苯酚性质的探究教学案例分析
案例部分
一、教材分析
本节内容是安排在乙醇后面的又一种烃的衍生物，学生在学习乙醇的过程中已初步掌握了官能团对有机物主要性质的决定性作用，对乙醇中官能团羟基的性质也已有较深的理解和掌握。教材在这一基础上紧接着安排入苯酚有其独有的作用。因苯酚的结构中也含羟基，通过苯酚性质的学习可进一步加强学生对羟基官能团性质的掌握，而苯酚性质与乙醇性质的又有一定的不同之处，让学生理解官能团的性质与所处“氛围”有一定的相互影响，让学生学会全面的看待问题，能更深层次的掌握知识。在学生掌握苯酚性质的同时，又为后面烃的衍生物的学习提供了方法。教材的这一安排以及本节内容的知识特点使在教学中培养学生探究能力成为可能。
苯酚结构中与乙醇的相同点（都有羟基）为学生对苯酚性质的探究提供了基础；而苯酚结构中与乙醇的不同点（羟基与苯基相连）又为学生的进一步的探究提供了空间。因此，将该节的内容设计成探究式教学模式极佳。根据教材和学生情况本节课的探究可以分为两个部分，一是苯酚中羟基和苯基性质的探讨（官能团共性），在这一过程中学生的知识迁移的能力得到了锻炼，也使学生体会到探究的一般方法和技能；二是苯基和羟基性质的相互影响的探讨（官能团特性），在这一过程中学生的创造能力得到了最大限度的激发。
采用探究式教学模式，让学生“自主设计”、“自主实验”、“自行总结得出结论”，可以最大程度的激发学生学习的兴趣，激发学生强烈的求知欲 , 可充分发挥学生的学习潜能，让学生在体验和创造的过程中轻松学习，并掌握知识。
本节课的重点：苯酚的化学性质
本节课的难点：培养学生在知识对比和对实验现象的分析的基础上，进一步设计和完善实验方案的能力
二、教学目标
1 、知识目标：通过苯酚性质实验讨论 , 学习苯酚的性质；
掌握实验探究的学习方法。
2 、能力目标：在实验方案的设计过程中培养学生思维能力；
在实验方案实践过程中培养学生观察能力和动手能力；
在实验结果分析讨论过程中培养学生的分析、总结、归纳能力；通过苯酚特性的探究，培养学生创新能力。
3 、情感目标：通过实验来研究苯酚这一新物质的学习过程，来培激发学生发现问题、解决问题的学习兴趣；通过探究给学生一个科研的环境，创造一个自主发展的空间，来培养学生的创新精神和团结协作精神。
三、设计思路
根据教材分析本节课的探索分为两个部分，一、官能团共性探讨，二、官能团特性的探讨 教学方法：实验探究式的讨论教学
教学时间：两课时
四、教学准备
实验药品：苯酚固体、苯酚溶液、浓溴水、苯酚钠溶液、醋酸、稀盐酸
石蕊试液、 PH 试纸等
实验仪器：铁架台、铁夹、酒精灯、试管、试管夹、水槽、滴管等
实验室布置：将桌椅安排妥当，便于学生一起做实验和讨论。
五、教学过程
（一）教师提出问题。
［教师］在完成乙醇的教学后，提出一种也含羟基的烃的衍生物 - 苯酚并展示实物 ［学生］观察，听
［教师］苯酚在常温下是一种无色晶体（露置在空气中会因小部分发生氧化而成粉红色）， 它是我们将要学习的新一种烃的衍生物 , 这一新物质的学习我们采用探究性学习。 所谓的探究性学习是以同学们的活动为主体的师生共同参与的学习过程。
具体的步骤一般为：
［投影］一种新的物质 -- 研究结构、查资料提出假说（理论探究） -- 设计实验，进行实验探究 -- 科学推论（结论） -- 迁移拓展（应用）
老师则仅在一旁起穿针引线、抛砖引玉的作用
［学生］听 , 表现出很大的兴趣 , 跃跃欲试。
［教师］抓住机会，引导学生一起探讨苯酚的结构。
① [ 提问 ] 用多媒体课件展示苯酚的结构，突出其中的羟基和苯基，特别是羟基。②布置任务：同学们自由分组、自由组合（课前完成），根据苯酚的结构预知苯酚可能有的性质。 象这样，先给学生展示新物质，提供感性认识，激发学生求知欲；接着进行学习方法的指导；然后切入正题 -- 探究苯酚的性质。使整堂课的引入变的自然，学生兴趣得到激发，表现出极强的探究欲望，为下部分探究的顺利进行打好基础。
（二）学生理论探究（假说）
[ 学生 ] 学生接受任务后，思维高度活跃；各自确定自己的情投意合的合作伙伴后 , 各小组就活动开了。各小组很快都提出了自己的假设，并汇报讨论结果；表现出较强的自主学习能力。
[ 教师 ] 总结学生提出的各种假设 , 主要的有以下几点性质
[ 投影 ] ①物理性质中的溶解性有部分同学认为苯酚与乙醇结构相似（都含羟基），应能溶于水；
有的可能有认为，苯酚结构与苯相似，应难溶于水。
②苯酚里有羟基应能和金属钠反应（学生意见较统一）。
③苯酚分子中有苯环，与苯有相似之处苯酚应能和溴发生加成反应（较不肯定）。
[ 教师 ] 反问 : 苯酚的这些性质是大家从它的结构中推导出来 , 事实上有无这些性质呢 ?
