實驗教學與探究性學習的整合

[摘要]利用實驗教學，激發學生興趣，培養創新思維，設計探究性實驗，進行探究性學習。

[關鍵詞]實驗教學 探究性學習 整合

中學新課程體系改革的關鍵在于重視學生在學習中的“人本位”特點，如突出學生自主學習地位，強調與現實生活及學生經驗的聯系，充分重視對學生社會實踐能力和心理素質的培養。它在幫助學生轉變學習方式的同時，通過學生親身體驗進行探究性、研究性、自主性的學習和實踐，提高學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，培養學生創新精神，實踐能力和終生學習的能力。筆者以實驗教學與探究性學習的整合談幾點自己的看法。

一、激發學生興趣，萌發探究思維

掌握初中自然科學中的基本原理，會應用自然科學的基礎知識進行創新設計與研究簡單的實驗思路設計，使學生在經過獨立思考、調查研究、查閱資料、討論交流、做出大膽假設以及推理論證、共同完成設計方案的學習過程中培養學生的創新思維與創新精神，協調能力和合作精神等。這也是“探究性學習”在實驗教學中的體現。如，我們在教學中通過“白紙顯字”這個有趣的實驗來激發學生的興趣。

在第一張白紙上用氫氧化鈉溶液寫上幾個字“神奇的自然”，在第二張紙上用淀粉溶液寫上幾個字“實驗教學”，在第三張紙上用稀硫酸寫上幾個字“探究性學習”。等它們干后不顯出字，就在第一張紙上灑上酚酞溶液，立即顯出紅字“神奇的自然”，在第二張紙上灑上碘溶液，這時立即顯出蘭字“實驗教學”，在第三張紙上用酒精燈烤一下，即出現黑色字“探究性學習”等。

二、充分利用實驗教學開展探究式實驗，培養學生的創造思維

現行教材中演示實驗大多數為驗證性實驗，學生往往處于一種被動接受的狀態，不利于創造思維的培養，若將其改為探索性實驗，其效果將會更好。

如，在教初一《科學》課中的熔化與凝固時，以前教師通常做固體熔化實驗，采用演示實驗，然后直接驗證陳述。現在我們把它改為學生分組實驗放在實驗室上，給學生兩組松香和硫帶硫酸鈉的熔化裝置，讓學生四人一組進行加熱，看溫度計、看時間、讀數、記錄，然后根據所作的記錄作圖像。由學生親自觀察、讀數、記錄、作圖，從圖像中得出晶體與非晶體的特點，讓學生歸納晶體與非晶體的共同點與異同點及它們的定義。這樣讓學生自主參與探究，使學生更認真，課堂氣氛更佳。

三、設計探究性實驗，培養學生探究精神

探究式教學的目的在于培養學生的創新精神和實踐能力，因而知識與能力的獲得主要不是依靠教師的強制灌輸與培養，而是在教師的指導下由學生通過主動探索、主動思考、親身體驗而獲得的。

提出問題：探究Fe、Mg、Al、Cu幾種金屬的活動順序。

根據已掌握的知識，提出了如下兩套實驗方案。

【方案一】與酸反應的速度快慢

探究過程

1．提出假設。金屬越活潑，越容易失去電子生成陽離子，而使酸中的H+被還原成H2，則與酸反應越劇烈。

2．驗證假設。用四支試管各取相同濃度、相同質量的稀硫酸，在四支試管中分別加入等質量的Fe、Al、Mg、Cu四種金屬，觀察產生氣泡的快慢，見表1。

3．分析結論。鎂表面產生氣泡速度最快，鋁次之，鐵生成氣泡的速度緩慢，銅表面無氣體生成，可見這四種金屬的活動順序是：Mg>Al>Fe>Cu。

【方案二】與氧氣反應的劇烈程度

Mg、Al在常溫下極易被氧化生成一層致密堅固的氧化膜，從而使金屬表面失去光澤，常溫下，在干燥的空氣里，Fe不易跟氧氣起反應，Cu很穩定。

鎂能在空氣中劇烈燃燒，發出耀眼的白光2Mg+O2=點燃=2MgO。鋁箔在純凈的氧氣中能燃燒發出耀眼的白光，并放出大量的熱；鋁在空氣中，在高溫下，可發生這樣的反應：4Al+3O2==2Al2O3。鐵絲在純凈的氧氣中能劇烈燃燒，火星四射：3Fe+2O2=點燃=Fe3O4。把銅絲放在酒精燈上灼燒，銅絲表面變黑。

