化学实验探究教学的思考和案例分析

案例二、硫的转化 （第2课时）（鲁科版）

濉溪二中 张再好

 

淮北市使用山东科技出版社出版的教材二年多了, 为探讨在新课程背景下如何进行课堂教学,教研室举行了大量的教研活动。我很幸运被安排上一节化学研讨课“实验室里研究不同价态硫元素间的转化” 。本节教学内容是山东科技出版社出版的 《必修化学1》 第三章 “自然界中的元素” 第三节 “硫的转化”中的第二课时。这部分教学内容既是本节的核心内容, 同时硫及其化合物的相关性质也是元素化合物知识核心内容, 在整个必修化学学习中具有重要的地位和作用。

本节课是在第一节课了解含硫物质在自然界中转化的基础上，引导学生探究在实验室如何实现不同价态硫元素之间的转化，运用了氧化还原反应的理论来解释硫的转化。

本节教材内容主要包括四条主线:一是自然界中不同价态的硫的转化; 二是实验室中不同价态的硫的转化; 三是工业上不同价态的硫的转化；四是酸雨及其防治，通过探讨实验室中不同价态的硫的转化起到承上启下的作用，使学生的学习过程：自然界—实验室—自然界中的过程；自然界中的现象—实验室中研究—解决自然界中实际问题的过程；事实—理论解释—运用理论的过程。

高中化学新课程以全面提高学生的科学素养为宗旨, 构建知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标体系。根据本节教材内容的特点, 确定本节课的教学目标如下:

1.知识与技能

（1）使学生掌握-2价、0价、+4价、+6价硫元素间的相互转化；了解SO₂的性质。

（2）培养学生设计实验、实施实验、观察实验、分析实验现象、创造性解决问题的能力，以及探究意识和探究能力。

2．过程与方法

通过学生设计实验、实施实验、观察实验、分析实验现象，掌握-2价、0价、+4价、+6价硫元素间的相互转化。

3情感态度与价值观

通过实验探究, 体验合作探究的乐趣, 培养科学的态度和精神并且增强学生的环保意识。

为落实这些教学目标, 体现新课改所倡导的自主、 探究、 合作的学习方式, 针对本校学生的实际情况,对课堂教学进行了精心设计。在进行教学设计时, 主要考虑的是: 首先创设情境激起学生学习的兴趣并对探究活动所需要的知识进行复习以便探究活动的开展。然后让学生利用已学过的研究物质性质的程序和方法对不同价态硫元素间的转化进行探究。( 在这一环节中, 因学生水平和时间所限, 不能让学生进行所有的实验, 所以采取先设计实验方案, 然后评价确定可行的实验方案后再进行分组实验)实验探究结束后对探究结论进行汇报、 评价和总结。最后再通过练习巩固所学的知识并引导学生对探究过程进行反思。

具体教学流程如下:

教学活动1: 通过介绍在自然界中含硫物质可以依靠大自然的作用进行转化，人类在生产和生活中也在寻求转化含硫物质的方法。今天你们作一次化学家，在实验室里设计实验研究硫的转化。引入具有挑战性激发学生的探究兴趣。

教学活动2: 我们今天要研究的是-2价、0价、+4价、+6价硫元素间的相互转化，需要什么样的理论支持，要完成任务需要那些试剂并且预测不同价态硫元素的氧化性或还原性。

教学活动3: 教师为学生提供化学试剂要求学生选择使用，教师给学生一些必要的指导, 如实验的目的要明确、 设计的实 验 现 象 要 足 够 明 显 、H₂S、SO₂ 气体都有毒要求学生注意等。

教学活动4: 学生以小组为单位讨论并设计实验方案探究-2价、0价、+4价、+6价硫元素间的相互转化。具体为-2价的有还原性、0价既有氧化性又有还原性、+4价价既有氧化性又有还原性、+6价的有氧化性。

教学活动5: 小组代表汇报各组设计的实验方案。

教学活动6: 师生共同讨论这些实验方案并确定可行性方案:

