教学的中心在于建造假设与实验验证

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一、高中化学探究教学的理论基础

认识的过程一般都遵循着“实践－认识－再实践－再认识……”的总规律，但科学探究作为一种特殊性的认识，其认识过程模式一般为：

科学认识论强调，真正的学习已不仅仅是指知识本身，而且还包括获得知识的过程和方法。知识的再生过程应当以适当的形式重演知识的生成过程；学生所认识的知识，虽然相对于人类而言是已知的，但对学生而言却是未知的。因此学生要想认识知识，也必须按照认识的一般过程来进行探索。

二、高中化学探究教学的基本模式

探究教学的教学模式多种多样，但是实质和特征都基本相同，只是在形式上略有差异。在高中化学的探究教学中应该根据教学目标、教学内容、学生的认知基础等因素的不同进行选择。一般来说主要包括“实验探究”和“问题探究”两种基本模式。

(一)实验探究模式

“实验探究模式”是指学生在教师的引发下，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，根据自己设计方案，通过实验探索进行积极主动的分析和思考，去探求未知和解决问题的一种教学模式。其一般流程为：

其主要步骤包含：①在教师指导下进行有针对性的实验，并对结果进行分析；②提出问题或问题的关键所在，从而明确问题；③根据自身已有的认知经验提出解答问题的猜测和假设；④搜集资料或收集必要的材料设计实验，验证假设；⑤作出判断，形成结论，并进行合理的评价并与他人交流。

案例1：褪色原因的探究

实验情景：在NaOH溶液加几滴酚酞溶液，溶液变红，再加几滴新制氯水，变无色。

提出问题：为什么试管中的酚酞最终变为无色?

提出假设：①NaOH与氯水中HCl、HCIO发生中和反应，使C(OH-)减小，酚酞褪色。

②氯水中HCIO氧化酚酞使其结构破坏而褪色。

实验探究：①在含酚酞的NaOH溶液申，滴入HCl溶液至溶液褪色，返滴NaOH溶液，又呈红色。

②在含酚酞的NaOH溶液中，滴入氯水至溶液褪色，再滴NaOH溶液，溶液不变红色。

交流评价：学生在讨论、交流基础上获得共识。

得出结论：新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色，是由于HCIO的氧化漂白作用。

(二)问题探究模式

“问题探究模式”是指以学生为主体，以学生主动探索问题的实践活动为策略，使学生在学习中理解并初步尝试科学研究的基本过程。此模式教学贯彻“问题解决”这一中心，其根本目的是为了能达到学生知识的主动构建。其一般流程为：

其主要步骤包含：①教师设计适当的问题情景，使学生发生认知冲突；②运用猜想与假设，与认知结构中的前概念建立联系；③在对各种假设整理归纳的基础上，鼓励学生设计出合理的探究方案；④通过实验探究或逻辑推理，验证假设，寻求认知冲突的解决；⑤引导学生以科学概念代替错误概念，达到认知重组。

案例2：苯的结构的探究

提出问题：苯分子具有怎样的结构?

讨论交流：学生讨论交流，对给予的大量信息做初步的分类与思维加工。

形成假设：假设一：若苯分子为链状结构。(试根据苯的分子式写出二种可能的结构)

假设二：若苯分子为环状的结构。(试画出可能的结构)

设计方案：①能否使溴水褪色?

②能否使酸性高锰钾溶液褪色?

史实情景：介绍化学史实。

讨论交流：学生讨论并预测结论。

结论阶段：确切地表示苯分子的结构。

三、高中化学探究教学的基本程序

1．创设问题、引发探究。学生的学习过程就是一个不断发现问题、分析问题、解决问题和再去认识更高层次问题的过程。问题对于学习过程来说，有着至关重要的引导作用。以问题为中心，围绕科学的并能激发学生思维的问题展开教学，也是探究教学的重要特征。创设探究情境就是创设一种提出问题、探索问题的教学情境。

2．活动探究、探索问题。明确问题之后，教师要组织学生围绕问题进行活动探究，该过程是整个探究教学的关键环节，它一般包括猜想假设、制定计划、收集证据、解释结论、评价交流几个基本要素。探究活动中可以突出其中的一个或几个要素，各个要素的顺序也可以因探究的内容不同作适当调整。

3．评价教学、完善探究。教学评价是教学各环节中必不可少的一环，一般包括学生自我评价与教师评价。学生自我评价就是学生对探究学习过程和结果的反思与评价、表达与交流的过程。评价的内容主要涉及学生的探究活动准备情况、对探究内容的兴趣度、探究过程中的参与度、探究活动中合作交流情况、对探究活动结果的正确性及满意度等。教师评价是教师对学生探究学习进行评价，可以采用书面测试、活动表现评价等方式。

四、高中化学探究教学中的两个关键：假设与验证

探究教学的过程一般包括“提出问题－查询资料－建立假设－实验验证－形成结论－评价交流”等几个基本环节。化学是以实验为基础的学科，其探究活动的核心应该是“建立假设”与“实验验证”两个环节。

(一)建立假设

“假设”是指学生根据已有的学习经验，对需要探究的问题猜想出来的一种或多种可能的答案或结论，它是科学探究的重要特征之一。教师要对学生提出的假设不要做太多的评价，但是要引导他们对种种假设进行整理归纳，教师对学生因知识上的欠缺而产生离题的假设要给予必要的启发，为学生提出恰当的假设铺路搭桥。一般可以运用归纳法、演绎法、分类法、类比法等方法引导学生提出假设，现以归纳法为例予以说明。

案例3：盐类水解的探究

实验情景：醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液分别滴加酚酞和石蕊试剂。

明确问题：醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐的水溶液酸碱性为什么不同?

分析讨论：醋酸根与水电离的氢离子结合生成弱电解质醋酸，所以溶液显碱性。

归纳假设：某盐离子能与水电离出的氢离子结合生成弱电解质，则溶液显弱碱性；某盐离子能与水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质，则溶液显弱酸性。

实验验证：通过实验验证假说的正确性，明确适用范围并形成理论体系。

交流运用：应用于解决实际问题。

(二)实验验证

任何假设与猜想都必须通过实验进行验证，在这个过程中要把假设变成可行的、具体的实验方案。学生要选择实验的用品和设计实验的步骤，对学生而言这一步难度较大，教师不仅要给予学生知识上的铺垫，还要给学生探究方法上的指导。学生自行设计实验方案后，首先要讨论其安全性；可行性、简约性。对有些不能解决的问题教师要及时给予点拨，激活学生思路的中断点，引导学生克服思维定势，寻找解决问题的方法。在点拨学生时，不宜多讲更不能代劳，只要把关键的问题点到即可。

案例4：苯酚与钠的实验探究

设计方案1：直接加热苯酚，使其熔化，然后再加入钠进行反应。

学生评价：苯酚有毒、易氧化，苯酚在加热时颜色会发生变化，而影响实验效果。

设计方案2：用乙醇把苯酚溶解，形成苯酚溶液，然后再加入钠进行反应。

学生评价：苯酚和乙醇都与钠反应都产生气体，气泡不能证明是苯酚与钠反应。

教师评价：关键要选择一个合适的溶剂，既能溶解苯酚，又不与钠反应。让学生合作讨论，交流，经过实验比较。