可見這四種金屬的活動順序是Mg>Al>Fe>Cu。

通過以上的結論解釋：，由于Mg、Al、Fe、Cu核外電子排布不同，最外層電子數不同，說明元素的化學性質跟它的原子核外電子排布有關，跟最外層電子數目有關。

應用結論，讓學生設計濕法冶銅Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

通過實驗，可以激發學生勇于探究的精神，喚起學生探索知識的熱情，培養學生自主探究學習的能力和創新意識，全面提高學生素質。

四、開設課外實驗小組，培養獨立思考能力和探究能力

探究大多需要實踐，實踐就必須有時間和空間。那么，我們可以利用課余時間開放實驗室，讓學生自主和自由的去探究。在實驗室里，學生可以根據自己的思路提出許多方案，并按方案去驗證。這樣使學生學習變得更有激情，更有效率。實驗室成為學生自我表現的舞臺，他們一有問題就到實驗室去驗證，去探究，大大的調動了學生的觀察思維能力和實驗動手能力。如在探究濃硫酸的吸水性實驗時，讓學生提出實驗方案，自己動手操作。

【方案一】把一瓶已知質量的濃硫酸開口置于潮濕的環境中一個星期后，測其質量的變化，若變大，則表明濃硫酸具有吸水性。

【方案二】往廣口瓶中注入半瓶濃硫酸，把燃燒匙根據所需的長度折斷，插到軟膠塞的內側，在燃燒匙上放一些藍色的硫酸銅晶體，塞緊軟膠塞，使其懸放在濃硫酸液面上方，靜置約5分鐘后，可見藍色硫酸銅表面有白色斑點出現，隨著時間的延續，白點越來越大，再放置兩三天，藍色硫酸銅晶體會全部變成白色粉末。說明濃硫酸吸收藍色硫酸銅晶體中的結晶水而變為白色無水硫酸銅。

五、利用多媒體手段，以增強動感效果和對實驗現象的觀察

把微觀問題宏觀化，抽象問題具體化，增強教學的直觀性，能有效地幫助學生分析實驗現象，理解物質變化的本質原因，把感性認識上升到理性認識，達到實驗教學的優化。例如，幾種金屬在酸中的反應。將金屬放在培養皿上置于投影儀下，倒入酸能清楚地看到反應的各種現象及速度的快慢，從而判斷金屬的活動順序，將鈉與水的反應放在實物投影儀下進行也能清楚地觀察到金屬鈉在旋轉而變得越來越小，溶液變紅，有氣體產生等現象。對于實驗時間太長、污染嚴重、危險性大、藥品缺乏等不可能讓學生做的實驗，采用現代化教學手段進行教學，能起到很好的教學效果。

六、結語

探究性學習是培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，形成初步的科學精神和科學態度。由于探究性學習注意培養學生獨立思考自主學習的能力，課程具有較大的靈活性，是對教師課堂調控能力的考驗，同時教師的備課與上課也是自身學習、探索和提升的過程。探究性學習與實驗教學的整合實際上是通過教與學傳統方式的改變，師生共同建立起平等民主教學相長的教學過程，從而提高學生分析和解決實際問題的能力，使教與學的重心不僅僅放在獲取知識上，而是轉到學會學習掌握學習的方法上，使被動的接受式學習轉向主動的探索性學習。

實驗教學與探究性學習的整合，是符合學生的邏輯思維過程和創造能力的形成過程，因而它可以培養學生嚴謹的治學態度，使學生學到科學探究的基本方法，養成良好的動手動腦能力，并在此過程中，自覺將知識與實踐、接受與體驗、認知與創造、基礎與能力有機結合起來，自然而然的形成良好的科學素質。

（作者單位：浙江玉環縣坎門一中）