xué)用礦泉水瓶收集了一瓶二氧化碳?xì)怏w,然后倒入少量氫氧化鈉溶液,振蕩結(jié)果瓶子變癟,由此現(xiàn)象可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng).你認(rèn)為該方案是否合理.,,1.自變量: 水 氫氧化鈉溶液 2.因變量: 瓶子變癟的程度,3.控制變量:礦泉水瓶的體積與質(zhì)地,水與氫氧化鈉的體積,振蕩的程度,加入水與氫氧化鈉的方式等.,依據(jù)變量控制設(shè)計實驗,,,1、對學(xué)生提出各種猜想有預(yù)設(shè)并能判斷其合理性。 2、對學(xué)生制定各種實驗方案有預(yù)設(shè)并能判斷其可行性。 3、對學(xué)生需要的實驗用品有預(yù)設(shè)并能及時提供。 4、對實驗中可能出現(xiàn)現(xiàn)象及

9、安全問題有預(yù)設(shè)。,案例5,1、合理分組，每一位成員都能發(fā)揮作用。 2、營建嚴(yán)謹(jǐn)、求實、認(rèn)真學(xué)習(xí)氛圍。 3、培養(yǎng)良好實驗習(xí)慣。 4、充分利用評價調(diào)控作用。,三種卡片互動評價,實驗記錄卡,疑問整理卡,歸納總結(jié)卡,,,世界著名心理學(xué)家威廉詹姆士有段名言：播下一個行動，收獲一種習(xí)慣；播下一種習(xí)慣，收獲一種性格；播下一種性格，收獲一種命運。,案例6,案例6,“化學(xué)實驗是全面化學(xué)教育的一種最有效的教學(xué)形式?！? ----著名化學(xué)教育家戴安邦,,,第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的表示 （第一課時）,案例7,氫能源,Hydrogen,,歷史回顧,早在300多年前，化學(xué)家們就對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量研究。1673年，英國化

10、學(xué)家波義耳在一只敞口的容器中加熱金屬汞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后質(zhì)量增加。 1777年，法國化學(xué)家拉瓦錫用較精確的定量實驗法，在密閉容器中研究氧化汞的分解與合成中各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系，得到的結(jié)論為：參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。,理論分析,20個氫分子燃燒：,200個氫分子燃燒：,2n個氫分子燃燒,,氫氣,氧氣,參加反應(yīng)氫氣和氧氣質(zhì)量和=生成水的質(zhì)量,2 ： 1 ： 2,實驗探究,用實驗驗證推測是否正確，有哪些問題必須思考？,,確定研究對象,實驗探究,實施實驗準(zhǔn)確 記錄現(xiàn)象,,,歷史回顧,早在300多年前，化學(xué)家們就對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量研究。1673年，英國化學(xué)家波義耳

11、在一只敞口的容器中加熱金屬汞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后質(zhì)量增加。 1777年，法國化學(xué)家拉瓦錫用較精確的定量實驗法，在密閉容器中研究氧化汞的分解與合成中各物質(zhì)質(zhì)量之間的關(guān)系，得到的結(jié)論為：參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。,整理收獲, ,挑戰(zhàn)自我：,1、判斷下列說法是否正確。 （1）煤塊燃燒后，變成質(zhì)量小得多的煤灰，說明煤燃燒的反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律。 （2）碳在氧氣中燃燒后，生成的二氧化碳的質(zhì)量比參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量大。,2、某物質(zhì)在空氣中燃燒，生成水和二氧化碳，則該物質(zhì)中一定包含有（）元素和（）元素，可能含有（）元素。,碳,氫,氧,作業(yè)：,某同學(xué)做了兩個實驗，一是氧化汞受熱

12、分解生成汞和氧氣；二是鎂條在空氣中燃燒生成氧氣和固體氧化鎂。得到如下數(shù)據(jù)：,這兩個反應(yīng)符合質(zhì)量守恒定律嗎？試談?wù)勀愕挠^點？,,魯教版教材中探究活動的類型分布,,,實驗型 55,,討論型 37,,調(diào)查型 6,,其他 2,依據(jù)探究活動完成方式來分,英國科學(xué)家盧瑟福 （E.Rutherford,18711937),粒子散射實驗（1911年）,原子的結(jié)構(gòu)（討論型探究活動),案例8,交流共享,1.絕大多數(shù)粒子能穿透金箔，而且不改變原來的運動方向說明了什么？ 2.有一小部分粒子改變了原來的前進(jìn)方向，甚至有極少數(shù)的粒子被彈了回來又能說明什么？,友情提示： 粒子是一種帶正電且比電子的質(zhì)量大的多的粒子,資料,資

