化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的研究

成際寶 曹曉香 郭玉芳

（江蘇省高郵第一中學(xué) 江蘇 高郵 225600）

新課程標(biāo)準(zhǔn)的核心理念是為了學(xué)生的一切發(fā)展，關(guān)鍵之一在于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)著重通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，首先教師的實(shí)驗(yàn)探究理念與職能要進(jìn)行轉(zhuǎn)變，其次要促進(jìn)學(xué)生的探究理念轉(zhuǎn)變，再者要有一套培養(yǎng)學(xué)生探究能力的步驟。筆者及課題組對(duì)此經(jīng)過(guò)研究多年，闡述如下：

一、教師實(shí)驗(yàn)探究理念與職能的轉(zhuǎn)變

1.從傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變到方法傳授

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，教師的理念應(yīng)從傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變到傳授方法。知識(shí)永遠(yuǎn)是學(xué)不完的，只要掌握學(xué)習(xí)方法，學(xué)生才會(huì)終身學(xué)習(xí)。如在學(xué)習(xí)二氧化硫性質(zhì)一課時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生思考SO2可能與什么物質(zhì)的性質(zhì)相似？讓學(xué)生得出CO2，再引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究如下問(wèn)題：

（1）SO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)有那些相同點(diǎn)？

（2）SO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)有哪些不同點(diǎn)？

學(xué)生通過(guò)思考、查閱資料、小組討論、提出探究方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究，最終都能或多或少的得到點(diǎn)兒結(jié)論。教師關(guān)鍵在于要引導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)習(xí)二氧化硫時(shí)用了什么方法？得出對(duì)比法在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。建議大家課后用對(duì)比法復(fù)習(xí)氧氣與氯氣性質(zhì)的異同點(diǎn)，加深對(duì)比法的應(yīng)用。接著引導(dǎo)大家分析SO2與CO2為什么有這些異同點(diǎn)？歸納到物質(zhì)的類別與價(jià)態(tài)上，即歸納到理論高度，再引導(dǎo)大家從物質(zhì)的類別與價(jià)態(tài)的角度課后探究?jī)烧哌€有哪些異同點(diǎn)？最終讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論對(duì)探究的巨大引領(lǐng)作用，最終使學(xué)生充分體驗(yàn)到學(xué)習(xí)方法的重要性。

2.從擔(dān)心學(xué)生探究出錯(cuò)轉(zhuǎn)變到擔(dān)心學(xué)生不出錯(cuò)

實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師經(jīng)常擔(dān)心學(xué)生探究出錯(cuò)，耽誤時(shí)間、影響進(jìn)度。實(shí)際上教師大可不必如此，既然是探究，就有可能探究錯(cuò)，探究錯(cuò)了大家再討論、再探究，這就是實(shí)驗(yàn)探究的特點(diǎn)，也是科學(xué)進(jìn)步的過(guò)程。在新課程教學(xué)中我們著重關(guān)注的是探究過(guò)程，而不是結(jié)論；著重傳授的是方法，而不是知識(shí)。如果在探究過(guò)程中，學(xué)生都不出錯(cuò)，反而應(yīng)該是不正常的現(xiàn)象。如上例中，二氧化硫與二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)異同點(diǎn)是很多的，除了重點(diǎn)以外，學(xué)生沒(méi)有必要全部掌握，只要學(xué)會(huì)對(duì)比法和理論法就行。這樣可供探究的時(shí)間就多了，教師的教學(xué)重點(diǎn)就凸現(xiàn)了，教學(xué)進(jìn)度就保障了。

3.從全盤(pán)探究轉(zhuǎn)變到重點(diǎn)探究，同時(shí)不否定其他問(wèn)題探究的可能性

實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中學(xué)生提出的問(wèn)題是多種多樣的，由于受課堂時(shí)間和學(xué)生水平所限，學(xué)生提出所有問(wèn)題不可能都去探究，我們只能就重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行探究。對(duì)于課堂上難以探究的問(wèn)題，可以留到課后讓學(xué)生查資料、做實(shí)驗(yàn)自我探究或者師生、生生共同探究，而不應(yīng)該當(dāng)場(chǎng)否定。