大家能否自己设计实验进行验证呢 ?[ 自然引导学生进入探讨过程 ]
（三）学生设计并确定验证假设的实验方案
学生分组设计实验方案过程中，热情高涨 , 各小组成员间相互讨论、相互补充。很快的提出各种实验方案，形形色色，有的方案设计的一环扣一环，逻辑性强，体现出严密思维之美；有的方案，看是简单，但却实用，可行性强；有些方案则显得破绽百出，可行性差。 . 对于这些差异的存在，教师应持肯定和欢迎态度，给好的方案以肯定，给不完善的方案以指导。 ［教师］引导学生进行实验可行性分析，投影“实验注意事项”，要求学生每小组作好实验记录，写好实验报告。
［学生］听、记；做好实验前期准备工作后，学生动手开展实验。
（四）实验验证
［教师］在各小组之间巡回，指正不规范的实验操作，进行适当的指导。
本阶段是探究学习的核心过程之一 , 它包括实验过程的实施、实验现象的呈现、反应实质的揭露和实验结论的初步形成。学生在这一过程中表现特别认真，小组各成员间分工协作，观察的细致入微，记录的详细完整。分析结果时相互讨论，相互补充，能透过实验现象得出结论。从中学生很多的能力得到培养，如观察、动手、分析归纳能力；提高了实验操作技术，也加强了合作意识。
（五）汇报实验结果
［学生］各小组代表汇报实验现象、结论和发现的问题
［教师］把重要的实验结论记录在黑板上。穿针引线，抓住学生发现的新问题，引导学生探讨。
这一阶段课堂气氛异常活跃，你讲完了我继续。组与组之间相互反驳，又相互合作，力求探讨出实质。表现出对真理追求的那份执著，让老师感动。
汇报结果整理记录如下：
①从实验 1 的现象可得出：
［结论 1 ］苯酚在常温下在水中溶解度不大，当温度高于 65 ℃时 , 则能与水混溶。（教师引导学生从结构出发，解释原因）由于苯酚结构中的羟基能溶于水 , 苯基难溶于水 , 相互作用的结果 , 使苯酚有了特有的溶解性。
②从实验 2 的现象可得出：熔化的苯酚能与金属钠反应。其中有部分学生认为，反应比乙醇更剧烈；其中又有部分学生会认为反应条件不同不能比较，只能说明能与金属钠反应，此时教师应给第二种认识的同学以肯定，并引导学生继续探讨。
［教师］在乙醇与钠反应的原理探讨中大家已知道，钠是置换出羟基中的氢，同样的方法我们也可探讨出苯酚与钠反应也是置换出羟基中的氢（课外小组也可再探讨一下）。若在同一条件下，苯酚与钠反应比乙醇与钠反应剧烈，则说明酚羟基比醇羟基活泼。反之，醇羟基活泼。如何验证？引导学生继续设计实验进一步探讨（可提示：若酚羟基活泼则有可能它的溶液会电离出氢离子显酸性，若显酸性酸性强还是弱呢？）。
［学生］认真听，着手设计实验
认识过程是较为复杂的，一个规律总结得出前需加以反复论证、体会和再实践，需通过教学新情境的创设，不断加以深化，达到创新提高的目的。这部分的落实相对较难些。但由于学
生在前部分的探究过程中已初步掌握了一些方法和技术，这里的实验的设计和实施显得更有条理，达到比预期更好的效果。
［结论 2 ］苯酚中的羟基在苯环的作用下，羟基上的氢活泼些而显弱酸性，酸性比碳酸还弱。
③从实验 3 的现象可得出：苯酚能与溴水发生取代反应 , 得到白色沉淀 - 三溴苯酚。此时可能会有部分同学会直接下结论：苯酚比苯易发生取代反应。
［教师］引导学生通过与苯和溴取代反应的比较 , 来说明反应的难易程度。（进行科学研究方法的指导。）
[ 结论 3] 从分析对比中学生可总结出：苯酚分子里的苯环受羟基的影响容易起取代反应。
（六）总结本节探究内容，上升为理论；并重申探究式学习方法。
［教师］引导学生总结本堂课探究的内容得出总的结论：
［结论］苯酚即具有苯基的性质，又具有羟基的性质，但因官能团之间存在相互的影响，使苯酚有具有一些不同的性质，如弱酸性，易取代等性质。
实验、观察仅仅是认识的基础，完成感性认识到理性认识的飞跃才是学生获得知识技能的关键所在。在每一次实验后，及时把观察到的现象、数据综合分析，并用于解决一些新的问题，使学生通过分析、综合、比较、归纳、抽象、概括，形成较完善的理性认识，总结出各知识点内在联系，从而得出问题的一般规律。
［教师］最后点出：
（ 1 ）我们在以后学习其它烃的衍生物时，既要研究其中官能团的共性，又要掌握官能团在不同“氛围”内的特性。
（ 2 ）本节课我们采用探究性学习的方法，也就是科学研究的一般方法，掌握该学习方法对我们今后学习有一定的指导意义。
六、评价方案
本节课是一节公开课，课后得到了较高的评价，听课教师普遍认为该节内容设计成探究模式，并把其分为官能团共性探究和官能团特性探究两部分，引导学生层层深入探究是完全符合教学规律和中学生的认知及心理特点，能较大程度的激发学生的探索心理，使学生通过教师的诱导思维，通过自己的实验引导，顺利完成探索研究、总结规律、迁移深化等环节。从而完成教学任务，达到教学目的。
从学生处反馈的结果也较好。大部分同学都认为这节课课堂气氛特别活跃，学生全面参与，感受到自己真正成为知识的探究者。这样的课较符合他们的心理需求，充分满足了他们动手实验的欲望。学习效果好，知识结论是自己探究中得到，影响深刻。有些学生发出感叹说“原来学习也能学得如此快乐”，“这堂课让我对化学的学习更感兴趣了”，“老师这样的课要多上些，我们很喜欢”。而且从他们后期的考试中也体现出这块知识掌握得较扎实。
总的来说，本堂课是成功的。但其中也存在些不足之处，如学生设计的实验方案多种多样，受实验室条件的限制，无法一一满足学生，使学生的探究受的限制。另学生在探究过程中往往发现许多新的问题，但因时间和条件的限制，他们的问题有时无法得到明确的结论，虽然我们的本意是重过程，重参与，轻结论，但这还是使学生的信心和兴趣减弱。
说明部分
理科教育的目的 , 不仅仅是传授必要的、基本的知识和技能，更重要的是通过有效地教育、促进学生科学素养的提高。采用探究教学模式，意在最大限度地提高学生的科学素质。
一、提高学生的创新实践能力。
在本案例中，学生从结构出发，提出假设，依据假设设计实验，实验验证后发现新的问题，继续探究。上述过程是创造活动的实践过程，符合著名美国心理学家华莱士与 1926 年提出的创造过程的“四阶段”。这“四阶段”，即准备阶段（明确问题、准备问题）、酝酿阶段（分析原因）、明朗阶段（提出假设并进行验证实验的设计）和验证阶段。学生在多次经历了这样的创新实践活动后，不仅创新实践能力会明显提高，而且内心的体验会升华为创新精神。
二、使学生能接触更多的实验方法，提高学生实验操作技术。
化学实验方法是指化学创新过程中用到的方法，如观察法、比较法、列举法、过程分析法、集思广益法、查找记录法、假设法和实验验证法等；化学实验技术是指化学创新过程用到的实验操作技能，如实验设计、结果分析等。学生在探究苯酚性质的过程中使用了观察法、假设法、实验验证法等创新方法，在具体操作中也用到了许多实验技术。学生具备了初步的创新精神、创新实践能力，又掌握了一定的创新方法和创新技术，也就学会了初步的创新。 本案例的设计和实施是以布鲁纳的认识发现论为理论依据 , 遵循探究学习的基本原则 . 整个教学过程，教师循循善诱，学生独立思考，主动求知，每个教学设计，并非是自己怎样教，而是考虑指导学生怎样学；不是以教为中心去组织学生学，而是以学生为主体去设计教学过程。不是让学生用实验验证已知了的理论知识，而是从旧知识中得到启发，设计实验，从观
测结果的分析研究中获得新知识，激发了学生的求知欲，调动了学生学习的积极性和主动性，在教学过程中充分体现变教为诱，变学为思，以诱达思，促进发展的教学思想，同时体现学生在学习中的观察 -- 思维 -- 迁移的良好心理过程。
