强化实验教学培养探究能力

强化实验教学培养探究能力

王建强

王建强（河南洛阳嵩县第一高中河南洛阳471000）

中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）06-0000-01

摘要：化学实验探究性学习是化学实验教学中的一个崭新的课题，需要广大教师的共同探索和实践。本文主要从以下三个方面介绍了化学实验探究性学习教学的方法，原则，步骤以及教学过程中应注意的问题。

关键词：探究性实验教学目标化学实验探究能力

所谓探究性学习既从科学领域或现实社会生活中选择和确立主题，在教学中，创设一种类于学术（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，表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展。探究是科学发展的精髓，也是科学素养的基础。新课程改革要求所有年级的学生都应该有机会进行科学探究并培养科学探究的能力。在化学实验教学中培养学生的科学探究能力：一让学生自主学习、强调学生的自主性；二让学生自己去体验；三让学生自己解决化学实验中实际问题。教师首先要根据所教的知识有意识地提出问题；再让学生思考分析和提出解决问题的方案，最后由学生自己动手解决问题并得出结论。整个过程由学生亲身参与，教师加以指导来完成，从而增强学生对科学探究的理解力和培养学生的科学探究能力。下面从化学演示实验、学生实验、课外实验等三方面进行研讨。

一、演示实验中科学探究

人教版高中化学课本中安排了大量的演示实验，其目的主要是让学生在观察的基础上接受化学知识，为理解提供直观材料。传统的化学演示实验是由教师先讲解、再演示，然后把观察到的现象、结论总结出来，这样的实验教学学生处于被动地位，缺乏对实验的热情和探究的欲望。根据探究性实验教学的设计原则，在演示实验中，要通过增加演示实验的创造成分，给学生提供更大的思考空间，把部分有探究价值的演示实验改为学生的探究实验。比如：“铜和浓、稀硝酸的反应”都可以转化为学生的探究性实验，这样做不仅可以使学生体验规律得出的过程，加深对知识的理解，提高学习的兴趣，而且也结合了实验的内容，加强了学生的环保意识。这样做看似“硝酸的性质”的教学时间加长了，实际从总课时上并没有造成课时紧张的矛盾。即使是教师的演示实验，也要增加学生的参与程度，如“醛的性质”、“溶液的导电实验”等。这样做的目的是给学生提供探索的空间，使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法，即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师以学生身份发表自己的实验设计(或拿出事先准备好的仪器设备，或让学生阅读教材中的有关部分)，之后，再开始具体的实验操作。

二、学生实验中的科学探究

学生实验是学生获取知识、形成技能、培养智能和发展个性的最佳途径，实验活动可以使学生处于情绪亢奋的实验探究的状态，为他们提供用探讨化学原理的有关数据，提出化学知识中的疑难问题，验证已学过的理论和规律以及概括出概念的涵义等等。在学生实验中进行科学探究，重要的是应在教师的组织指导下进行。具体分为实验前指导，实验中指导，实验后指导三种情况。实验前指导主要是讲解实验操作要领与成败关键，提示安全注意事项等，或就实验内容提出几个问题让学生边实验边思考。实验中指导主要是在学生做实验过程中遇到疑难问题或违背操作规程时由教师给予的指导。实验后指导主要是实验以后由教师所作的评价性指导。学生实验是在教师指导的基础上，由学生自己动手进行实验的整个过程并对实验进行合理的探究，能充分发挥学生的主体作用，培养亲自动手的实践能力和围绕实验内容展开科学探究的能力。

例如：（1）原电池基本原理的探究（以铜锌原电池为例）。

[实验探究一]能否设计一个实验，使铜片在稀硫酸中在铜片上产生氢气呢？教师将学生每4人一组，要求完成下列实验方案：提醒学生注意观察现象，并在实验完成后汇报实验结果，思考由实验所得到的结论。（方案1）铜片和锌片不接触，放入一装稀硫酸的烧杯中；（方案2）铜片与锌片接触，放入一装稀硫酸烧杯中；（方案3）铜片与锌片用导线连接，放入一装稀硫酸烧杯中。

[实验探究二]铜片与锌片用导线连接，放入稀硫酸中。思考：导线上是否有电流通过，如何用实验证明？自行设计实验方案：（方案1）在导线上连接一个电流计；（方案2）在导线上连接一个小灯泡。