例如在《化學(xué)能與電能》的教學(xué)中，首先讓學(xué)生明確電力在當(dāng)今社會(huì)的重要性，通過(guò)分析火力發(fā)電的原理、利弊和燃燒的氧化還原本質(zhì)及其體系能量的變化，引導(dǎo)學(xué)生提出探究問(wèn)題：能否設(shè)計(jì)一種裝置直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例）？怎樣才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)變？引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以下系列問(wèn)題進(jìn)行探究：

①反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子，哪種物質(zhì)得到電子？

②鋅是通過(guò)什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的氫離子的？

③用什么辦法使鋅與氫離子分開(kāi)，不讓氫離子直接在鋅表面得電子？

④如果用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接，再平行插入同一盛有稀硫酸的燒杯中，推測(cè)氫離子到哪里得電子？導(dǎo)線中有無(wú)電流？如何知道導(dǎo)線中有電流？

通過(guò)以上設(shè)計(jì)將重點(diǎn)問(wèn)題系列化、層次化，促使學(xué)生順利實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究。當(dāng)然學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，他們也發(fā)現(xiàn)了其他很多問(wèn)題，如鋅片上也產(chǎn)生氣泡、時(shí)間一長(zhǎng)銅片上的溫度也有升高等，由于不是課堂上主要解決的問(wèn)題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生課后探究但千萬(wàn)不能否定這些問(wèn)題，這樣既能使探究在課后延續(xù)、發(fā)展，又充分保護(hù)和調(diào)動(dòng)了學(xué)生探究的積極性。

4.教師職能的轉(zhuǎn)變

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)中教師首先明確實(shí)驗(yàn)探究的主體是學(xué)生，應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。教師在課前要充分研究學(xué)情，即學(xué)生的基礎(chǔ)如何、什么問(wèn)題是獨(dú)立探究可以得到的、什么問(wèn)題是學(xué)生合作探究所能得到的等。提出的問(wèn)題要讓學(xué)生能夠探究，不至于多數(shù)人不會(huì)探究或探究好長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有結(jié)果，或一下子就得到探究答案。因此教師的重要職能之一就是在課前選取高質(zhì)量、有層次的探究問(wèn)題。探究問(wèn)題提出后不能急于做答，更不能一提出問(wèn)題就馬上去啟發(fā)，要給學(xué)生查閱資料和充分思考時(shí)間，給學(xué)生一個(gè)討論問(wèn)題的機(jī)會(huì)，讓他們智力的火花相互碰撞，在碰撞中使思維得以深化。因此教師的重要職能之二就是引導(dǎo)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、如何思考、學(xué)會(huì)采用何種學(xué)習(xí)方法和探究方法，激發(fā)大家的探究興趣與保持探究的熱情。對(duì)于學(xué)生提出的各種想法或方案，首先要肯定他們的勇氣，尤其是合理而又有新意的應(yīng)及時(shí)予以表?yè)P(yáng)，對(duì)于不足的部分時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其質(zhì)疑、分析評(píng)價(jià)，協(xié)助學(xué)生完善其方案，然后鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)所選方法去完成實(shí)驗(yàn)探究，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究有一定的成果。

二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究理念的轉(zhuǎn)變

1.實(shí)驗(yàn)探究一定要到實(shí)驗(yàn)室去進(jìn)行

提起實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生就往實(shí)驗(yàn)室跑，好象實(shí)驗(yàn)探究一定非要在實(shí)驗(yàn)室完成不可，實(shí)際上不一定如此。實(shí)驗(yàn)探究也可以借助于別人的實(shí)驗(yàn)成果來(lái)完成自己的探究，而不一定非要每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要自己完成，因?yàn)槲覀兌际钦驹谇叭思绨蛏系模瓿伤袑?shí)驗(yàn)也是不現(xiàn)實(shí)的。對(duì)于有些實(shí)驗(yàn)探究，我們對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多角度查閱資料，就可以得出探究結(jié)論。再者將來(lái)你畢業(yè)了，想實(shí)驗(yàn)探究個(gè)問(wèn)題，還有哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室等你來(lái)做呢？