本人认为学生学习兴趣的培养和科学素质的提高是一个长期的过程，采用探究式教学模式是其中的一个切入口，是一种尝试，要真正落实还必须结合传统教学中好的方面，相辅相成地进行教学。
《探索氯气的实验室制取》教学案例
本节知识在新教材中位于第一册、第四章、第一节，是高中学生化学课中学习到的第一种非金属气体单质的制取。大纲要求 C 层次。对于今后学生的学习有抛砖引玉的作用，因此应注意引导学生，使他们掌握解决这类知识的方法。
《高中化学课程标准》 ( 实验稿 ) 中明确提出， “ 高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本身的认识，增强创新精神和实践能力 ” 。
而研究性学习的方法提供了多渠道获取知识并将学到的知识加以综合利用的途径，是人们学习知识和解决问题的最根本方法。但由于我们的学生在单纯的接受教师的传授知识为主的学习方式下学习很久 „ 如果真的让他们自己去学习，他们似乎还没完全掌握这种学习方法 ' 因此就要求教师从最基本的问题出发：提供学习内容，为学生构建这种学习环境，培养他们对这种学习方法的理解、掌握和应用。
本节课我设立了关于氯气实验室制法的几个研究性课题让学生分组研究，多渠道查阅资料，然后归纳整理，用以培养他们这种综合创造能力，同时课程资源也得到充分开发，新的信息技术也得到充分利用。因此我设计本节课的意图是：研究性学习、信息技术与学科整合，意想使这堂课既有严谨规律的学习过程，又有生动活泼的主动探索和实践过程，将知识的学习和应用有机地结合起来，充分调动学生学习的主动性和积极性，实践证明取得了良好的教学效果。
课堂实录：
课后反思
回顾这节课我觉得在以下方面有比较大的收获和体会：
1 、作课程资源的开发者
对教材的把握和理解方面，我们这一次做出了大胆的尝试，通过这节课我们认识到，在现行的新教材中是有许多的教学资源可挖掘的，虽然教材并没有深入讨论氯气制取的净化干燥以及其它收集方法，但在学习物质制取时是不应忽略的环节，采用研究性学习的方法，指导学生自主学习，培养学生的综合素质都是非常必要的。我们教师也可以利用这个机会做一些有益的尝试和探索，对课堂教学中的方式和方法做一些调整。这不但有利于教师的课堂教学改革，也有利于培养学生的学习兴趣，开阔视野。作为教师，我们是课程改革的执行者，也是探索者，因此我们必须要有正确的教育理念，真正领会新课程改革的目的，既要善于钻研教材，又要注意摆脱应试观念的束缚，不做教材的奴隶。因为教材无非是种范例，我们应根据社会对未来人材的实际需要适当突出教学内容的实际价值。
2 、在探究过程中激发学生的思维
爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师。研究性学习改变了一贯的学习方式，学生由课堂走向社会，由机械的被动接受老师传道授业解惑转向通过调查研究、翻阅资料而解决问题的主动学习，逐步形成通过自己的主动探索获取知识的学习方式。在此过程中，学生可以用自己学到的知识解决疑难问题，体验成功的喜悦，从要他学到他要学。形成了自主学习的能力。当今科学技术突飞猛进，人们处在知识急剧增长，知识陈旧率不断提高的 “ 知识爆炸 ” 年代，科学知识正以惊人的速度膨胀，人类近 30 年来创造的知识要比过去两千年的总和还要多。培养学生的自学能力，让学生自己掌握开启知识宝库的 “ 金钥匙 ” 应该是现阶段学校教学中的一个十分重要的问题。
学生在校的学习时间是有限的，如果只靠在学校学习的知识，无论从质和量上都无法满足未来的需要。知识的无限性和受教育时间、内容的无限性是一对不可调和的矛盾，教学内容的变化速度远远跟不上知识更新及社会发展的速度。要想走出这种困境，让我们的学生能够在将来有学习和发展的能力，我们就要在现在培养他们独立获取知识的能力，终身学习和发展的能力。在这节课中，我们把自主学习和相互探究引入课堂教学，力图把学生从一个消极的
接受者变为一个积极的探求者，这种研究新知识，应用新知识解决问题的方式，在他们未来的学习，工作乃至科研活动中都是要经常遇到的，也是他们面对未来时所必须的能力。同时，让学生学会了自己学习，掌握了学习的方法，教师才能真正称为是学生学习的指导者。在实际教学中，作为教师，我们努力的目标应该是让自己从 “ 教书匠 ” 变成 “ 指挥家 ” 。 3 、多媒体信息技术进入课堂
随着当代科学技术的发展和教学现代化，实用化的需要，现代教学技术进入课堂教学领域已是必然，也给课堂教学注入了无限的生机和活力。
这节课，我们制作了 Flash 动画模拟实验室制取氯气，并将各部装置设计用可以移动动画效果展示，引导学生探究，这不仅避免了氯气的污染，更能使教学面向全体学生，增强了直观性，增加了课堂容量，提高了教学效果。多媒体的应用给我们的一点启示就是：所谓课件，绝不是简单地做几张幻灯片来代替板书，或只是播放一些录像，而是应该注意到化学教学本身与生产生活实际的紧密联系。我们应该根据每节课的教学需要，用心地发现和挖掘教材中比较抽象，难于理解的 “ 死角 ” ，把它利用课件形象地模拟或表现出来，把教学内容与课件合理有序地整合起来，只有这样才能算是充分有效地利用现代化的教学手段。
化学探究性实验的设计案例
作者: 收集于网络
教学目的：
1．认识化学实验方案设计的重要性。
2．复习化学实验方案设计的基本要求。
3．化学探究性实验方案设计的原则和方法。
教学重点：
化学探究性实验方案设计的原则和方法。
教学难点：
设计化学探究性实验方案的体会和领悟。
课时安排：1课时
[引入]
化学实验是化学认识的源泉，是启迪学生思维、培养能力的有效途径，是培养学生科学态度、科学方法的必由之路，是培养学生创新意识和实践能力的重要手段。前面我们学习了化学实验方案设计的基本要求，请同学们归纳一下。
[学生回答，老师板书]
一、化学实验方案设计的基本要求
1．科学性
2．安全性
3．可行性
4．简约性
[引入]化学实验从传统的演示实验、验证性实验为主发展到探究性实验为主，教师通过启发性讲解，培养学生问题意识、实验探究和实验设计能力。
[板书]二、探究性实验设计的原则
1．科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。
2．对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。
3．等量性的原则。所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的。
4．单因子的变量原则。对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。
[板书]三、探究性实验的设计
1．探索性探究实验的设计
这类实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。学生对实验方案的设计思路可能会多种多样，实验方案相应也会教多，只要无明显失误或不妥，均可由学生通过实验进行验证，之后再将方案修正完善。 例1．含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl 和HClO 中和了NaOH 所致；乙同
学认为是氯气与水反应生成的HClO 具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