（1）探究-2价的硫有还原性用H₂S溶液中通入SO₂气体或SO₂气体通入到Na₂S溶液中都能产生淡黄色的沉淀。

（2）探究0价的还原性可用S与强氧化性物质如酸性KMnO₄ 溶液、 HNO₃   、  浓H₂SO₄氧气等；0价的氧化性可用金属反应如 钠、铁、铜等

（3）探究+4价的还原性可用SO₂与硝酸、酸性高锰酸钾、氯水等物质，探究+4价的氧化性可用H₂S气体等。

    （4）探究+6价的氧化性可用浓H₂SO₄与多种金属、非金属和化合物反应例如可用铜、硫、硫化氢等物质反应。

教学活动7: 学生以小组为单位进行分组实验, 1- 3组实施方案 ( 1) , 4- 6组实施方案 ( 2) , 7- 10组实施方案( 3)和( 4) 。

教学活动8: 小组代表汇报和补充实验探究的现象和结论。

教学活动9: 学生共同概括总结不同价态硫元素间的转化关系以及反应的类型和条件。并且画出转化关系的网络图。

教学活动10：理论联系实际要求学生学习工业制硫酸的方法，利用刚学习的知识分析工业制硫酸的过程。

教学活动11: 进行有关硫元素之间相互转化的练习来巩固本节课所学的知识。

教学活动12: 让学生自由发言讲述学完本节课的感想，让学生课下反思实验探究的过程。

1.本节课实现了三维目标的有机结合，这节课通过讨论不同价态硫元素之间的转化关系来进一步学习氧化还原反应的理论知识和提高学生的环保意识。

学生通过 “提出问题—建立猜想和假设—进行实验探究—汇报交流—归纳总结”的学习过程来学习这些知识, 并且在探索这些知识的过程中领会到了过程与方法的真谛, 体验了成功的喜悦, 进而激发了更强烈的学习动机, 培养了科学的态度和精神, 较好地实现了三维目标的结合。

2.本节课学生是活动的主体因此学生自主学习能力得到培养，学生只有具有了学习的主动性,才可能达到学习的高效性。

在本节课中, 学生在老师的指导下了解到硫元素在自然界中有不同的化合价。学生利用氧化还原的知识预测不同化合价的硫则有不同的氧化性和还原性。学生首先根据已经学过的知识进行预测和假设, 然后再自己设计实验方案, 自己实施实验方案, 最后同样是自己进行概括整合得到结论。这些学习过程都是学生在老师的帮助下自主完成的, 他们是学习活动的主人和积极参与者。在学习的过程中他们体验成功和失败, 并在对成功和失败的反思中进行自我监控和指导, 以利于进一步的自主学习。

3.本节课促进了学生探究能力的发展，以科学探究为突破口转变学生的学习方式, 培养学生的科学探究能力,是高中化学新课程改革的重要内容和目标。

本节课中, 学生首先根据不同价态的硫对应不同的物质, 然后根据物质的类别和已有的关于氧化还原反应的知识对不同价态硫元素的氧化性、还原性进行预测和假设, 进而通过设计并实施实验来验证预测和假设, 最终通过汇报和交流进行了关于硫及其化合物的氧化性和还原性的知识建构。在探究的过程中, 学生的探究能力在老师的指导和帮助下得到了较好的发展, 并且在探究后留下了情感体验。

4.本节课中教师引导学生开展合作的学习是新课程所倡导的一种较好的学习方式。

在合作学习中, 小组成员互相启发, 互相帮助, 不同智力水平、 认知风格的学生实行 “互补” , 达到共同提高。本节课中, 学生进行了小组内讨论来设计实验方案, 小组内合作来进行实验验证, 小组间汇报交流实验结果来获得硫及其化合物的相关知识。在合作中, 学生围绕共同的目标既相互分工, 又相互协作, 在充分调动每一个成员积极性的基础上, 培养了团队精神和合作能力。

