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课程标准（2011年版） 科学探究 解读,山西省教育科学研究院 范宏琍,一.科学探究,从学科领域或现实生活中选择和确定研究主题，在教学中，创设一种类似于学术（或科学）研究的情景，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流活动，获得知识、技术、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程。 钟启泉基础教育课程改革纲要（试行）解读,二.科学探究的地位与作用,科学探究的地位,课程性质在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。 课程基本理念让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程，在知识的形成、相互联系和应用过程中养成科学的态度，学习科学方法，在“做科学”的探究实践中培养学生的创新精神和实践能力。,科学探究的作用,1.使学生更好地理解化学知识形成的过程 2.有效地发展学生思维和解决实际问题的能力 3.促进学生在多个领域里学习 4.引导学生在实践中学会交流，学会合作 5.培养学生的科学精神和创新能力 6.强化学生关注现实、关注社会发展的意识和责任感 7.为全面评价学生提供实践途径,二.科学探究的学习内容,增进对科学探究的理解 发展科学探究能力 学习基本的实验技能 完成基础的学生实验,(一)增进对科学探究的理解,1体验到科学探究是人们获取科学知识、认识客观世界的重要途径。 2意识到提出问题和做出猜想对科学探究的重要性，知道猜想与假设必须用事实来验证。 3知道科学探究可以通过实验、观察等多种手段获取事实和证据。 4认识到科学探究既需要观察和实验，又需要进行推理和判断。 5认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。,(二)发展科学探究能力,(三)学习基本的实验技能,1能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热等基本的实验操作。 2能在教师指导下根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作。 3初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。 4初步学会用酸碱指示剂、pH试纸检验溶液的酸碱性。 5初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。 6初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。 7初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。,（2013山西27）化学小组同学为鉴定某工厂排出的无色污水成分， 他们查阅该工厂的有关资料后， 推测出污水中可能含有Cl、Na2SO4、NaOH、Na2CO3 中的一种或几种物质， 同学们取污水进行了如下探究： （已知Na2SO4溶液呈中性） （ ） 测污水的pH：取一张pH试纸， 放在玻璃片上 ，读数为pH ， 由此可知：污水中一定有 ， 可能有Na2SO4。,（2）检验Na2SO4是否存在： 甲同学在一支试管中取少量污水， 向试管中滴加少量的 溶 液， 振荡， 产生了白色沉淀， 反应的化学方程式为 ， 证明污水中有Na2SO4存在。 乙同学用物理方法也得到了同样的结论， 他的实验操作及现象是 。 考查：初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。,2013山西23题（ ） 水是一种重要的化学资源， 写出实验室用水鉴别的一组物质 。 考查：初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。,（2013山西26 题）： 同学们在实验室用5 的2O2溶液制取氧气并进行氧气性质实验。溶液配制：用50l 30% 的H202溶液（密度为1.13/cm3）配制5 的H202溶液（密度约为/cm3）。溶液配制过程中，除用到玻璃棒外，还需用到下列仪器中的 。 . 托盘天平 . 烧杯 . 漏斗 . 量筒 . 胶头滴管 考查：初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。,气体制备： 用配制好的5 H202 溶液和 MnO2 制取O 。 请你在“ ”、 “ ” 两套装置中选择其中一套， 并说明选择的理由 ， 该反应的化学方程式为 。 待反应结束后同学们回收了 混合物中的MnO2，实验操作为 。 考查：能在教师指导下根据实验需要选择实验药品和仪器；初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。,（2013山西10 题）： 在实验室中， 同学们用如下装置制取纯净的CO2，下列说法不正确的是 查阅资料 饱和碳酸氢钠溶液可以吸收HCl而不吸收CO2 A. 中固体反应物也可用Na2CO3固体代替 B. 中没有白色沉淀产生，说明CO2气体中已经不混有HCl C. 中浓H2SO4的作用是吸收CO2气体中混有的H2O D.将燃着的小木条放在中的集气瓶口， 可以检验集气瓶是否收集满CO2,(四)完成基础的学生实验,教师应结合具体的教学内容和学校实际，积极创造条件，通过多种途径，安排和组织学生至少完成下列化学实验活动。 1粗盐中难溶性杂质的去除。 2氧气的实验室制取与性质。 3二氧化碳的实验室制取与性质。 4金属的物理性质和某些化学性质。 5燃烧的条件。 