[分析]：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则红色可能重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则红色不可能重现。
[实验设计]：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH 溶液，若红色重现，则是因为HCl 和HClO 的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO 的强氧化性所致。
例2．对于CO32−和HCO3−结合H+能力，甲认为HCO3−结合H+能力强，理由是在等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中加入等体积等浓度的盐酸，碳酸氢钠固体中产生气体速率快；乙认为CO32−结合H+能力强，理由是在同一温度下同浓度碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH ，前者大于后者。
[分析]：CO32−与H+的反应是分步进行的：CO32− +H+ = HCO3− HCO3− + H+ = H2O+CO2，在碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液里滴加盐酸，若CO32-结合H+能力强，则不会马上产生气泡，HCO3-结合H+能力强，马上有气泡产生。
[实验设计]：取相同体积、相同浓度的碳酸钠的碳酸氢钠溶液放入同一试管中，再滴加盐酸，如果马上有气泡产生，则是HCO3−先结合H+；如果是滴入一定量盐酸后才产生气泡，则是CO32−先结合H+。
例3．在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。
[分析]：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。
[实验设计]：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。
例4．加热稀氨水，溶液中的C(OH−)有什么变化？甲认为溶液中的C(OH−)增大，理由是NH3•H2O是弱电解质，在溶液中存在平衡：
NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH− ，弱电解质的电离过程是吸热的，当升高温度后，平衡就会向电离的方向移动，所以氨水中的C(OH−)增大。乙认为一般加热有利于电离，但氨水受热时反而不利于NH3•H2O 的电离，这是因为受热时氨易逸出，下列平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH−向左移动，使C(OH−)减小。
[分析]：C(OH−)改变可以由酚酞试液的颜色变化来判断。酚酞试液遇碱显红色，如氨水中的C(OH−)增大，则颜色变深；若氨水中的C(OH−)减小，则颜色变浅。
[实验设计]：在试管中注入滴有酚酞的氨水，并在试管口套上小气球（防止氨污染空气），加热，如颜色变浅，则加热使氨水中的C(OH−)减小，乙正确；如颜色变深，则加热使氨水中的C(OH−)增大，则甲正确。
[板书]2．验证性探究实验的设计
这类实验的目的主要是验证化学假说和理论，注意说服力要强。
例5．请结合所学知识设计实验，证实AlO2−结合H+的能力比CO32−强，供选试剂：NaOH 溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH 试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。
⑴应选试剂；⑵操作要点；（3）能证明AlO2−结合H+的能力强于CO32−的反应的原理的离子方程式。
[分析]：该实验为验证性实验，如果AlO2−和HCO3−相遇时，生成 Al(OH)3白色沉淀，即可AlO2−结合H+的能力强于CO32−
[解答]：⑴应选试剂：NaOH 溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液
（2）操作要点：①取少量的AlCl3溶液于试管中；②向试管中逐滴加入NaOH 溶液直至产生白色沉淀恰好全部消失；③向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。
（3）离子方程式：AlO2−+HCO3−+H2O = Al(OH)3↓+CO32−
[板书]3．综合性探究实验的设计
例6．已知镁能跟盐酸、醋酸反应，产生氢气。即：
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+2CH3COOH = Mg(CH3COO)2+H2↑
⑴请用镁粉、盐酸和醋酸为原料证明在同温同压下，当上述两种酸的物质的量相同时，反应产生的氢气的体积相同。
⑵若收集到的氢气体积不同，则请推测氢气体积不同的原因。
[分析]：⑴因为该实验是比较性实验，故在设计时要控制好两实验的条件（镁粉质量、盐酸、醋酸浓度体积要完全相同，产生氢气的实验装置要完全相同，实验时的外界温度压强要相同）。具体如下：A 、组装如图装置
B 、气密性检查
C 、取下反应发生装置，分别加入镁粉和盐酸或醋酸，再重新连接好装置
D 、打开分液漏斗向烧杯加入100mL 、0.1mol•L−1盐酸或100mL 、0.1mol•L−1醋酸 E 、测量烧杯中水的体积，比较两次实验结果。
⑵影响生成氢气的体积大小因素有：一是产生氢气的量，所取的两种酸的浓度，量取两种酸的体积大小；实际参加反应的两种酸的量（因反应放热，两酸挥发而减小的程度不同）。二是收集氢气时的温度压强不同，由于两者酸性强弱不同，反应的剧烈程度不同，瞬间放出的热量不等，导致容器中的温度压强不同。
板书设计
化学探究性实验的设计案例
一、学实验方案设计的基本要求
1．科学性2．安全性3．可行性4．简约性
二、探究性实验设计的原则
1．科学性的原则
2．对照性的原则
3．等量性的原则
4．单因子的变量原则
三、探究性实验的设计
1．探索性探究实验的设计
2．验证性探究实验的设计
3．综合性探究实验的设计
[能力训练]
1．将双氧水溶液滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，红色消失。甲认为这是由于H2O2是二元酸：H2O 2 H++HO2−消耗了OH−，而使红色消失；乙认为双氧水具有强氧化性，将酚酞氧化使红色消失。
2．在少量Mg(OH)2悬浊液中，滴加适量饱和NH4Cl 溶液，固体溶解。对于固体的溶解，甲同学的解释是：在氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡：
Mg(OH)2 Mg2++2OH−
NH4Cl 发生水解：NH4++H2O NH3•H2O+H+水解产生的H+与Mg(OH)2电离出的OH−发生中和反应，使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动而使Mg(OH)2溶解。乙同学的解释是NH4Cl
电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH−发生反应生成弱电解质NH3•H2O，由于C （OH−）降低，而使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，导致Mg(OH)2溶解。