13、料,反思交流,盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核的過程中，哪些是實驗觀察到現(xiàn)象，哪些是推論？在從現(xiàn)象到推論的過程中，你認(rèn)為盧瑟福的思考、計算有什么作用？,學(xué)生收獲： 1、經(jīng)過思考初步建立了原子結(jié)構(gòu)模型。 2、經(jīng)歷了科學(xué)家探究歷程，了解了科學(xué)家是怎樣提出問題---實驗設(shè)想----觀察異?，F(xiàn)象---假設(shè)---計算----推理的探究活動過程。 3、體會到科學(xué)家實驗設(shè)想的巧妙，推理中大智慧，領(lǐng)略了原子世界奇妙。,探究氧氣、二氧化碳制法、性質(zhì)，探究酸堿鹽性質(zhì)、物質(zhì)反應(yīng)條件等。,探究空氣中氧氣含量，質(zhì)量守恒定律，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液、溶液酸堿度測定等。,案例9,空氣中氧氣含量的測定（定量探究活動）,案例9,空氣中氧氣含量的

14、測定（定量探究活動）,拉瓦錫發(fā)現(xiàn)空氣成分實驗,相同點：原理相同，都是利用化學(xué)反應(yīng)消耗相對密閉容器中氧氣，使之容器內(nèi)氣體壓力發(fā)生了變化，而呈現(xiàn)不同現(xiàn)象，以此推斷空氣中氧氣的含量。,對比上述三個實驗,不同點：所選擇反應(yīng)不同，裝置不同，因此測量準(zhǔn)確度不同。,拉瓦錫實驗設(shè)計更精確！,探究元素化合物知識，探究質(zhì)量守恒定律等。,探究物質(zhì)燃燒的條件、鐵生銹的條件、物質(zhì)溶解與能量的關(guān)系等。,探究空氣中二氧化碳的含量會發(fā)生變化嗎？調(diào)查家庭金屬垃圾的種類。如何配制無土栽培的營養(yǎng)液？等 化學(xué)探究樂園.doc,案例10,凈化黃泥水（基于解決實際問題探究）,想一想： 把黃泥水變成純凈的水，你有哪些辦法？,看一看 說一說

15、,仔細(xì)觀察一杯黃泥水，說一說黃泥水中有哪些成份？,,水,不溶性雜質(zhì),可溶性雜質(zhì),微生物,水分子,不溶性雜質(zhì)微粒,病毒、細(xì)菌,可溶性雜質(zhì)微粒,黃泥水的成份,,,雜質(zhì),,,,,如果給你一架掃描隧道顯微鏡你又會看到什么?,,發(fā)揮想象：水中的可溶性雜質(zhì)和微生物能否也用這種篩子原理除去？,過 濾 法,,篩子孔口徑越小，落下去的顆粒越小。,多識一點,一杯污水怎樣變成一杯清潔的可飲用的水？ 湖南籍著名華裔科學(xué)家、世界膜界泰斗黎念之的一項發(fā)明就可以做到。這項發(fā)明可以理解為農(nóng)村篩稻谷的篩子，一“膜”當(dāng)關(guān)，萬般雜質(zhì)莫能過。他解釋，膜就像是一個“過濾器”，讓水通過去，污染的雜質(zhì)過不去。由于成分比納米還要細(xì)微，污水

16、經(jīng)過滲透膜后，有毒有害的物質(zhì)全部被隔離，僅能通過水分子，可達(dá)到99.7% 的清除率。經(jīng)過滲透膜處理的水能夠達(dá)到聯(lián)合國公布的最高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。,,蒸 餾 法,,,規(guī)劃操作步驟及操作要求,一貼、二低、三靠,安全、防止?fàn)C傷,感悟方法，思維升華,一、思考過濾和蒸餾的原理，分離混合物的依據(jù)是什么？ 二、如果要從混合物中提取某種有用的物質(zhì)，我們可以采取哪些途徑？,根據(jù)混合物中各成份（微粒大小、運動速率） 的不同。,1、除去其中所有的雜質(zhì)，留下我們要得到的物質(zhì)。 2、直接取出我們要得到的物質(zhì)。,,,策略四：規(guī)劃探究活動層級水平，逐步發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力。,,,氧氣,二氧化碳,酸堿鹽,金屬,對物質(zhì)認(rèn)識的探究活動發(fā)

17、展層級,從單一具體物質(zhì)認(rèn)識逐步過渡到一類物質(zhì)共性的認(rèn)識，再到一類物質(zhì)個性差異規(guī)律認(rèn)識。,性質(zhì)活潑的氧氣,案例11,,,,,,,,,,,認(rèn)識物質(zhì)通常我們從哪些方面入手？,水（H2O)、氯化鈉（NaCl）、過氧化氫（H2O2）、高錳酸鉀（KMnO4）、氯酸鉀（KClO3） 從元素組成的角度分析推測，以上這些物質(zhì)可能制得氧氣的是哪些？并簡述你這樣選擇的理由。,選擇過氧化氫溶液分解制取氧氣 （簡捷、安全、環(huán)保、經(jīng)濟）,根據(jù)提供的儀器，組裝適合本實驗裝置。請思考并闡述你的設(shè)計理由。,錐形瓶、雙孔橡皮塞、長頸漏斗、分液漏斗、單孔橡皮塞、導(dǎo)管、橡膠導(dǎo)管、玻璃片、集氣瓶、酒精燈,長頸漏斗,酒精燈,導(dǎo)管,單孔塞