1.探究活动的实际效果不理想，由于教师在教学设计时过于追求学生 “动手做” , 总想着交给学生的任务多一点, 让学生多进行实验操作, 而忽略了学生的知识基础和实际水平。由于实验方案的设计跨度较大, 结果很多学生无所适从, 不知道如何去选择试剂, 也不知道发生哪些现象可以证明结论, 甚至有个别学生不知道氯水的主要成分, 认为氯水就是盐酸。很多学生虽然已经学习了氧化还原反应的相关知识, 但对物质氧化性、 还原性与物质中所含元素化合价的关系, 物质的氧化性、还原性证明方法未能深刻领会。这直接导致了实验方案设计时的无所适从, 不知所措: 有些学生在设计实验时, 眼睛盯着试剂瓶, 目光茫然; 有些学生不断向老师提问一些与实验无关的问题等等。这就要求教师在进行教学设计时, 要深入了解学生的实际水平和知识基础, 对探究活动进行精心设计, 并在学生的探究过程中提供及时和必要的指导。另外探究结论也就是知识的落实不够到位, 课堂效益不好。课后的测验也证明了这一点。最后的概括总结和巩固练习未能充分进行, 学生对硫及其化合物的相关反应印象不深, 这些知识之间的联系更无从谈起。新课改所倡导的探究, 旨在转变学生的学习方式, 让学生有更多的机会主动经历和体验科学探究过程, 激发学生学习化学的兴趣, 使学生在积极主动地获取化学知识的过程中增进对科学的情感, 理解科学的本质, 学习科学探究的方法, 促进学生科学素养的全面提高。这就要求在引导学生进行探究学习时要精心选择探究内容, 使学生在探究后既能够留下深刻体验, 同时又能更好地理解和掌握知识, 而不是追求形式和场面的热闹。

2.时间少与内容多的矛盾解决不好，在实际教学过程中, 由于学生的实验探究占用了大量的时间, 导致在课堂时间有限的情况下, 实验的评价、探究结论的落实环节仓促进行, 没有收到良好的效果。这一方面是因为本节教学任务确实繁重, 要求掌握的知识和技能点多。( 这一点, 在当前的课时安排下不好解决, 只能通过优化课堂教学, 提高课堂教学的效率来实现)另一方面, 在教学设计过程中, 对学生已有知识经验估计不足, 利用不够。学生在本节课前, 已经学习了关于硫单质的很多化学性质, 而在硫单质参与的化学反应中硫既有还原性又有氧化性, 这一点学生都已经理解了, 在教学设计时没能充分考虑这一点。若能利用好这一点, 就无需学生再去设计实验方案进行探究硫的氧化性和还原性, 直接作为已有知识经验复习提问即可。

3.教学设计受教材的束缚较大，由于自己的头脑中还或多或少地存在 “教教材” 的观点, 认为教师的任务就是指导学生获得教材所提供的知识, 要按教材的思路和要求去进行教学设计, 这就限制了自己的创造性和教学的个性化。如在本节教学设计中,就过分强调了研究物质性质的一般方法和程序, 没能根据 “实验室里研究不同价态硫元素间的转化”这一具体的学习内容, 进行更有针对性的程序和方法指导。其实, 在本节课中, 对学生的探究更有价值的指导方法应是如何通过实验探究不同价态硫对应物质的氧化性和还原性的方法。SO₂的氧化性验证如果用演示实验的方式处理就可以对学生进行这种有针对性的方法指导。再如, 在探究硫及其化合物的氧化性和还原性, 拘泥于教材, 让学生去设计所有的实验, 而没能根据学生的实际水平和已有知识经验进行优化调整, 又如浓硫酸使用时是有危险的，应当有教师亲自完成。如关于单质硫的氧化性和还原性, 这一点就无需再通过实验验证, 完全可以通过复习提问的方式解决, 浓H₂SO₄的氧化性用演示实验的方式处理等。

经过对教学活动的反思, 请教专家, 对教学设计进行了适当改进, 经课堂教学实践检验, 效果较好, 达到了预期的教学目标。主要改进如下:

1.探究浓硫酸的氧化性时，为了节省时间和安全同时也可提高学生的观察能力，由教师做演示实验学生观察效果更好而且教师做演示实验也可以规范学生的实验操作。

2.有关硫单质的氧化性和还原性问题，在上节课已经学习过了，这节课只要复习提问便可以了，不需要再花时间探究了，可以节省时间。

3.本节课是安排在氮的循环之后，因此可以借助研究上节的学习方法来推测不同价态硫元素间的转化关系；硫的转化知识也是在探究氧化还原反应因而也可以用研究铁及其化合物之间的转化的方法来探究。