3．浓硝酸与铜反应生成NO2，稀硝酸与铜反应生成NO 。浓、稀硝酸哪种氧化性强？甲认为稀硝酸的氧化性强，原因是浓硝酸和铜反应产生NO2，氮元素的化合价降低1，而稀硝酸和铜反应时产生NO ，氮元素的化合价降低3，氮元素得电子数后者大于前者；乙同学认为浓硝酸的氧化性强，原因是从反应条件看，浓硝酸与铜反应时速率快，稀硝酸与铜反应的速率慢，加热时才有明显反应。
4．向品红溶液中通入一种常见的气体后，品红褪色。甲认为通入的是氯气，乙认为通入的是二氧化硫。
[设计参考]
1．向红色消失后的溶液中滴入氢氧化钠溶液，若再现红色，则为H2O2的酸性所致，甲的见解正确；若不再为红色，则是因酚酞被双氧水氧化而褪色，乙的见解正确。
2．向Mg(OH)2沉淀中加入醋酸铵溶液，若加入醋酸铵溶液后Mg(OH)2不溶解，说明甲同学的解释正确；若加入醋酸铵溶液后，Mg(OH)2溶解则说明乙同学的解释正确。
3．用排水法收集两试管NO 气体，用胶塞塞好，然后用注射器向一支试管中注入一定量的浓硝酸，另一支试管里注入一定量的稀硝酸，看哪种酸能将NO 氧化成红棕色的NO2。能将NO 氧化成红棕色NO2的酸氧化性强。
化学反应方程式为：2HNO3+NO 3NO2+H2O
4．将褪色后的溶液加热，若红色再现，则说明通入的是二氧化硫；若红色不再现，则说明通入的气体是氯气。
苯酚性质的探究教学案例分析
案例部分
一、教材分析
本节内容是安排在乙醇后面的又一种烃的衍生物，学生在学习乙醇的过程中已初步掌握了官能团对有机物主要性质的决定性作用，对乙醇中官能团羟基的性质也已有较深的理解和掌握。教材在这一基础上紧接着安排入苯酚有其独有的作用。因苯酚的结构中也含羟基，通过苯酚性质的学习可进一步加强学生对羟基官能团性质的掌握，而苯酚性质与乙醇性质的又有一定的不同之处，让学生理解官能团的性质与所处“氛围”有一定的相互影响，让学生学会全面的看待问题，能更深层次的掌握知识。在学生掌握苯酚性质的同时，又为后面烃的衍生物的学习提供了方法。教材的这一安排以及本节内容的知识特点使在教学中培养学生探究能力成为可能。
苯酚结构中与乙醇的相同点（都有羟基）为学生对苯酚性质的探究提供了基础；而苯酚结构中与乙醇的不同点（羟基与苯基相连）又为学生的进一步的探究提供了空间。因此，将该节的内容设计成探究式教学模式极佳。根据教材和学生情况本节课的探究可以分为两个部分，一是苯酚中羟基和苯基性质的探讨（官能团共性），在这一过程中学生的知识迁移的能力得到了锻炼，也使学生体会到探究的一般方法和技能；二是苯基和羟基性质的相互影响的探讨（官能团特性），在这一过程中学生的创造能力得到了最大限度的激发。
采用探究式教学模式，让学生“自主设计”、“自主实验”、“自行总结得出结论”，可以最大程度的激发学生学习的兴趣，激发学生强烈的求知欲 , 可充分发挥学生的学习潜能，让学生在体验和创造的过程中轻松学习，并掌握知识。
本节课的重点：苯酚的化学性质
本节课的难点：培养学生在知识对比和对实验现象的分析的基础上，进一步设计和完善实验方案的能力
二、教学目标
1 、知识目标：通过苯酚性质实验讨论 , 学习苯酚的性质；
掌握实验探究的学习方法。
2 、能力目标：在实验方案的设计过程中培养学生思维能力；
在实验方案实践过程中培养学生观察能力和动手能力；
在实验结果分析讨论过程中培养学生的分析、总结、归纳能力；通过苯酚特性的探究，培养学生创新能力。
3 、情感目标：通过实验来研究苯酚这一新物质的学习过程，来培激发学生发现问题、解决问题的学习兴趣；通过探究给学生一个科研的环境，创造一个自主发展的空间，来培养学生的创新精神和团结协作精神。
三、设计思路
根据教材分析本节课的探索分为两个部分，一、官能团共性探讨，二、官能团特性的探讨 教学方法：实验探究式的讨论教学
教学时间：两课时
四、教学准备
实验药品：苯酚固体、苯酚溶液、浓溴水、苯酚钠溶液、醋酸、稀盐酸
石蕊试液、 PH 试纸等
实验仪器：铁架台、铁夹、酒精灯、试管、试管夹、水槽、滴管等
实验室布置：将桌椅安排妥当，便于学生一起做实验和讨论。
五、教学过程
（一）教师提出问题。
［教师］在完成乙醇的教学后，提出一种也含羟基的烃的衍生物 - 苯酚并展示实物 ［学生］观察，听
［教师］苯酚在常温下是一种无色晶体（露置在空气中会因小部分发生氧化而成粉红色）， 它是我们将要学习的新一种烃的衍生物 , 这一新物质的学习我们采用探究性学习。 所谓的探究性学习是以同学们的活动为主体的师生共同参与的学习过程。
具体的步骤一般为：
［投影］一种新的物质 -- 研究结构、查资料提出假说（理论探究） -- 设计实验，进行实验探究 -- 科学推论（结论） -- 迁移拓展（应用）
老师则仅在一旁起穿针引线、抛砖引玉的作用
［学生］听 , 表现出很大的兴趣 , 跃跃欲试。
［教师］抓住机会，引导学生一起探讨苯酚的结构。
① [ 提问 ] 用多媒体课件展示苯酚的结构，突出其中的羟基和苯基，特别是羟基。②布置任务：同学们自由分组、自由组合（课前完成），根据苯酚的结构预知苯酚可能有的性质。 象这样，先给学生展示新物质，提供感性认识，激发学生求知欲；接着进行学习方法的指导；然后切入正题 -- 探究苯酚的性质。使整堂课的引入变的自然，学生兴趣得到激发，表现出极强的探究欲望，为下部分探究的顺利进行打好基础。
（二）学生理论探究（假说）
[ 学生 ] 学生接受任务后，思维高度活跃；各自确定自己的情投意合的合作伙伴后 , 各小组就活动开了。各小组很快都提出了自己的假设，并汇报讨论结果；表现出较强的自主学习能力。
[ 教师 ] 总结学生提出的各种假设 , 主要的有以下几点性质
[ 投影 ] ①物理性质中的溶解性有部分同学认为苯酚与乙醇结构相似（都含羟基），应能溶于水；
有的可能有认为，苯酚结构与苯相似，应难溶于水。
②苯酚里有羟基应能和金属钠反应（学生意见较统一）。
③苯酚分子中有苯环，与苯有相似之处苯酚应能和溴发生加成反应（较不肯定）。
[ 教师 ] 反问 : 苯酚的这些性质是大家从它的结构中推导出来 , 事实上有无这些性质呢 ?
大家能否自己设计实验进行验证呢 ?[ 自然引导学生进入探讨过程 ]
（三）学生设计并确定验证假设的实验方案
学生分组设计实验方案过程中，热情高涨 , 各小组成员间相互讨论、相互补充。很快的提出各种实验方案，形形色色，有的方案设计的一环扣一环，逻辑性强，体现出严密思维之美；有的方案，看是简单，但却实用，可行性强；有些方案则显得破绽百出，可行性差。 . 对于这些差异的存在，教师应持肯定和欢迎态度，给好的方案以肯定，给不完善的方案以指导。 ［教师］引导学生进行实验可行性分析，投影“实验注意事项”，要求学生每小组作好实验记录，写好实验报告。
［学生］听、记；做好实验前期准备工作后，学生动手开展实验。
（四）实验验证
［教师］在各小组之间巡回，指正不规范的实验操作，进行适当的指导。
本阶段是探究学习的核心过程之一 , 它包括实验过程的实施、实验现象的呈现、反应实质的揭露和实验结论的初步形成。学生在这一过程中表现特别认真，小组各成员间分工协作，观察的细致入微，记录的详细完整。分析结果时相互讨论，相互补充，能透过实验现象得出结论。从中学生很多的能力得到培养，如观察、动手、分析归纳能力；提高了实验操作技术，也加强了合作意识。
（五）汇报实验结果
［学生］各小组代表汇报实验现象、结论和发现的问题
［教师］把重要的实验结论记录在黑板上。穿针引线，抓住学生发现的新问题，引导学生探讨。
