科学探究中的几个问题

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1、科学探究中的几个问题Whoeversavesonelife,Savestheentireworld主讲：封享华coo5555@126.com背景：1.获取信息的能力很有限；2.探究设计能力有限；3.合作学习的习惯没能养成；探究过程中的一些基本方法、探究设计原则还不太了解，探究技巧还没形成。原因：提纲：1.如何提出问题？2.怎样进行猜想与假设？3.如何设计探究方案？4.实验过程中应注意哪些问题？5.如何进行证据的收集？6.如何通过证据获得有价值的结论？7.反思与评价的内容有哪些？8.表达与交流的方式与意义？一、如何提出问题？1.提出问题的重要性爱因斯坦：提出一

2、个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。2.问题是什么？问题是当前状态和目标状态之间的差异。是已知和未知之间的桥梁和纽带。初中化学教材人教版p134以及高中必修2p60都涉及了甲烷的性质。甲烷的制备是采用无水CH3COONa与碱石灰共热，其装置图与氧气制备相同。存在的问题：（1）甲烷不能产生或产生速率很慢；（2）试管破裂；（3）某些实验制得的甲烷不能满足性质实验的要求，如点燃时火焰呈黄色（应为兰色），能使高锰酸钾褪

3、色；（4）反应后试管不易刷洗。你能提出什么问题？提出的问题：①样才能把甲烷制备实验做好？②甲烷不能产生或产生速率很慢的原因是什么？③什么原因导致试管破裂？④使火焰呈黄色的物质是什么？⑤试管不易刷洗？为什么？………………………………………随着探究的深入，还可能提出更多的问题：①影响甲烷制备的因素有哪些？②甲烷制备的适宜温度是多少？③原料配比怎样才合适？④原料的总量选择多少合适？⑤甲烷制备实验是固相反应吗？………………………………………3.问题的层次性及其分解层次性：课题（大问题）中包含一系列相互联系，具有一定层次结构的小问题。“三峡库区水华防治研究”问题的分解：

4、分成若干大的方面，每一方面提出新问题。甲烷制备实验小结：提出的问题要有一定的价值；提出的问题源自自身的知识、经验与兴趣，不同的人可能会提出不同的问题；知识与经验越多，提出的问题越多，越有深度。二、怎样进行猜想与假设？1.猜想与假设是对问题的答案提出一个初步的结果。2.猜想与假设不是无端进行，是建立在已有的经验和知识之上，要有科学性和逻辑性。要利用科学性和逻辑性对不合理的猜想与假设进行否定。3.好的猜想与假设可以少走弯路。草酸加热分解产物的假设与猜想：1.从元素组成看：HCOOH、CO2、CO、H2O、H2、O2、C。2.从H2C2O4结构分析，C=O双键难于断

5、裂，C-C均裂开始。断裂后形成两个HOC=O单元。（1）如果在一个HOC=O单元中采用O-C键断裂形成CO和OH，另一个HOC=O单元中采用H-O键断裂形成CO2和H，则产物应该是CO2、CO、H2O。（2）如果在两个HOC=O单元中都采用H-O键断裂形成CO2和H，则产物应该是CO2和H2。（3）如果在一个HOC=O单元中采用O-H键断裂形成CO2和H，H另一个HOC=O结合，则产物应该是CO2、HCOOH。三种情形既可能单一进行，也可能两种情形甚至三种情况同时发生。分解产物是：HCOOH、CO2、CO、H2O、H2或其中数种。三、如何设计探究方案？1.查阅

6、文献资料，全面了解反应原理、物质物理化学参数。（为什么要全面？）2.围绕问题，对信息进行加工，寻找问题产生的原因。加工办法是比较、归纳、综合、判断。3.提出解决问题或探究问题的方案。甲烷制备反应原理：CH3COONa+NaOH=Na2CO3+CH4反应机理：一级均裂脱羧反应CH3COONa·CH3+·COONa·CH3+NaOHCH4+·ONa·ONa+CH3COONa·CH3+Na2CO3·CH3+CH3COONaCH3COCH3+·ONa2CH3COONaCH3COCH3+Na2CO3(加热324℃)此外还有其它副产物：CH3CH3、不饱和烃、CO、H2等

7、。名称分子式相对分子质量颜色、状态溶解性(g/100ml)熔点（℃）密度（g/cm3）乙酸钠CH3COONa82.03无色透明晶体76324℃1.528氢氧化钠NaOH40.01白色晶体1g溶于0.9ml冷水318.42.130氧化钙CaO56.08白色粉末25803.25~3.38氢氧化钙Ca(OH)274白色粉末0.16g20℃2.24甲烷在空气中的爆炸极限是含甲烷5-15%,在氧气中的爆炸极限是5.4-59.2%。CH3COONa·3H2O：无色透明晶体。密度1.45g/cm3。熔点58℃。123℃时失去结晶水。氢氧化钠沸点：1390℃，强烈的腐蚀性，有

8、吸水性。氢氧化钙分解温度：580℃。反