设计探究性实验培养学生的探究精神
文/吴国庆
关于探究性实验,课本上给我们举出了两个例子:(1)铁制品生锈条件的探究;(2)调查化肥、农药的化学成分,结合使用的注意事项
分析
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利弊。课程标准里给我们举出了三个例子:(1)分子的运动;(2)质量守恒定律的探究;(3)空气中二氧化碳的测定。通过这些实验可以激发学生勇于探究的精神,唤起学生探索知识的热情,培养学生自主探究学习的能力和创新意识,全面提高学生素质。下列是我们开展探究性实验的一次尝试:
问题:研究Mg、Fe、Al、Cu几种金属的活动顺序。
探究过程:
一、收集事实和资料,提出实验
方案
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通过已掌握的知识,提出了如下两套实验方案。
方案1与氧气反应的剧烈程度(实验现象)
1.资料
(1)镁、铝在常温下极易被氧化生成一层致密坚固的氧化膜,从而使金属失去光泽,常温下,在干燥的空气里,铁不易跟氧气起反应,铜很稳定。
(2)镁能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光:
2Mg+O22MgO
铝在空气里,在高温下,可发生这样的反应:
4Al+3O2=2Al2O3+Q
铁丝在纯净的氧气中能剧烈燃烧,火星四射:
3Fe+3O2=Fe3O4
2.验证有关事实
(1)把铝粉或铝箔放在氧气里加热,铝燃烧放出大量热,同时发出耀眼的白光。
(2)把铜丝放在酒精灯上灼烧,铜丝表面变黑。
3.分析结论:镁、铁、铝、铜四种金属的活动顺序是:镁>铝>铁>铜。
方案2与酸反应的速度快慢
探究过程:
1.提出假设:金属越活泼,越容易失去电子生成阳离子,而使酸中的H+还原成H2,则与酸反应越剧烈。
2.验证假设:用四支试管各取相同质量、相同浓度的稀硫酸,四支试管中分别加入等质量的上述四种金属,观察产生气泡的快慢。
3.分析结论:镁表面产生气泡速度最快,铝次之,铁生成气泡速度缓慢,铜表面无气体生成。这四种金属的活动顺序是:镁>铝>铁>铜。
二、交流结论,寻求理论解释
因为镁、铝、铁、铜核外电子排布不同,最外层电子数不同。
三、应用结论,水法冶铜
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
本次尝试,学生自己设计,自己动手,充分体现了学生的自主学习原则,在一定程度上培养了学生探究知识、分析问题、解决问题的能力。
化学的研究性学习有两种基本程序:
(1)提出问题→收集实验事实→事实和资料的处理→得出结论→应用。
(2)提出问题→提出假设→验证假设→得出结论→应用。
在教学中,我们要大胆改革,锐意创新,积极培养学生的科研意识,以提高学生的创新能力,从而全面提高学生素质。