18、,分液漏斗,設(shè)計制取氧氣的裝置,排水法,排空氣法,,向上排空氣法,向下排空氣法,探究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一般方法： 選擇不同類別物質(zhì)中的一些代表物進(jìn)行實驗。 如探究氧氣化學(xué)性質(zhì)可選擇單質(zhì)、化合物中某些物質(zhì)進(jìn)行實驗看能否與氧氣發(fā)生反應(yīng)。單質(zhì)：木炭、硫、磷、鐵、銅等；化合物：石蠟、酒精等。,,實驗探究：氧氣的化學(xué)性質(zhì),,木炭,,鐵絲,,蠟燭,大自然的氧循環(huán),O2,CO2,,,大自然的氧循環(huán)過程中伴隨著能量的吸收和放出,沼 氣,,,,,1、氧氣能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。但通常情況下，這些物質(zhì)卻都能與氧氣“和平共處”，這是為什么呢？,交流共享,2、如果空氣的組成不是現(xiàn)在的樣子，而是氧氣占78%，氮氣占21%，

19、世界會是怎樣的？,可見氧氣的化學(xué)性質(zhì) 活潑。,比較,人類無法生存、火災(zāi)頻發(fā)、食物無法儲存等。,氧氣與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)需要條件。,氧氣,原理,檢驗方法,收集方法,裝置,空氣,認(rèn)識物質(zhì)的一般思路,再者利用化學(xué)變化，來探究物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。對化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識思路：我們要想探查一種物質(zhì)有哪些化學(xué)性質(zhì)，即該物質(zhì)能與哪些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？反應(yīng)的條件是怎樣的？選擇反應(yīng)物要考慮選擇在自然界里或日常生活中能與這種物質(zhì)接觸的那些常見物質(zhì)，如果可選取的物質(zhì)有多種，則不妨把它們進(jìn)行分類，選取各類物質(zhì)的代表物即可。一旦發(fā)現(xiàn)物質(zhì)之間發(fā)生了化學(xué)變化，還要從微觀層面分析物質(zhì)的構(gòu)成微粒發(fā)生了怎樣的變化？并且用化學(xué)方程式表達(dá)這一變化

20、。,首先通過感官認(rèn)識它的外部特征，如顏色、狀態(tài)、氣味等，再借助一些工具或手段測量或探查它的其它特征參數(shù)，如熔沸點、密度、溶解性等。這樣認(rèn)識到的性質(zhì)屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，是不需要發(fā)生質(zhì)變就能體現(xiàn)出來的性質(zhì)。,探究二氧化碳性質(zhì)選擇新的探究點,,基礎(chǔ)性探究,,生成性探究,,案例12,,,,,,,,,類比,鎂帶、鐵絲、鋁粉、銅和氧氣的反應(yīng),金屬與氧氣的反應(yīng),實驗記錄,,交流共享,對比鎂、鐵、鋁、銅分別與氧氣發(fā)生反應(yīng)的條件、實驗現(xiàn)象，結(jié)合你的生活經(jīng)驗，分析一下可能有哪些原因?qū)е逻@四種金屬與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度不同？,問 題,鋁比鐵更容易與氧氣等物質(zhì)反應(yīng)，我們通?？匆婅F生銹而很少看到鋁生銹，為什么呢？,

21、鐵鍋,,實驗探究,,,向分別盛有形狀相同的銅、鐵、鋁、鎂的四支試管中，分別加入等體積等濃度的鹽酸或稀硫酸，觀察并記錄現(xiàn)象。,金屬與酸的反應(yīng),銅,實驗記錄,金屬與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的劇烈程度比較,,,,,,,Mg,Mg,SO42-,SO42-,Cu,Cu,圖1,圖2,1.觀察上圖，從微觀角度分析金屬與酸反應(yīng)的 實質(zhì)是什么？,2.比較鎂原子與銅原子失電子的能力大小。 3.依據(jù)此分析結(jié)合實驗現(xiàn)象，按失電子能力給 Mg Al Fe Cu排序。,SO42-,SO42-,SO42-,SO42-,Cu,Cu,SO42-,SO42-,金屬與鹽溶液的反應(yīng),如何設(shè)計實驗證明銅和銀的金屬活動性強弱？,探究活動的水平層次,,凸顯學(xué)科核心價值化學(xué)基本觀念，意義深遠(yuǎn) 。,,寄,語,,讓教學(xué)成為充滿智慧的活動，與孩子們一起分享快樂！ 讓我們詩意地耕耘在化學(xué)教育沃土上，享受著化學(xué)科學(xué)獨特魅力。,,敬請各位專家、老師批評指正 謝謝大家！ 2011年10月,