【理学论文】浅谈自主探究性化学实验

 【摘 要】化学是一门以实验为基础的自然科学，实验不仅是一种验证性或操作性实践活动，更是一种探究性的实践活动。强化实验的探究和设计，让学生经历实验的过程，不仅可以使学生获得知识、技能，更重要的是让学生在这个过程中掌握了科学方法。体验科学家科学研究的一般过程，提高科学探究能力，学习科学方法和科学态度，在这一过程中，更突出了学生的主体作用，更能够激发学生学习的潜智。

【关键词】 探究性化学实验 教学 学生潜智 探讨

一、引言

化学是一门以实验为基础的自然科学，在实验的基础上，通过观察、分析、比较、抽象、概括、归纳等科学方法，对某些化学反应实质、现象以及化学实验装置从多角度、多层面做深入的研究探索，进行探究其规律的学习，有力地解释客观事实的实验属性，从而有效地强化学生的创新意识，拓展学生的创新思维，提高动手能力和实践创新能力。实验不仅是一种验证性或操作性实践活动，更是一种探究性的实践活动。强化了实验的探究和设计，让学生经历实验的过程，不仅获得知识、技能，更重要的是掌握科学方法，体验科学家科学研究的一般过程，提高科学探究能力，学习科学方法和科学态度，在这一过程中，更突出了学生的主体作用，更强调了发挥学生学习的潜智。下面，本人将结合化学课程改革几年来的实验教学经验，就探究性化学实验在初中教学中的应用谈谈自己的看法。

二、探究性化学实验及其教学特征

1、对探究性化学实验的认识

在以前的教学方法中，也曾出现过类似的"探索法""发现法"等。但当时这些教学法，目标仍然是知识的教学，使用这些方法的目的在于使学生更有效的学习知识，新的方法不过是个手段。现在新课程理念下的探究式教学，从整体说来，知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观三者是同等重要的，它们都是教学目标的组成部分，而实验探究是探究式教学中的重要环节。我们在实施过程中，要把学生看成小科学家，由学生自己来完成实验设计，完成实验，探究未知的现象或数据，并在获得现象和数据的基础上得出实验结论。学生通过搜集、查阅大量的资料，寻找解决问题的途径，设计解决问题的实验方案。通过实验设计和进行观察、分析，最后独自将问题解决，探究性实验突出了学生的主体地位和自主活动，主张学生自主地去获取知识。探究性化学实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一，而且更加注重学生对实验过程的理解，这样学生的潜智才能被充分的发挥出来。

2、探究性化学实验的教学特征

探究性教学，就是学生在教师的引导下，通过教师在教学过程中创设问题情境，以问题的提出和问题的解决，激发学生的求知欲，引导学生主动学习，做学习的主人。以此达到培养学生创新意识和实践能力的一种教学模式。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学科学的形成和发展都离不开实验。学生通过实验，可以探究自己还未认识的世界，帮助学生形成化学概念，理解和巩固化学知识，掌握实验技能，激发学生学习化学的兴趣，拓宽自己的知识面，培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力，学会科学研究的方法。如在实验教学中，因材施教，拓宽实验思路，使化学实验更具有趣味性、探索性和综合性，以满足学生动手、动脑、求新的心理特点，支持学生在实验中萌发的创新意识，鼓励他们去探究事物的本质。例如：在学习了H2和O2气体的实验室制取的方法之后，我们在学习制取CO2的实验中，可以对二氧化碳的实验室制取实验进行如下的设问：（1）制取H2和制取O2的装置有什么特点？它们是否只是用于H2和O2的制取？是否可以用来作为制取CO2？（2）制取一种气体，我们需要了解哪些信息？（3）如果实验室没有稀盐酸，可不可以用硫酸代替？（4）若没有碳酸钙该用什么药品代替？经过动手、动脑，不仅提高了学习兴趣，巩固了所学知识，同时培养了独立思维能力。

三、开展探究性化学实验教学应该把握的主要教学策略

1、演示实验中，让学生自主设计实验。

传统的演示实验教学，只是让学生看教师表演，先是"教师做，学生看"，后是"教师讲，学生听"，缺乏对知识深入引导和研讨，阻碍了学生主动学习和亲自探索知识，如能将一些演示实验进行改进，让学生去自主探索，经过分析、讨论，透过现象看本质，自行完成实验设计，则会从中悟出很多课本上学不到的知识。例如为了激发学生的探究思维，在安全保障的情况下，课堂上，我大胆地让学生做演示实验。在"测定空气中氧气含量"的实验时，把书本的实验作为原理自学。然后，出示一些实验仪器：集气瓶、双孔橡皮塞（上有导管、燃烧匙）烧杯、弹簧夹、酒精灯（火柴）等，一些药品：磷、硫、木炭、水等，设计测定氧气含量的方案。学生讨论积极，但不敢一试。这时老师的鼓励和点拨双管齐下，有学生上场了。不同次的实验，倒流入集气瓶中水的体积也会有所不同，有的正好1/5，有的超过，有的不满。不管哪种情况，都能让学生继续探究下去，找测不准的原因。然后更深层地探究用木炭或硫代替磷行吗？为什么？这时举手要求实验的学生争先恐后。学生在老师引导下的实验设计，激发了探索兴趣。从学生这种主动积极的学习态度上，可尝到探究教学的甜头，在关于溶液的导电性演示实验中，我直接给出所需的药品和仪器，然后让学生自拟一个实验方案来验证物质的导电性。教学中我是这样安排的：(1)学生自拟实验方案。(2)学生详细设计实验操作过程。(3)师生讨论、评价实验。学生在实验中，独立探索、研究，虽然时间可能长一些，但在操作中提高了他们的实验设计能力和动手能力，通过解决实验中出现疑难问题，提高了学生独立实验和学习的能力。突出了学生的主体作用，更好的发挥学生学习的潜智。

