中學(xué)化學(xué)探究性實驗教學(xué)淺探

摘 要: 化學(xué)探究性實驗教學(xué)是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)最有效的教學(xué)方法。本文探討了探究性實驗教學(xué)的基本特點、模式，以及實施化學(xué)探究性實驗教學(xué)應(yīng)注意的一些問題。

關(guān)鍵詞: 化學(xué)探究性實驗教學(xué) 特點 模式 案例

長期以來，我國學(xué)生學(xué)習(xí)的主要模式是“講解—接受”模式，在課堂上教師講解知識點，學(xué)生被動地接受。這種教學(xué)模式很大程度上限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，剝奪了學(xué)生自己探索、發(fā)現(xiàn)問題并提出不同見解的機(jī)會。然而，當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的一個重要目標(biāo)，就是要改變我國目前科學(xué)教育中普遍存在的學(xué)生被動接受的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、體驗的探究性學(xué)習(xí)。化學(xué)實驗教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和興趣，發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動性，加深和理解、鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和未來發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。化學(xué)探究性實驗更是體現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)精髓的一種有效途徑。因此，探究性實驗是進(jìn)行化學(xué)探究式學(xué)習(xí)的主要方式，其地位和作用是其他任何形式和方法無法替代的。

1.化學(xué)探究性實驗的基本特點

(1)探究性。

探究是人類認(rèn)識世界的一種最基本的方式，人類正是在對未知事物的不斷求索中獲得不斷的進(jìn)步和發(fā)展，學(xué)生的認(rèn)識盡管與人類的認(rèn)識過程在認(rèn)識對象、認(rèn)識條件和認(rèn)識方法上有差別，但我們可讓學(xué)生通過“提出問題—猜想與假設(shè)—設(shè)計實驗—分析現(xiàn)象—得出結(jié)論”的探究過程中，了解科學(xué)研究的一般過程，掌握基本的科學(xué)方法。

(2)自主性。

探究性實驗是以學(xué)生的直接經(jīng)驗為基礎(chǔ)而實施的，在選擇和探求問題的過程中，學(xué)生可以依據(jù)自己的興趣、愛好、特長等去參與活動，在此過程中，他們始終處于緊張、積極、活躍、興奮的狀態(tài)。

(3)過程性。

與驗證性實驗重視獲取知識的目標(biāo)不同，探究性實驗是注重過程性。它注重實驗過程中學(xué)生的思維方式、個人體驗及對信息的處理和整合，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和研究能力。

(4)學(xué)會學(xué)習(xí)。

學(xué)會學(xué)習(xí)是現(xiàn)代學(xué)習(xí)的一種新觀念。探究性實驗的顯著特點之一，就是要求學(xué)生逐步進(jìn)入“會學(xué)”的境界，它使學(xué)生通過設(shè)計、動手、觀察、總結(jié)、交流而體會學(xué)習(xí)的價值，使之思維領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，開發(fā)出創(chuàng)新的潛力。

2.化學(xué)探究性實驗教學(xué)的基本模式

探究性實驗按學(xué)生的主體活動程度可分為引導(dǎo)探究和開放探究兩種模式。它的一般過程是:提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計實驗方案→探究實驗，收集證據(jù)→解釋與結(jié)論→表達(dá)與交流。

(1)提出問題。

從日常現(xiàn)象或?qū)W習(xí)中，經(jīng)過老師或同學(xué)的啟發(fā)，或獨立地發(fā)現(xiàn)一些有探究價值的化學(xué)實驗問題，并且能夠清楚地表達(dá)出來。所涉及的科學(xué)方法一般有觀察、閱讀、調(diào)查、表達(dá)等。

(2)猜想與假設(shè)。

搜索原有知識經(jīng)驗，形成對實驗問題情境及其內(nèi)部關(guān)系的初步理解，建立起關(guān)于問題的猜想和假設(shè)，這是一個動腦筋的過程，猜想必須符合邏輯，同時又能有所創(chuàng)新和突破，而且要有對猜想和假設(shè)作初步論證的意識。所運(yùn)用的科學(xué)方法有預(yù)測、推理，形成假設(shè)。

(3)設(shè)計實驗方案。

能針對探究的實驗?zāi)康暮蜅l件，提出實驗活動方案，設(shè)計具體的探究實驗活動的步驟，考慮特定的實驗條件對實驗的影響，所涉及的科學(xué)方法是變量控制。

(4)探究實驗，收集證據(jù)。

積極參與、完成化學(xué)實驗操作，通過觀察、實驗、調(diào)查、查閱資料等收集資料證據(jù)，同時在實驗過程中注意觀察和思考的結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)新問題和解決新問題。涉及的科學(xué)方法有實驗、觀察、測量、記錄、數(shù)據(jù)處理。

(5)解釋與結(jié)論。

將收集的事實與證據(jù)和所學(xué)知識建立聯(lián)系，從信息材料和事實出發(fā)，按照一定的理論邏輯方法來推理變量之間的關(guān)系，經(jīng)過加工與整理，對假設(shè)做出判斷，得到結(jié)論。涉及分類、科學(xué)抽象、模型化、圖表化的科學(xué)方法。