4.在研究  SO₂的漂白性时应区分的说明：SO₂使酸性高锰酸钾溶液褪色、品红溶液褪色和使NaOH溶液（含酚酞）褪色的原因不同。

 

 

案例三、化学反应的快慢和限度（第1课时）（鲁科版）

陈 静

（淮北市第一中学，安徽淮北  235000）

1.    了解化学反应速率的概念及表示方法。

2.    知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

3.    初步了解如何调控化学反应的快慢。

通过实验探究活动，培养学生设计半定量实验方案的能力，以及分析和处理实验数据的能力。

1.    通过“联想·质疑”、“活动·探究”等活动，激发学生探索未知知识的兴趣，让他们享受到探究未知世界的乐趣。使学生初步学会从化学视角去观察生活生产和社会中关于化学反应速率的问题。

2.    通过“认识化学反应的快慢”，“催化剂对化学反应速率的影响”，等实践活动，培养学生严谨认真的科学态度和精神。通过对化工生产资料的学习，培养学生理论联系实际、勤奋好学的学习热情。

知识与技能上重点、难点

化学反应速率及温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响。

过程与方法上重点、难点

学会对照实验的实验方法，实践－理论－指导实践的认识问题及解决问题的方法。从特殊到一般的认识事物的思维方法。

预习 第二节 化学反应的快慢和限度。个人设计探究方案。将学生每3－4人编为一组，教学媒体、课件。20组实验仪器（试管[里面放药品，贴标签]、试管夹、酒精灯、镊子）、实验药品。

问题推进、分析类比、实验探究

 

 

 

 

 

 

 

 

 

新课标要求课堂教学中突出以学生为本，关注学生在学习中参与和体验的过程，关注学生的学习情感态度价值观的培养。因此，我将课堂的主宰权交给了学生，以学生自主探究为主，充分发挥学生的主体作用，还课堂于学生，我作为课堂的组织者，为学生创设问题情境，提供探究所必要的条件和设施，引导学生自主探究。本节课是对反应速率的认识，我设计了知识、能力两条主线，知识线，使学生通过阅读教材和实验探究，认识反应速率及其影响因素，能力线，使学生在获取知识的同时，学会了科学的学习方法，提高了解决问题的能力。同时注意设计从社会生活走进化学，从化学走向社会生活，让学生感受到学以致用的快乐，提高学生学习化学的兴趣。

 

淮北市第一中学  陈 静

《化学反应的快慢和限度（第一课时）》这一节课经过我校化学备课组的集体努力，于4月13日上午第二节课在化学实验室顺利完成，回顾执教过程，有感想、有体会，但更多的是收获，这既是自己反思的结果也是同伴互助的结果，更是专家引领的结果。
    本节课，主要目的是让学生通过实验探究影响化学反应速率的因素，了解影响化学反应速率的因素，并初步运用这些影响因素调控化学反应速率。这样的探究能充分发挥学生的动手、动脑的能力。教学中通过为学生的探究提供开放式的学习环境，培养学生的探究能力、实验能力、同学之间的协作能力。但是，如何调控探究课，怎样引导学生进行探究？这对于熟悉了老教材处理的本人来说是一个高难度的挑战。