这一阶段课堂气氛异常活跃，你讲完了我继续。组与组之间相互反驳，又相互合作，力求探讨出实质。表现出对真理追求的那份执著，让老师感动。
汇报结果整理记录如下：
①从实验 1 的现象可得出：
［结论 1 ］苯酚在常温下在水中溶解度不大，当温度高于 65 ℃时 , 则能与水混溶。（教师引导学生从结构出发，解释原因）由于苯酚结构中的羟基能溶于水 , 苯基难溶于水 , 相互作用的结果 , 使苯酚有了特有的溶解性。
②从实验 2 的现象可得出：熔化的苯酚能与金属钠反应。其中有部分学生认为，反应比乙醇更剧烈；其中又有部分学生会认为反应条件不同不能比较，只能说明能与金属钠反应，此时教师应给第二种认识的同学以肯定，并引导学生继续探讨。
［教师］在乙醇与钠反应的原理探讨中大家已知道，钠是置换出羟基中的氢，同样的方法我们也可探讨出苯酚与钠反应也是置换出羟基中的氢（课外小组也可再探讨一下）。若在同一条件下，苯酚与钠反应比乙醇与钠反应剧烈，则说明酚羟基比醇羟基活泼。反之，醇羟基活泼。如何验证？引导学生继续设计实验进一步探讨（可提示：若酚羟基活泼则有可能它的溶液会电离出氢离子显酸性，若显酸性酸性强还是弱呢？）。
［学生］认真听，着手设计实验
认识过程是较为复杂的，一个规律总结得出前需加以反复论证、体会和再实践，需通过教学新情境的创设，不断加以深化，达到创新提高的目的。这部分的落实相对较难些。但由于学
生在前部分的探究过程中已初步掌握了一些方法和技术，这里的实验的设计和实施显得更有条理，达到比预期更好的效果。
［结论 2 ］苯酚中的羟基在苯环的作用下，羟基上的氢活泼些而显弱酸性，酸性比碳酸还弱。
③从实验 3 的现象可得出：苯酚能与溴水发生取代反应 , 得到白色沉淀 - 三溴苯酚。此时可能会有部分同学会直接下结论：苯酚比苯易发生取代反应。
［教师］引导学生通过与苯和溴取代反应的比较 , 来说明反应的难易程度。（进行科学研究方法的指导。）
[ 结论 3] 从分析对比中学生可总结出：苯酚分子里的苯环受羟基的影响容易起取代反应。
（六）总结本节探究内容，上升为理论；并重申探究式学习方法。
［教师］引导学生总结本堂课探究的内容得出总的结论：
［结论］苯酚即具有苯基的性质，又具有羟基的性质，但因官能团之间存在相互的影响，使苯酚有具有一些不同的性质，如弱酸性，易取代等性质。
实验、观察仅仅是认识的基础，完成感性认识到理性认识的飞跃才是学生获得知识技能的关键所在。在每一次实验后，及时把观察到的现象、数据综合分析，并用于解决一些新的问题，使学生通过分析、综合、比较、归纳、抽象、概括，形成较完善的理性认识，总结出各知识点内在联系，从而得出问题的一般规律。
［教师］最后点出：
（ 1 ）我们在以后学习其它烃的衍生物时，既要研究其中官能团的共性，又要掌握官能团在不同“氛围”内的特性。
（ 2 ）本节课我们采用探究性学习的方法，也就是科学研究的一般方法，掌握该学习方法对我们今后学习有一定的指导意义。
六、评价方案
本节课是一节公开课，课后得到了较高的评价，听课教师普遍认为该节内容设计成探究模式，并把其分为官能团共性探究和官能团特性探究两部分，引导学生层层深入探究是完全符合教学规律和中学生的认知及心理特点，能较大程度的激发学生的探索心理，使学生通过教师的诱导思维，通过自己的实验引导，顺利完成探索研究、总结规律、迁移深化等环节。从而完成教学任务，达到教学目的。
从学生处反馈的结果也较好。大部分同学都认为这节课课堂气氛特别活跃，学生全面参与，感受到自己真正成为知识的探究者。这样的课较符合他们的心理需求，充分满足了他们动手实验的欲望。学习效果好，知识结论是自己探究中得到，影响深刻。有些学生发出感叹说“原来学习也能学得如此快乐”，“这堂课让我对化学的学习更感兴趣了”，“老师这样的课要多上些，我们很喜欢”。而且从他们后期的考试中也体现出这块知识掌握得较扎实。
总的来说，本堂课是成功的。但其中也存在些不足之处，如学生设计的实验方案多种多样，受实验室条件的限制，无法一一满足学生，使学生的探究受的限制。另学生在探究过程中往往发现许多新的问题，但因时间和条件的限制，他们的问题有时无法得到明确的结论，虽然我们的本意是重过程，重参与，轻结论，但这还是使学生的信心和兴趣减弱。
说明部分
理科教育的目的 , 不仅仅是传授必要的、基本的知识和技能，更重要的是通过有效地教育、促进学生科学素养的提高。采用探究教学模式，意在最大限度地提高学生的科学素质。
一、提高学生的创新实践能力。
在本案例中，学生从结构出发，提出假设，依据假设设计实验，实验验证后发现新的问题，继续探究。上述过程是创造活动的实践过程，符合著名美国心理学家华莱士与 1926 年提出的创造过程的“四阶段”。这“四阶段”，即准备阶段（明确问题、准备问题）、酝酿阶段（分析原因）、明朗阶段（提出假设并进行验证实验的设计）和验证阶段。学生在多次经历了这样的创新实践活动后，不仅创新实践能力会明显提高，而且内心的体验会升华为创新精神。
二、使学生能接触更多的实验方法，提高学生实验操作技术。
化学实验方法是指化学创新过程中用到的方法，如观察法、比较法、列举法、过程分析法、集思广益法、查找记录法、假设法和实验验证法等；化学实验技术是指化学创新过程用到的实验操作技能，如实验设计、结果分析等。学生在探究苯酚性质的过程中使用了观察法、假设法、实验验证法等创新方法，在具体操作中也用到了许多实验技术。学生具备了初步的创新精神、创新实践能力，又掌握了一定的创新方法和创新技术，也就学会了初步的创新。 本案例的设计和实施是以布鲁纳的认识发现论为理论依据 , 遵循探究学习的基本原则 . 整个教学过程，教师循循善诱，学生独立思考，主动求知，每个教学设计，并非是自己怎样教，而是考虑指导学生怎样学；不是以教为中心去组织学生学，而是以学生为主体去设计教学过程。不是让学生用实验验证已知了的理论知识，而是从旧知识中得到启发，设计实验，从观
测结果的分析研究中获得新知识，激发了学生的求知欲，调动了学生学习的积极性和主动性，在教学过程中充分体现变教为诱，变学为思，以诱达思，促进发展的教学思想，同时体现学生在学习中的观察 -- 思维 -- 迁移的良好心理过程。
本人认为学生学习兴趣的培养和科学素质的提高是一个长期的过程，采用探究式教学模式是其中的一个切入口，是一种尝试，要真正落实还必须结合传统教学中好的方面，相辅相成地进行教学。
《探索氯气的实验室制取》教学案例
本节知识在新教材中位于第一册、第四章、第一节，是高中学生化学课中学习到的第一种非金属气体单质的制取。大纲要求 C 层次。对于今后学生的学习有抛砖引玉的作用，因此应注意引导学生，使他们掌握解决这类知识的方法。
《高中化学课程标准》 ( 实验稿 ) 中明确提出， “ 高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本身的认识，增强创新精神和实践能力 ” 。
而研究性学习的方法提供了多渠道获取知识并将学到的知识加以综合利用的途径，是人们学习知识和解决问题的最根本方法。但由于我们的学生在单纯的接受教师的传授知识为主的学习方式下学习很久 „ 如果真的让他们自己去学习，他们似乎还没完全掌握这种学习方法 ' 因此就要求教师从最基本的问题出发：提供学习内容，为学生构建这种学习环境，培养他们对这种学习方法的理解、掌握和应用。