通过实验，验证了导线上有电流产生。由此引出原电池的概念。教师追问：铜锌原电池装置为何能产生电能？引导学生分析实验现象和原理，并用动画演示“计算机模拟铜锌原电池装置内部电路的形成”。动画演示电子的流动方向及电流计指针的偏转，同时伴随锌片的溶解，锌原子失去电子，电子经导线流向铜片，氢离子在铜片上得到电子产生氢气。通过微观展示，学生对Cu—Zn原电池有了更为直观的认识和理解，在此基础上引导学生写出电极方程式。教师让学生随意发表自己的见解，然后由学生总结得出：①原电池是将化学能转变为电能的装置。②原电池装置中，一般较活泼的金属作负极，负极失去电子，发生氧化反应，较不活泼的金属或非金属导体作正极，正极得到电子，发生还原反应。

（2）原电池形成条件的探究。请同学们根据自己的设想和实验室提供的仪器、药品，进行小组实验探究。教师作适当的引导，和学生自主创新相结合，既适当降低探究的难度，又充分发挥学生的独创性。

在学生分组探究过程中，教师参与其中，采取深层对话、促进交流等方法进行引导和启发。当学生提出问题时，教师应在充分赞扬的基础上参与他们的研究，并得出结论。至此，学生为自己设计的独特实验和探究到的与众不同的实验结论深感兴奋和自豪，进一步增强了探究的乐趣和自信。教师根据学生的实验结果，引导学生分析构成原电池的条件，并让学生展开讨论，请学生归纳总结原电池的形成条件：①两种活动性不同的金属（或一种金属与一种非金属导体）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中，能自发进行氧化还原反应。③两极相连形成闭合电路。

3.学习反馈。让学生根据原电池内容的学习设计实验：①设计一个原电池，使其总反应式为Zn+Cu2+→Zn2++Cu，画出所设计原电池的示意图，并标出正、负极与电子流动方向。②用实验验证所设计实验的合理性。最后，结合实验特点，让学生思考：把西红柿或柑橘等水果组成一个原电池装置。继续激发学生的学习积极性，使课内探究的气氛延伸到课后。

三、课外活动实验中的科学探究

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师，它往往胜过责任感。”为了激发学生对学习化学的兴趣，体会到化学与社会、生产、生活的密切关系，让学生步入化学神圣的殿堂，本人在课堂化学实验教学的基础上，探究了两条课外实验的教学方法。

1．采用上述分组方法，有意识地分好小组，进行课外兴趣实验的合作探究。让学生自主分工，设计实验方案，收集实验材料，具体操作实验，整理实验报告。让学生从合作探究的实验中得出新的知识。使学生明白：化学就在我的身边，学好化学非常重要。例如：本人在讲授《硫酸》时有关酸雨的知识，学生对本地区的的雨水是否是酸雨有了争议，于是我就布置了测雨水pH值的任务。过一了段时间，下了一场雨，第二天学生们就把实验报告交上来了。我一看，方法步骤很正确，结果误差也不大。我及时总结，举行实验报告会，让八个小组的组长阐述了他们每个小组的实验方案，怎样分工合作进行实验，得出实验结论。气氛很热烈，学生们得到了成功的体验，愉悦的情感得到了升华，奠定了学生的自信心。

2．用上述分组方法，吸纳学生进入化学兴趣小组。教师成立了“生活中的化学”调查小组和“化工生产”调查小组。“生活中的化学”调查小组主要调查生活中的吃、穿、日用品与化学的关系，教师可布置课题作业。例如：市售食盐中的碘的检验，方便面与人体健康的要求，要求与化学教材相结合，做到源于课本但又高于课本。主要强调有创新的思想和见解，并能学习创新方法。“化工厂”调查小组主要负责调查本镇、本村的化工厂的生产情况，对化工产品的性质、用途及生产流程有一个感性到理性的升华过程。在调查活动过程中，教师教师适时一些建设性意见，知识的补充，调查方法的介绍等等。由于学生大都是住校生，所以能进行的调查时间并不多，但此举已让学生产生了很大的兴趣，有了很高的积极性。

综上所述，科学探究，可贯穿于整个化学实验教学过程中，也可课内与课外相互延伸。在化学实验教学中培养学生的科学探究能力关键是学生自主实践和创新精神的培养，并注重学生个性的发展。