2.實(shí)驗(yàn)探究的一定是書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生往往翻開(kāi)書(shū)本或?qū)嶒?yàn)手冊(cè)的某頁(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其實(shí)化學(xué)是一們實(shí)踐性學(xué)科，現(xiàn)在的書(shū)本實(shí)驗(yàn)來(lái)自于社會(huì)、生活，如能將很多課本實(shí)驗(yàn)改成生活中的實(shí)驗(yàn)，效果要好得多。如進(jìn)行硝酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將其改成探究假元寶的主要成分，既學(xué)習(xí)了硝酸的性質(zhì)，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.我會(huì)實(shí)驗(yàn)探究嗎

很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)探究很神秘，離我很遙遠(yuǎn)。實(shí)際上很多東西值得我們應(yīng)該去探究但我們沒(méi)有，如形成你家門(mén)口河中的污水原因以及如何處理問(wèn)題等，我們就可以用學(xué)到的知識(shí)去探究解決，但你去探究了嗎？

4.實(shí)驗(yàn)探究一定要有教師在場(chǎng)指導(dǎo)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生首先想到要有教師在場(chǎng)指導(dǎo)才行。等到你畢業(yè)了，還有哪個(gè)老師專門(mén)來(lái)指導(dǎo)你呢？因此當(dāng)你進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，首先評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性。如果沒(méi)有什么危險(xiǎn)，就不一定需要教師在場(chǎng)了，如探究加碘食鹽中是否含有碘元素的實(shí)驗(yàn)；如果有危險(xiǎn)，要對(duì)防止危險(xiǎn)的發(fā)生提出預(yù)案，實(shí)在不行的話，再請(qǐng)教師到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)與協(xié)助。

三、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力系列步驟

1.創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，激化探究欲望

只有學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突，才會(huì)激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望。通過(guò)對(duì)伏打電池起源的探究，讓學(xué)生共同探討死去的青蛙腿為何會(huì)抽搐？為什么只有在特定條件下蛙腿才能抽搐？死去的青蛙怎么會(huì)抽搐呢？

2.引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比解決問(wèn)題更為重要。現(xiàn)實(shí)生活中的有很多問(wèn)題與化學(xué)有關(guān)，很多情況下用我們學(xué)到的化學(xué)知識(shí)就能解決問(wèn)題，但又有多少人去解決問(wèn)題呢。如身邊的環(huán)境污染問(wèn)題，什么是該污染的主要原因等，不是我們的學(xué)生知識(shí)水平不夠，而是沒(méi)有意識(shí)到，即沒(méi)有問(wèn)題探究的意識(shí)。因此教師在探究過(guò)程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、主動(dòng)探究問(wèn)題的意識(shí)。如果有較強(qiáng)的問(wèn)題探究的意識(shí)，將來(lái)即使離開(kāi)教師，他也會(huì)自己思考問(wèn)題，也能在社會(huì)這個(gè)大舞臺(tái)中發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題去探究。

3.培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能

現(xiàn)實(shí)生活中的很多問(wèn)題與化學(xué)有關(guān)，不是所有同學(xué)都沒(méi)有探究意識(shí)，為什么大多數(shù)人沒(méi)有去探究？原因是多方面的，其中重要的一點(diǎn)就是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作技能差。很多初中、高中學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放率較低，導(dǎo)致很多學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作很不規(guī)范、基本技能較差。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師總是擔(dān)心安全問(wèn)題，如加熱試管時(shí)，他不會(huì)將試管口對(duì)準(zhǔn)自己，但在不知不覺(jué)中會(huì)對(duì)準(zhǔn)其他同學(xué)和教師；再如在氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置裝了半天，才裝好，而且還漏氣，漏了氣，還不知道如何去檢查。因此教師要經(jīng)常以身示范、經(jīng)常用視頻播放基本操作錄象、經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中指導(dǎo)其正確的基本操作，在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范操作和提高其基本技能。只有學(xué)生的操作能力強(qiáng)，才能又快又好地探究解決所發(fā)現(xiàn)的的問(wèn)題。反之就是實(shí)驗(yàn)探究的意識(shí)再好、方法再多、理論水平再高，如果動(dòng)手能力不行，最終還是解決不了問(wèn)題。