本节课我设立了关于氯气实验室制法的几个研究性课题让学生分组研究，多渠道查阅资料，然后归纳整理，用以培养他们这种综合创造能力，同时课程资源也得到充分开发，新的信息技术也得到充分利用。因此我设计本节课的意图是：研究性学习、信息技术与学科整合，意想使这堂课既有严谨规律的学习过程，又有生动活泼的主动探索和实践过程，将知识的学习和应用有机地结合起来，充分调动学生学习的主动性和积极性，实践证明取得了良好的教学效果。
课堂实录：
课后反思
回顾这节课我觉得在以下方面有比较大的收获和体会：
1 、作课程资源的开发者
对教材的把握和理解方面，我们这一次做出了大胆的尝试，通过这节课我们认识到，在现行的新教材中是有许多的教学资源可挖掘的，虽然教材并没有深入讨论氯气制取的净化干燥以及其它收集方法，但在学习物质制取时是不应忽略的环节，采用研究性学习的方法，指导学生自主学习，培养学生的综合素质都是非常必要的。我们教师也可以利用这个机会做一些有益的尝试和探索，对课堂教学中的方式和方法做一些调整。这不但有利于教师的课堂教学改革，也有利于培养学生的学习兴趣，开阔视野。作为教师，我们是课程改革的执行者，也是探索者，因此我们必须要有正确的教育理念，真正领会新课程改革的目的，既要善于钻研教材，又要注意摆脱应试观念的束缚，不做教材的奴隶。因为教材无非是种范例，我们应根据社会对未来人材的实际需要适当突出教学内容的实际价值。
2 、在探究过程中激发学生的思维
爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师。研究性学习改变了一贯的学习方式，学生由课堂走向社会，由机械的被动接受老师传道授业解惑转向通过调查研究、翻阅资料而解决问题的主动学习，逐步形成通过自己的主动探索获取知识的学习方式。在此过程中，学生可以用自己学到的知识解决疑难问题，体验成功的喜悦，从要他学到他要学。形成了自主学习的能力。当今科学技术突飞猛进，人们处在知识急剧增长，知识陈旧率不断提高的 “ 知识爆炸 ” 年代，科学知识正以惊人的速度膨胀，人类近 30 年来创造的知识要比过去两千年的总和还要多。培养学生的自学能力，让学生自己掌握开启知识宝库的 “ 金钥匙 ” 应该是现阶段学校教学中的一个十分重要的问题。
学生在校的学习时间是有限的，如果只靠在学校学习的知识，无论从质和量上都无法满足未来的需要。知识的无限性和受教育时间、内容的无限性是一对不可调和的矛盾，教学内容的变化速度远远跟不上知识更新及社会发展的速度。要想走出这种困境，让我们的学生能够在将来有学习和发展的能力，我们就要在现在培养他们独立获取知识的能力，终身学习和发展的能力。在这节课中，我们把自主学习和相互探究引入课堂教学，力图把学生从一个消极的
接受者变为一个积极的探求者，这种研究新知识，应用新知识解决问题的方式，在他们未来的学习，工作乃至科研活动中都是要经常遇到的，也是他们面对未来时所必须的能力。同时，让学生学会了自己学习，掌握了学习的方法，教师才能真正称为是学生学习的指导者。在实际教学中，作为教师，我们努力的目标应该是让自己从 “ 教书匠 ” 变成 “ 指挥家 ” 。 3 、多媒体信息技术进入课堂
随着当代科学技术的发展和教学现代化，实用化的需要，现代教学技术进入课堂教学领域已是必然，也给课堂教学注入了无限的生机和活力。
这节课，我们制作了 Flash 动画模拟实验室制取氯气，并将各部装置设计用可以移动动画效果展示，引导学生探究，这不仅避免了氯气的污染，更能使教学面向全体学生，增强了直观性，增加了课堂容量，提高了教学效果。多媒体的应用给我们的一点启示就是：所谓课件，绝不是简单地做几张幻灯片来代替板书，或只是播放一些录像，而是应该注意到化学教学本身与生产生活实际的紧密联系。我们应该根据每节课的教学需要，用心地发现和挖掘教材中比较抽象，难于理解的 “ 死角 ” ，把它利用课件形象地模拟或表现出来，把教学内容与课件合理有序地整合起来，只有这样才能算是充分有效地利用现代化的教学手段。
化学探究性实验的设计案例
作者: 收集于网络
教学目的：
1．认识化学实验方案设计的重要性。
2．复习化学实验方案设计的基本要求。
3．化学探究性实验方案设计的原则和方法。
教学重点：
化学探究性实验方案设计的原则和方法。
教学难点：
设计化学探究性实验方案的体会和领悟。
课时安排：1课时
[引入]
化学实验是化学认识的源泉，是启迪学生思维、培养能力的有效途径，是培养学生科学态度、科学方法的必由之路，是培养学生创新意识和实践能力的重要手段。前面我们学习了化学实验方案设计的基本要求，请同学们归纳一下。
[学生回答，老师板书]
一、化学实验方案设计的基本要求
1．科学性
2．安全性
3．可行性
4．简约性
[引入]化学实验从传统的演示实验、验证性实验为主发展到探究性实验为主，教师通过启发性讲解，培养学生问题意识、实验探究和实验设计能力。
[板书]二、探究性实验设计的原则
1．科学性的原则。所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造。
2．对照性的原则。要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。
3．等量性的原则。所设计的实验中的平行反应，试剂的取用应该是等量的。
4．单因子的变量原则。对某个实验的影响，会有很多的因素，实验正是要人为控制条件，使众多变量中，只能有一个因素是变量，其余几个是一样的。
[板书]三、探究性实验的设计
1．探索性探究实验的设计
这类实验方案设计过程重在分析比较，操作中的现象是对方案设计合理与否的检验，以及探究性结论得出的重要依据。学生对实验方案的设计思路可能会多种多样，实验方案相应也会教多，只要无明显失误或不妥，均可由学生通过实验进行验证，之后再将方案修正完善。 例1．含有酚酞的氢氧化钠的溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl 和HClO 中和了NaOH 所致；乙同
学认为是氯气与水反应生成的HClO 具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
[分析]：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则红色可能重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则红色不可能重现。
[实验设计]：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH 溶液，若红色重现，则是因为HCl 和HClO 的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO 的强氧化性所致。
例2．对于CO32−和HCO3−结合H+能力，甲认为HCO3−结合H+能力强，理由是在等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中加入等体积等浓度的盐酸，碳酸氢钠固体中产生气体速率快；乙认为CO32−结合H+能力强，理由是在同一温度下同浓度碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH ，前者大于后者。
[分析]：CO32−与H+的反应是分步进行的：CO32− +H+ = HCO3− HCO3− + H+ = H2O+CO2，在碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液里滴加盐酸，若CO32-结合H+能力强，则不会马上产生气泡，HCO3-结合H+能力强，马上有气泡产生。