6一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制。 7溶液酸碱性的检验。 8酸、碱的化学性质。,课程标准中的其他实验或实验系列,1.探究空气组成和组成成分的主要性质 实验探究空气中氧气的体积分数。 氧气和二氧化碳的制取和性质。 探究呼出的气体中二氧化碳的相对含量与空气中二氧化碳相对含量的差异。,2.探究水及其溶液的组成和性质 根据实验现象推断水的组成。 试验活性炭和明矾等净水剂的净水作用。 比较氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠三种物质在水中溶解时的放热(或吸热)现象。 根据已知比例配制某种无土栽培所需的无机盐营养液。,3.探究金属及其化合物的性质 探究金属的物理性质和某些化学性质。 用实验方法将氧化铁中的铁还原出来。 设计实验探究锈蚀的条件 实验探究酸溶液、盐溶液与金属发生的置换反应及其规律。,4.探究常见化合物的性质 试验某些植物花朵汁液在酸性和碱性溶液中的颜色变化。 使用pH试纸检验唾液、食醋、果汁、肥皂水、雨水和土壤溶液等的酸碱性。 自制汽水。 常用铵态氮肥的检验。 实验探究酸碱的主要性质。 设计实验，探究农药、化肥对农作物或水生生物生长的影响。,5.探究物质的构成 实验；水的电解。 加热碘固体，观察发生的现象。 粗盐中难溶性杂质的去除。 实验：比较空气和水在被压缩时的体积变化情况。 观察并解释浓氨水和浓盐酸相互接近时的“空中生烟”现象。,6.探究物质的组成及其变化 设计实验证明加热碱式碳酸铜有新物质生成。 观察铜锌原电池实验。 观察二氧化锰、硫酸铜溶液对过氧化氢分解反应的影响。 实验探究化学反应前后的质量关系。 用简单的实验方法区分棉纤维、羊毛纤维和合成纤维(如晴纶)。,7.探究能量的转化 镁条燃烧、高锰酸钾加热分解。 设计实验：氢氧化钠与盐酸能发生化学反应。 观察某些燃料完全燃烧和不完全燃烧的现象。 燃烧条件的实验探究。 氢气的燃烧。 观察少量汽油、柴油、润滑油样品的燃烧现象。,案例分析,人们吸入的空气和呼出的气体有什么不同,“人们吸入的空气和呼出的气体有什么不同”教学案例,探究环节1 收集吸入和呼出气体 【设计实验】 方案1：排水集气法 方案2：用塑料袋收集 【提出问题】请比较两种方案的优劣。 【评价】学生对两种方法讨论后得出评价意见：用排水法收集的气体中水蒸气含量可能会增加，二氧化碳的含量可能变小。用塑料袋收集误差较小，但后续实验操作不方便。 【实验】用两种方法收集空气样品和呼出气体样品。 点评：教师启迪学生根据日常经验探究出用塑料袋收集气体的方法，培养学生的发散性思维。让学生比较两种方法的优劣，一是可以培养学生逻辑思维能力；二是培养学生严谨的、实事求是的科学精神；三是为后续探究二氧化碳含量时对变量的控制分析打下伏笔。,探究环节2 比较两种气体中氧气的含量 【设计实验】用燃着的木条检验空气与呼出气体的样品中氧气的含量，观察燃烧的时间； 【进行实验】将燃着的细木条分别 放入空气样品与呼出气体样品中， 【观察现象】有的组呼出的气体中木 条先熄灭，有的组差异不明显。 教师提醒学生：注意木条的粗细一致 、同时放入、深度相同 (控制变量)。 【解释与结论】能使燃着的木条先熄灭，说明呼出气体中氧气含量相对较少。但有的组木条熄灭时间差不多，可能是操作问题，也可能是氧气含量差异不大。,探究环节3 比较两种气体中二氧化碳的含量 【设计实验】：用澄清石灰水检验空气与呼出气体中的二氧化碳的含量； 方案1：用嘴向澄清石灰水中吹气，观察是否有浑浊出现。 方案2：向一瓶空气样品和一瓶呼出 气体的样品中各滴入相同滴数的澄清 石灰水，振荡，观察是否有浑浊出现。 【提出问题】请比较两个种方案的优劣。 【评价】学生对两种方案进行充分讨论后得出评价意见：方案1缺少对比实验，如果向澄清石灰水中持续通入空气可能也会变浑浊。学生在讨论的基础上将方案1修改成方案3。 方案3：用注射器分别将空气和呼出的气体慢慢注入少量相同体积的澄清石灰水中，直至有沉淀出现。记录沉淀生成时分别注入的气体体积。,【进行实验】按方案2 进行实验 【观察现象】10s左右，呼出的气体样品中澄清石灰水变浑，空气样品无浑浊出现。 【解释与结论】用排水法收集的气体（可能有二氧化碳溶于水）能使澄清石灰水变浑，说明呼出气体中二氧化碳含量较空气中高。 【进行实验】用塑料袋收集的呼出气体 样品，按方案3用注射器分别抽取袋内 的呼出气体样品和空气进行实验。 【观察现象】呼出的气体先使澄清石灰 水变浑，两者到出现浑浊时所需气体比约为60：1. 【解释与结论】呼出气体样品中二氧化碳含量大约是空气样品中的 60倍。,探究环节4 比较两种气体中水蒸气的含量 【设计实验】用对玻璃片呼气的方法检验水蒸气 【进行实验】取两块干燥的玻璃片，对着其中 一块哈气，对比观察两块玻璃片发生的现象。 现象：玻璃片上有水雾出现。 【解释与结论】这是因为呼出气体中有水蒸气， 在琉璃片上冷凝成液态水。 【提出问题】空气中也有水蒸气，日常生活中有时候也能观察到窗户或者汽车琉璃上有水雾出现。这个对比实验设计中存在什么问题？ 【解释与结论】学生讨论后得出：这个对比实验没有控制好变量，一是两种气体的温度不同，空气是常温，而呼出的气体温度应该与人体温度相当；二是两种气体接触琉璃片时运动速率不同，呼出的气体运动的速率较快，而室内的空气相对于琉璃片来说是运动速率较小，也意味着两种气体和玻璃片接触的量不同。,【教师演示实验】将1-3mm蓝色硅胶分别放入用塑料袋收集的两种气体中，摇动。观察颜色的变化。 【提示信息】蓝色的硅胶吸水后变成浅红色 【观察现象】呼出的气体样品中蓝色的硅胶先变成浅红色，空气中无明显变化 【解释与结论】呼出的气体中水蒸气含量较空气中大。,室内空气与正常呼吸方式呼出的气体含量比较,
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