2、学生分组实验中，让学生自主探究。

学生分组实验是初中学生最感兴趣的课，但绝大多数学生是按教材的安排程序进行实验，按照教师布置的步骤进行操作，兴趣只停留在表面上，凑"热闹"成分很多，这样也就无法培养学生的综合能力和科学素质，所以在学生分组实验中，应尽可能调动学生的主动性让学生自主探究，完成实验任务。例如：通过对氢氧化钠使无色酚酞变色的探究，真正理解可溶性碱为什么都能使无色酚酞变红色的实质。由此为契入点，根据前面氢氧化钠的学习，让学生能自己推导出可溶性碱的通性。

问题情景：

教师在课堂上演示了这样一个实验：

在烧杯中倒入30mlNaOH溶液，让所有的学生都看到，此时溶液是无色的。滴入2-3滴酸碱指示剂无色酚酞，整杯溶液马上变成了红色。

问题：是谁使无色酚酞变红色的？

学生一致说是NaOH使无色酚酞变红色。老师继续引导问：NaOH在水中电离成Na+ 和OH，那么到底是哪个离子使无色酚酞变红色呢？

提出假设：

学生发言踊跃，提出了不同的看法。

（1）是Na+使无色酚酞变红色。

（2）是OH-使无色酚酞变红色。

（3）有的学生说是Na+和OH-一起使无色酚酞变红色。

（4）又有学生提出，哪有没有可能是水分子使无色酚酞变红色。

收集证据：

学生分组进行实验

（1）在NaCl溶液、NaNO3溶液中分别滴加无色酚酞，观察现象。溶液都不变色。

（2）在KOH溶液、Ba（OH）2溶液中分别滴加无色酚酞，观察现象。溶液都变红色。

（3）在水中滴加无色酚酞，观察现象。不变色。

获得结论：

学生通过讨论交流得出结论：是溶液中的OH－使无色酚酞变红色。

在上述教学过程中适时地创设教学情境，引导学生困惑、质疑等心理冲突，自然就激起了学生的探究欲望，如此才能充分调动学生学习的主体性，发挥学生潜智，达到掌握知识并发展思维能力的目的。

3、加强课外小实验，引导学生参与实践。

课外活动是课堂教学的延续、扩展和加深。化学课外活动是理论联系实际，发展特长与爱好，定向培养学生的各种能力，开阔知识、视野的有效途径。开展化学课外活动的形式多种多样，教师可根据学校和学生的实际情况开展课外活动。如上第三章第一节水是人类宝贵的自然资源之前，我提前两个星期布置一篇化学小论文，内容是：要求学生注重观察身边的水源是否受污染？你是怎样判定的？你对污染有何良策？然后两周后由科代表收齐后上交。我细细阅读这些小论文，结果让我大吃一惊，学生的观察能力、思维能力、实践能力及语言表达能力足以令我折服。如判定水源是否受污染，学生不只满足于观察颜色、水体的浑浊度；有的同学还做了对照实验，让相同的小金鱼在清水和该水样中生活看哪条金鱼存活时间长，并且天天做了记录；有的同学找我要了 ph试纸；有的同学干脆取了水样带回实验室；有的同学还实地考察校园旁边的小河，提出污染源是沿河两岸直接向河里倾倒垃圾，建养猪场和漂染场等并直接把污水排入小河。有的同学还附着实地考查的实地照片以证实其更有说服力。我仔细挑选出几篇优秀论文在课堂上展示和交流，让学生评议及提出意见。整堂课同学们经过自己的体验、归纳、总结并发言，积极性极高，而且提出了更加尖锐的化学问题。这种习惯一旦养成，思维品质也就得到最大的优化，创新能力就得到提高。

四、结束语

综上所述，本人在探究性化学实验教学中，尽量把验证性实验改为探索性实验，把演示实验改为开放性实验，边讲边实验，并改进实验装置，器材等，让学生尝试实验设计、操作，提高学生创新能力和对知识的注意实验教学的探究成分，努力发挥探究性化学实验教学的功能。在教学中老师要做到三多三少的特点：教师讲的要少，学生的活动要多；师生的单向交流要少，学生之间、师生之间的互动合作要多；简单机械的重复劳动要少，学生探索规律、讨论方法的时间要多。也就是说教学模式要发生根本变化，教师应该引导学生去寻找和发现，而教师只是一个组织者和参与者，学生真正成为学习的主人，使不同程度的学生得到不同的发展，满足学生求知、参与、交流与自尊的需要，从而得到培养学生创新意识的目的，最大限度的发挥学生的潜智和创造力。

参考文献：

1、《化学课程标准》中华人民共和国教育部制定 北京师范大学出版社 2001年。

2、《全日制义务教育化学课程标准解读》，湖北教育出版社 2002年。

3、李伯黍《教育心理学》 华东师范大学出版社 2003年。

4、赵宁《新课程典型课案例与点评》（初中化学） 东北师范大学出版社出版， 2004年。