[实验设计]：取相同体积、相同浓度的碳酸钠的碳酸氢钠溶液放入同一试管中，再滴加盐酸，如果马上有气泡产生，则是HCO3−先结合H+；如果是滴入一定量盐酸后才产生气泡，则是CO32−先结合H+。
例3．在室温下，把铜片放入浓硫酸中，没有明显的反应现象。对此，甲认为这是铜在浓硫酸里发生钝化现象；乙认为室温下铜片放入浓硫酸中看不到明显的现象，主要是因为铜与浓硫酸在室温下反应速率很慢。
[分析]：如果铜发生钝化，则表面会覆盖致密的氧化物薄膜，一般情形下难于反应。
[实验设计]：在烧杯中放入一块铜片，再加入适量的浓硫酸，使铜片浸没在酸中，稍待片刻，用镊子取出，用水洗净铜片表面的酸液。将用浓酸处理过的铜片放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，观察现象。如果表面有白色的物质析出，溶液的颜色变蓝，说明铜在浓硫酸里没有产生钝化现象，乙的说法正确。如果表面没有白色物质析出，溶液的颜色也无明显变化，则甲的说法正确。
例4．加热稀氨水，溶液中的C(OH−)有什么变化？甲认为溶液中的C(OH−)增大，理由是NH3•H2O是弱电解质，在溶液中存在平衡：
NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH− ，弱电解质的电离过程是吸热的，当升高温度后，平衡就会向电离的方向移动，所以氨水中的C(OH−)增大。乙认为一般加热有利于电离，但氨水受热时反而不利于NH3•H2O 的电离，这是因为受热时氨易逸出，下列平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH−向左移动，使C(OH−)减小。
[分析]：C(OH−)改变可以由酚酞试液的颜色变化来判断。酚酞试液遇碱显红色，如氨水中的C(OH−)增大，则颜色变深；若氨水中的C(OH−)减小，则颜色变浅。
[实验设计]：在试管中注入滴有酚酞的氨水，并在试管口套上小气球（防止氨污染空气），加热，如颜色变浅，则加热使氨水中的C(OH−)减小，乙正确；如颜色变深，则加热使氨水中的C(OH−)增大，则甲正确。
[板书]2．验证性探究实验的设计
这类实验的目的主要是验证化学假说和理论，注意说服力要强。
例5．请结合所学知识设计实验，证实AlO2−结合H+的能力比CO32−强，供选试剂：NaOH 溶液、AlCl3溶液、CuSO4溶液、pH 试纸、NaHCO3溶液、FeCl3溶液（仪器自选）。
⑴应选试剂；⑵操作要点；（3）能证明AlO2−结合H+的能力强于CO32−的反应的原理的离子方程式。
[分析]：该实验为验证性实验，如果AlO2−和HCO3−相遇时，生成 Al(OH)3白色沉淀，即可AlO2−结合H+的能力强于CO32−
[解答]：⑴应选试剂：NaOH 溶液、AlCl3溶液、NaHCO3溶液
（2）操作要点：①取少量的AlCl3溶液于试管中；②向试管中逐滴加入NaOH 溶液直至产生白色沉淀恰好全部消失；③向其中再滴入NaHCO3溶液至足量。
（3）离子方程式：AlO2−+HCO3−+H2O = Al(OH)3↓+CO32−
[板书]3．综合性探究实验的设计
例6．已知镁能跟盐酸、醋酸反应，产生氢气。即：
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+2CH3COOH = Mg(CH3COO)2+H2↑
⑴请用镁粉、盐酸和醋酸为原料证明在同温同压下，当上述两种酸的物质的量相同时，反应产生的氢气的体积相同。
⑵若收集到的氢气体积不同，则请推测氢气体积不同的原因。
[分析]：⑴因为该实验是比较性实验，故在设计时要控制好两实验的条件（镁粉质量、盐酸、醋酸浓度体积要完全相同，产生氢气的实验装置要完全相同，实验时的外界温度压强要相同）。具体如下：A 、组装如图装置
B 、气密性检查
C 、取下反应发生装置，分别加入镁粉和盐酸或醋酸，再重新连接好装置
D 、打开分液漏斗向烧杯加入100mL 、0.1mol•L−1盐酸或100mL 、0.1mol•L−1醋酸 E 、测量烧杯中水的体积，比较两次实验结果。
⑵影响生成氢气的体积大小因素有：一是产生氢气的量，所取的两种酸的浓度，量取两种酸的体积大小；实际参加反应的两种酸的量（因反应放热，两酸挥发而减小的程度不同）。二是收集氢气时的温度压强不同，由于两者酸性强弱不同，反应的剧烈程度不同，瞬间放出的热量不等，导致容器中的温度压强不同。
板书设计
化学探究性实验的设计案例
一、学实验方案设计的基本要求
1．科学性2．安全性3．可行性4．简约性
二、探究性实验设计的原则
1．科学性的原则
2．对照性的原则
3．等量性的原则
4．单因子的变量原则
三、探究性实验的设计
1．探索性探究实验的设计
2．验证性探究实验的设计
3．综合性探究实验的设计
[能力训练]
1．将双氧水溶液滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，红色消失。甲认为这是由于H2O2是二元酸：H2O 2 H++HO2−消耗了OH−，而使红色消失；乙认为双氧水具有强氧化性，将酚酞氧化使红色消失。
2．在少量Mg(OH)2悬浊液中，滴加适量饱和NH4Cl 溶液，固体溶解。对于固体的溶解，甲同学的解释是：在氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡：
Mg(OH)2 Mg2++2OH−
NH4Cl 发生水解：NH4++H2O NH3•H2O+H+水解产生的H+与Mg(OH)2电离出的OH−发生中和反应，使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动而使Mg(OH)2溶解。乙同学的解释是NH4Cl
电离出的NH4+与Mg(OH)2电离出的OH−发生反应生成弱电解质NH3•H2O，由于C （OH−）降低，而使Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，导致Mg(OH)2溶解。
3．浓硝酸与铜反应生成NO2，稀硝酸与铜反应生成NO 。浓、稀硝酸哪种氧化性强？甲认为稀硝酸的氧化性强，原因是浓硝酸和铜反应产生NO2，氮元素的化合价降低1，而稀硝酸和铜反应时产生NO ，氮元素的化合价降低3，氮元素得电子数后者大于前者；乙同学认为浓硝酸的氧化性强，原因是从反应条件看，浓硝酸与铜反应时速率快，稀硝酸与铜反应的速率慢，加热时才有明显反应。
4．向品红溶液中通入一种常见的气体后，品红褪色。甲认为通入的是氯气，乙认为通入的是二氧化硫。
[设计参考]
1．向红色消失后的溶液中滴入氢氧化钠溶液，若再现红色，则为H2O2的酸性所致，甲的见解正确；若不再为红色，则是因酚酞被双氧水氧化而褪色，乙的见解正确。
2．向Mg(OH)2沉淀中加入醋酸铵溶液，若加入醋酸铵溶液后Mg(OH)2不溶解，说明甲同学的解释正确；若加入醋酸铵溶液后，Mg(OH)2溶解则说明乙同学的解释正确。
3．用排水法收集两试管NO 气体，用胶塞塞好，然后用注射器向一支试管中注入一定量的浓硝酸，另一支试管里注入一定量的稀硝酸，看哪种酸能将NO 氧化成红棕色的NO2。能将NO 氧化成红棕色NO2的酸氧化性强。
化学反应方程式为：2HNO3+NO 3NO2+H2O
4．将褪色后的溶液加热，若红色再现，则说明通入的是二氧化硫；若红色不再现，则说明通入的气体是氯气。