在第一次上本课时，我没有摆脱多年的教学习惯“穿新鞋走老路”，三维教学目标仍是着重知识目标的落实。学生活动不够，虽然实验方案由学生设计，可评价却是我个人的表演，而且分组实验每组只做一个，不利于学生对整体的知识掌握。另外幻灯片的制作过多过花哨，这样教师对电教设备的使用就过于频繁，活动受到限制，学生的注意力也不容易集中。课堂上气氛看似活跃，但实际仍是学生在围着教师转，教师是中心，学生只是在被动的接受知识。实践证明，直到下课，有些学生还处于思维混乱中。
    在第二次的教学中，我改变了教学设计，为了充分发挥学生的能动性，我决定放开手让学生自己去探究，学生设计实验方案 ——学生评价实验方案—— 学生实施实验——学生总结结论。课堂上，学生们都表现的非常激动，人人都抢着回答问题，抢着做实验，但因提前没预习又对探究程序的不熟悉以及小组分工的不明确，整个过程都乱糟糟的，特别是实验有抢试剂的、有跑去洗试管的、也有无所事事的等等，教室里乱成了一锅粥，在匆匆忙忙中，下课的铃声就响了，结果，学生、教师都一脸无奈的抱怨着时间太短，最终没有按时完成教学任务。
　　经过认真的反思，本人吸取前两节课的经验教训，在第三次时，我在教学设计上注意了这样几点：一、课前，安排学生预习并个人设计好探究方案;将学生每3－4人编为一组，并要求组内要分好工。二、课堂上突出体现了学生的自主学习的意识。组内讨论交流设计实验方案——展示实验方案——全班交流、评价、优化实验方案 ——每组均做5个已优化的实验—— 组内分配任务 ——完成探究任务 ——全班交流探究结果 ——学生谈感受（知识、能力两方面）——学以致用。三、立足课内，联系生活。开始时从生活引人化学，结束时又从化学走进生活，注意了课堂的前后呼应。四、注意对课堂结构的合理安排：1、了解化学反应速率的概念及表示方法（5分钟）。2、组内讨论交流设计实验方案（3分钟）。3、全班交流、评价、优化实验方案 （10分钟）。4、组内实验，完成探究任务 （10分钟）。5、全班交流探究结果（7分钟）。6、学生自我反思（5分钟）。7、学以致用（4分钟）8、教师总评（1分钟）。五、不过多使用电教及其他辅助手段，教学程序也比较简洁。此外，本人在讲授本节内容时，也特别注意去营造宽松、民主、平等、和谐的学习氛围，积极创设问题情境，努力搭建师生互动平台，使学生在“活动”中学习，在“主动”中发展，在“合作”中增知，在“探究”中创新。就这样在本人有序的引导中，不但顺利的完成了教学任务，而且，通过练习证明，教学效果非常好。当然，在施教中也存在一些不足，如设置融于生活的事例偏少，评价激励不够，总结得还不够简略等。本人会以这次公开课活动为契机，努力转变传统教学观念，正确把握新课程理念，积极参加各种新课改教研与培训活动，不断充实自我，完善自我。

通过这次探究式教学实践，本人对如何有效的进行探究式教学有以下体会。

有效的探究教学必须是以学生为本，能充分激发学生的探究兴趣与热情和能突出地实现新课程三维目标中的一个或多个的，只有有效的探究才能获得有效的教学效果。若要使探究活动有效，必须注意做到以下几点：

1、 要选择适当的内容。 探究需要经历"提问--假设--实验--解释--反思--表达"这一过程，有些知识内容是不易设计成探究活动去获取的。因此，首先要注意选择适合的内容。一般来说，化学实验不复杂、需要时间不长、实验现象明显、实验条件简单等，才比较适合设计成探究式教学。

2、要有明确的探究任务和目标。探究活动才能做到有的放矢，否则探究活动虽然热闹，但学生一阵忙乱后就成过眼云烟了（就象本人的第二次教学），这样就成为一个无效探究。

3、改变教师的“导演者”角色，突出学生的主体地位。教师要以参与者和宏观调控者出现，参与学生的探究活动，为学生做一些咨询服务，提供一些合理化的建议。学生会逐步学会自主发现问题，确立探究课题，设计探究方案，并按自己的方案进行化学实验、总结和反思。

4、要使小组合作学习真正有实效。为防止学生之间的合作形式化，教师必须加强指导，让学生学会交流。其一，小组的安排要合理，分工要明确。其二，讨论学习的时间要适度。其三，交流的方式（学生间的相互倾听）、学习的结果要反馈。

5、在组织探究式学习过程中要留给学生更大的探究空间 。要允许多种假设，肯定所有的探究活动，尤其是对失败的探究也应给予探索价值的肯定。因为就化学学科而言，几乎可以说"成功的"和"失败的"探究有着同样重要的意义。

总之，此为个人对有效的进行探究式教学的一些学习与思考，希望与大家共同探讨。

 

 

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