(6)表達(dá)與交流。

用口頭、書面、模型等形式明確表達(dá)探究實驗的過程、活動與結(jié)果，發(fā)表自己的觀點，傾聽他人的意見，吸收他人對探究過程的有益提示，分析他人對探究結(jié)論的有益質(zhì)詢，認(rèn)識到表達(dá)與交流對探究活動的重大意義。

3.化學(xué)探究性實驗教學(xué)案例

在化學(xué)教學(xué)中的實驗探究環(huán)節(jié)，教師需要精心設(shè)計問題，激發(fā)起學(xué)生對所解決問題的探究欲望，產(chǎn)生探究的動機(jī)，同時引導(dǎo)學(xué)生明確實驗探究的目的，避免活動的盲目性。

現(xiàn)以“濃度、溫度對化學(xué)平衡移動的影響”一節(jié)課為例，我在教學(xué)引入環(huán)節(jié)利用以下演示實驗，設(shè)計一個局部的探究性問題，有較好的收效。教學(xué)程序如下:

向盛有5ml 0.01mol·L-1的FeCl溶液的試管中滴入幾滴0.03 mol·L-1的KSCN溶液。請學(xué)生說出在Fe3-+3SCN-?葑Fe(SCN)中，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時，有些什么特點?(根據(jù)實驗現(xiàn)象，你想到了什么?得出了什么結(jié)論?這樣可以激發(fā)起學(xué)生的已有認(rèn)識，即對可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡知識的回憶)。

(1)提出問題:當(dāng)向上述平衡混合物中，加入飽和FeCl溶液時，可能會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?

(2)假設(shè)與猜想:(可以追問，作出這樣的假設(shè)的依據(jù)是什么?學(xué)生會有怎樣的回答呢?學(xué)生能否想到加入飽和FeCl溶液后，F(xiàn)e3-濃度增大了，利用所學(xué)知識，可知正反應(yīng)速率增大了，此時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不再相等，反應(yīng)已不再處于平衡狀態(tài)。如果學(xué)生不能達(dá)到上述水平，教師應(yīng)該提供適度的知識支持)。

(3)實驗驗證:演示向上述試管中再次加入幾滴飽和FeCl溶液，觀察現(xiàn)象是否和猜想的一致。

(4)解釋與結(jié)論:濃度的變化可能引起正逆反應(yīng)速率不再相等，最終建立新的化學(xué)平衡。然后，我和學(xué)生一起梳理認(rèn)識，明確濃度改變，平衡移動規(guī)律。

(5)新的問題:還有哪些因素可能引起化學(xué)平衡的移動?(學(xué)生如果能夠主動提出這些問題當(dāng)然好，教師可以順勢組織下面的教學(xué)活動;如果不能提出問題，教師可以啟發(fā)學(xué)生思考影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些，或以探究預(yù)備中的知識提供支持)。讓學(xué)生自己設(shè)計并完成探究實驗，在此基礎(chǔ)上，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生研究溫度改變，平衡的移動規(guī)律，得出相關(guān)的結(jié)論，并且明確研究的大體思路和實驗證據(jù)。最后，讓學(xué)生自己研究壓強(qiáng)改變，平衡如何移動?讓學(xué)生提出假設(shè)，說明假設(shè)的依據(jù)，并且讓學(xué)生設(shè)計實驗方案，尋找實驗的證據(jù)。

4.實施化學(xué)探究性實驗教學(xué)應(yīng)注意以下問題

(1)確定好探究問題。

提出新的問題、新的可能性，從新的解度去看舊的問題，需要有創(chuàng)造性的想象力。化學(xué)實驗探究問題是實驗探究的目標(biāo)，規(guī)定了探究的方向和內(nèi)容，是進(jìn)行實驗探究的首要步驟。確定探究問題應(yīng)遵循以下原則: ①問題的設(shè)計宜小不宜大; ②問題的應(yīng)答域要明確具體; ③問題的解決要有可行性 ;④問題的表述要互相匹配。

(2)精心設(shè)計探究性實驗。

探究性實驗設(shè)計是教師對所提出的問題在課堂結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的總體規(guī)劃過程，或者是學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的化學(xué)知識和技能，獨立地或在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下，靈活并創(chuàng)造性地對所提出的問題制定解決方案。

(3)注意探究性實驗的條件。

實施探究性實驗，有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。探究性實驗要考慮三個條件:①內(nèi)容難易適中;②學(xué)生對進(jìn)行探究性實驗已有準(zhǔn)備;③教師有充裕時間組織學(xué)生實施探究性實驗。

(4)指導(dǎo)學(xué)生探究方法。

為了順利實施探究教學(xué)形式，教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行一些科學(xué)探究方法的指導(dǎo)，如在課堂教學(xué)中，多采用啟發(fā)探究的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生探究興趣，組織化學(xué)興趣小組，模擬科學(xué)家進(jìn)行實驗探究的情境，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究方法的訓(xùn)練，等等，使學(xué)生在實驗過程中避免失誤，提高學(xué)習(xí)效率。

在化學(xué)教學(xué)過程中，教師實施探究性實驗教學(xué)，可為學(xué)生構(gòu)建開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供多渠道獲取知識的途徑，并將所學(xué)到的知識加以綜合運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生的聰明才智得到充分的發(fā)揮。在探究性實驗過程中，學(xué)生能圍繞需要解決的實驗問題，自主地發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，并親自設(shè)計解決問題的實驗方案，自主得出實驗結(jié)論，保持和增加對生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

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