化学证伪实验的设计

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1、证伪实验在高中化学教学中的意义李强化学，是以实验为基础的一门学科，但在实践过程屮，往往会出现实验结果和理论不一致的情况，从而无法解释一些理论部分。这就是所谓的证伪。在化学实验探究教学中，由教师和学生提出一系列的假设，通过实验来检验这些假设。其中支持假设的实验称为“证实”实验，否定假设的实验称为“证伪”实验。科学的发展进步总是在一次次的提出假设，实践检验的基础上完成的。靠证伪发展的就有很多，例如卢瑟福的a粒子散射实验，证伪了汤姆逊的原子结构西瓜模型；比萨斜塔实验,证伪了亚里士多徳关于物体下落的结论；…诺贝尔奖获得者、澳大利亚科学家艾克尔斯自觉地运用证

2、伪性实验获得了成功，他把证伪的科学方法称赞为“巨大的解放力量”。科学发展史告诉我们：证伪错误的假说和理论在科学探索发展的过程中起着至关重要的作用，是推动科学发展前进的强劲动力。在科学探索的道路上，没有人是一帆风顺的，也不可能一次就能成功•大多数的人和大多数的时间实际上都耗费在证伪性实验引发的对实验、假说的改进、重认识上。因此，如果给学生的实验探究教学是证实性地，一方面会使学生认为科学探索的道路是平坦的、提出科学理论是很容易的错觉，从而曲解科学的木质。另一方面也失去了探索的意义，不能激发学生的求知欲，也不符合新课程中的三维目标。而证伪性实验的设计与探

3、究是对科学研究历程的模拟，有利于学生体验科学探究的乐趣和曲折。“证实”实验可以用來解释化学原理，帮助学牛建立完善的知识体系，“证伪”实验则可以帮助学牛改变错误的概念，增强他们的求知欲和对问题的分析能力。二者相比“证伪”实验能更接近科学的本质，且具有更大的教育意义。1进行证伪的流程当提出的假设与实际验证的结果不相符合时，即岀现了反例；通过理论知识对反例进行考察论证，认定反例是真实的，符合当前所学知识的；只要反例是真实的，就可以利用该反例对假设进行证伪。这一过程可用下图表示：选题―►查阅资料——►捉出假设一►设计实验►证伪►得出结论以证伪实验为基础的探

4、究学习过程2“证伪”实验设计的基木原则在实际教学中，学生提出的假说势必各种各样，而且由于受到硕件条件的限制和所掌握知识的局限性，有些在高中阶段肯定无法完成。因此，对学生提出的假设逐一-进行验证是不现实的。所以在设计证伪实验时，一般来说主要有四条原则：①需求性原则证伪实验设计首先要满足学生学习的需要，所以老师在设计证伪实验时，应该结合学生的实际情况和学生当前的急需解决的需求，有针对性的选择，考虑大多数学生的发展，解决学生关注的热点，教材中的重点。②可行性原则高中生所接触的实验都是书本上现有的实验，动手能力相对比较弱，而且中学实验室的条件有限，所以应该

5、尽可能选用学生熟悉的药品和仪器。即要求所选方案简单、易操作。尤其是能结合生活中的用品反而有利于加强学生的记忆，提升学习兴趣，同时使学生感觉到“化学”就在身边。③安全性原则对实验的安全性要评估，对可能出现有爆炸、燃烧的实验老师要提前反复论证并多次试验。对实验过程中可能出现的有毒气体、强酸强碱、易燃易爆物质、强腐蚀性物质、有毒药品要加强管理，并告知学生操作时要注意的事项。④精确性原则有些实验受到外界条件的影响比较大。不同的实验方案，其实验原理、所用仪器和药品以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的。在方案选择时，应对各种可能的方案进行初步的课差分析，尽

6、可能选用精确度高的实验方案。3“证伪”实验设计的策略案例1:褪色是酸碱中和反应还是氧化还原反应所导致？实验情景：向含有酚駄的NaOH溶液中加几滴新制氯水，溶液由红色变为无色。提出问题：是什么原因导致溶液褪色？提出假设：①氯水中的HCI、HCIO与NaOH发生中和反应，使溶液中的C(OFT)减小，而酚駄只在碱性环境中才显红色，中性及酸性条件下均为无色。②氯水中的HCIO有强氧化性、漂白性，能将酚駄氧化，从而使溶液漂白褪色。实验证伪：①取一只试管，加入2ml、0.1mol/L的NaOH溶液并滴加2-3滴无色酚酉女，溶液变红，再向试管中逐滴滴入1mol/

7、LHCI溶液，直至溶液褪色，然后再加几滴NaOH溶液，观察到溶液又恢复红色。②另取一只试管，加入2ml,0.1mol/L的NaOH溶液并滴加2-3滴酚駄，溶液变红，再向试管中逐滴滴入新制氯水，直至溶液褪色，然后再加几滴NaOH溶液，观察到溶液仍然为无色。得出结论：氯水的中HCIO氧化酚駄而使溶液褪色。该实验利用的是必修一教材中氯气的有关知识，高一学生学习化学时间不长，如果利用初中所学知识，首先想到的酸碱中和，而通过这一实验，既加深了对HC10有强氧化性、漂白性的理解，更提升了学生对高中化学知识的探究欲。案例2：铁遇浓硝酸钝化的本质探究实验情景：铁比

8、铜活泼，铜与浓硝酸能发生氧化还原反应，铁与浓硝酸是否更加剧烈呢？假设一：可能更加剧烈实验证伪：取一只大试管，向其中加入10