4.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器替代能力

前面研究到很多學(xué)生看到生活中許多問(wèn)題與化學(xué)有關(guān)，為什么大部分同學(xué)沒(méi)有去探究？還有更重要的就是學(xué)生手中沒(méi)有儀器和藥品，他拿什么去進(jìn)行探究呢？因此我們?cè)谌粘５膶?shí)驗(yàn)探究教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的儀器替代能力。學(xué)生最終要走向社會(huì)，為了使學(xué)生在將來(lái)也能探究他所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，因此在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，就要求學(xué)生找出本次實(shí)驗(yàn)中哪些儀器可以用生活中常見(jiàn)用品來(lái)替代？如實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí)大多是用試管，到了家里沒(méi)了試管用什么替代？就可以用感冒膠囊的底版來(lái)替代，或?qū)⒀┍袒蚬３绕孔拥牡撞考糸_(kāi)，有凹槽的部分就可做反應(yīng)器。注射器，氣密性好，活塞上下伸縮性好，不僅取液方便，還可以取用氣體試樣，還可以滿足恒壓、恒溫反應(yīng)的不同需要，它還有比較精確的刻度，可做計(jì)量和控制反應(yīng)進(jìn)程；注射器也可與軟塑料瓶、導(dǎo)管等組合成氣體發(fā)生器。滴眼液的滴瓶就可以用來(lái)做膠頭滴管。醫(yī)用帶刻度的藥劑瓶、輸液用的導(dǎo)管經(jīng)消毒后，可以當(dāng)量筒、導(dǎo)管使用。生活中的冰激凌的小勺可以做取用固體藥品的藥匙；紗布可以作為濾布；在超市可以買(mǎi)到漏斗、溫度計(jì)等許多作為儀器使用的東西。因此平時(shí)經(jīng)常要求學(xué)生收集日常生活用品，如塑料瓶、裝藥的小藥瓶、西藥片劑的底版，廢舊電池中的鋅皮、碳棒等，說(shuō)不定就成為實(shí)驗(yàn)探究的儀器和用品。

5.培養(yǎng)學(xué)生藥品的替代能力

對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究所需要的藥品，可以到正規(guī)藥店、化工試劑店去購(gòu)買(mǎi)，也可以去學(xué)校實(shí)驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室去借或代買(mǎi)。至于家庭實(shí)驗(yàn)，不太精密的話，就可以用一些藥品去替代，如淀粉就可以自己制作也可以買(mǎi)；酸就可以用白醋酸代替；強(qiáng)堿如沒(méi)有燒堿，看看能不能用石灰水來(lái)替代等；還可以用一些藥的主要成分來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如市場(chǎng)出售的純堿中含有比較純的碳酸鈉等。要求學(xué)生注意某些含化學(xué)物質(zhì)比較純的藥，注意化工試劑店、藥店中賣(mài)哪些試劑，這樣實(shí)驗(yàn)探究需要時(shí)就能找到自己需要的藥品。

6.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)

書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，我們可以用它來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范與動(dòng)手能力。同時(shí)我們應(yīng)該對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改裝，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)。如講氫氧化鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不如改成探究藥“斯達(dá)舒”中是否含有氫氧化鋁，這樣學(xué)生的積極性、探究性頓時(shí)就高漲了起來(lái)。這樣既應(yīng)用了所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決了現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，又要讓學(xué)生體驗(yàn)了學(xué)習(xí)的成就感。

總而言之培養(yǎng)學(xué)生探究能力，教師首先要在課前設(shè)置高質(zhì)量、有層次、有針對(duì)性的探究問(wèn)題，確保學(xué)生獨(dú)立和合作探究后能夠探究成功。其次在探究教學(xué)過(guò)程中，就探究問(wèn)題抓大放小。抓大即把握住重點(diǎn)系列問(wèn)題進(jìn)行探究，利用知識(shí)為載體激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的意識(shí)與欲望、傳授探究方法、引導(dǎo)學(xué)生如何思考問(wèn)題、指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作、培養(yǎng)基本操作能力，為學(xué)生的終身探究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；放小即使學(xué)生課后利用己建立的實(shí)驗(yàn)箱接著進(jìn)行探究，使探究得以深入和發(fā)展，從而將探究實(shí)驗(yàn)延伸到家庭，并且可以延伸到未來(lái)。最后教師應(yīng)在課后分析學(xué)生本節(jié)課中出現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)性設(shè)計(jì)出下一節(jié)課探究問(wèn)題，使探究得以升華和發(fā)展。

［本文為江蘇省教育學(xué)會(huì)“十一五”科研課題，課題編號(hào)1085］