化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入研究性學(xué)習(xí)的思考

摘 要：將研究性學(xué)習(xí)的理念、思想融入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，真正發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)的作用，提高化學(xué)教學(xué)的課堂效果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；研究性學(xué)習(xí);能力培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2012）13-022-2

“研究性學(xué)習(xí)”作為一種學(xué)習(xí)方式，是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從自然、社會(huì)和生活中選擇和確定專(zhuān)題進(jìn)行研究，并在研究過(guò)程中主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，它重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。研究性學(xué)習(xí)已經(jīng)成為新課程改革和教學(xué)改革的熱點(diǎn)。研究性學(xué)習(xí)較多的是在課外進(jìn)行專(zhuān)題研究，但學(xué)生的大部分時(shí)間是在學(xué)校中度過(guò)的，因此只有在課堂教學(xué)中將研究性學(xué)習(xí)的理念、思想融入到課堂教學(xué)中，課內(nèi)課外相結(jié)合，才能真正發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)的作用?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，是提高學(xué)生思維能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要切入點(diǎn)。本人就化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入研究性學(xué)習(xí)的思想談一些粗淺的認(rèn)識(shí)。

一、通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生研究意識(shí)

學(xué)生研究能力的形成和發(fā)展，有智力的因素也有非智力的因素，而非智力因素的培養(yǎng)需要相應(yīng)的土壤和環(huán)境。因此教師在研究性學(xué)習(xí)中培育研究氛圍和研究情景則顯得尤為重要。在實(shí)驗(yàn)課中教師可通過(guò)興趣實(shí)驗(yàn)以及反常實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)生興趣和強(qiáng)烈的問(wèn)題意識(shí)，不斷激發(fā)學(xué)生的思維，促使學(xué)生在心理上產(chǎn)生研究興趣，發(fā)現(xiàn)值得研究的問(wèn)題，并逐步擁有堅(jiān)持不懈的探究精神，從而形成相應(yīng)研究沖動(dòng)，從而強(qiáng)化學(xué)生的研究意識(shí)。

二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和改進(jìn)提高學(xué)生研究能力

研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)自主參與類(lèi)似于科學(xué)研究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得親身體驗(yàn)，產(chǎn)生積極情感，激發(fā)他們逐步形成善于質(zhì)疑、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手、努力求知的積極態(tài)探索、創(chuàng)新的欲望。教學(xué)中可結(jié)合教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)和疑點(diǎn)，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，由學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的結(jié)論。如在學(xué)習(xí)氨氣的干燥時(shí)，教師指出不能用無(wú)水氯化鈣來(lái)干燥氨氣，因?yàn)榘睔饽芘c氯化鈣反應(yīng)生成CaCl2?6NH3。這時(shí)有學(xué)生提出問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室用消石灰與氯化銨來(lái)制氨氣，同時(shí)生成了氯化銨，這與氨氣與氯化鈣反應(yīng)生成CaCl2?6NH3是否矛盾呢？當(dāng)這個(gè)學(xué)生提出問(wèn)題后，馬上得到了很多學(xué)生的響應(yīng)。這時(shí)我要求提出疑問(wèn)的同學(xué)共同討論，分析可能的原因，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的結(jié)論。課后學(xué)生展開(kāi)了激烈的討論，認(rèn)為這兩者并不矛盾，并設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。

（1）將氨氣通過(guò)無(wú)水氯化鈣，在導(dǎo)氣管口用紅色石蕊試紙檢驗(yàn)。

（2）將所得固體放在酒精燈上加熱，檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體。

然后讓學(xué)生親自到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)很成功，現(xiàn)象很明顯：實(shí)驗(yàn)（1）中未檢測(cè)到有氨氣;實(shí)驗(yàn)（2）中檢測(cè)到有氨氣，從實(shí)驗(yàn)中說(shuō)明氨氣能與氯化鈣在常溫下易反應(yīng)，而在加熱情況下很難反應(yīng)，即CaCl2?6NH3在加熱情況下會(huì)分解。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力、科學(xué)研究的方法和科學(xué)態(tài)度和小組協(xié)作的精神。

教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和操作方法是經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證的，但在實(shí)際操作中存在不足，在教學(xué)中教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)其不足之處加以改進(jìn)，這樣既符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，又能促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)理論、化學(xué)知識(shí)的理解和掌握，并且通過(guò)對(duì)學(xué)生有步驟、有針對(duì)性的訓(xùn)練，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

在實(shí)驗(yàn)室制NO實(shí)驗(yàn)中，先給出基本裝置（Ⅰ），再讓學(xué)生分析其不足：燒瓶中存在空氣，一氧化氮極易氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，同時(shí)用排水法收集的氣體也可能是二氧化氮與水反應(yīng)的產(chǎn)物。

問(wèn)題提出后，讓學(xué)生自發(fā)形成學(xué)習(xí)小組，討論分析，教師參與指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)多次努力，學(xué)生搭出了裝置（Ⅱ），其實(shí)驗(yàn)操作如下：（1）打開(kāi)分液漏斗活塞，用稀硝酸裝滿U型管，將管內(nèi)空氣排除;（2）關(guān)閉活塞進(jìn)行反應(yīng)，生成的一氧化氮在U型管的左管上部，同時(shí)生成的氣體將稀硝酸排入右端的漏斗中，避免了生成的NO氣體與空氣中氧氣接觸的可能;（3）打開(kāi)分液漏斗活塞，可以看到右側(cè)液面下落，左側(cè)液面上升，分液漏斗內(nèi)產(chǎn)生紅棕色的氣體（NO被壓到分液漏斗內(nèi)，遇空氣所致）;（4）關(guān)閉分液漏斗活塞，在分液漏斗內(nèi)加入水，可以看到氣體變?yōu)闊o(wú)色。上述實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，將NO氣體的制備與性質(zhì)熔為一體，可以清楚地看到實(shí)驗(yàn)的主要產(chǎn)物，同時(shí)避免了NO2氣體對(duì)空氣形成污染，且該裝置能重復(fù)使用。

三、通過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生研究性思維技能

研究性學(xué)習(xí)以學(xué)生的發(fā)展為宗旨，以改變學(xué)生單純接受教師知識(shí)傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式為著眼點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供一個(gè)多渠道獲取知識(shí)，并給予學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)加以綜合和應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會(huì)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，充分開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛力。

科學(xué)發(fā)展史表明，任何科學(xué)成果的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展都需要經(jīng)過(guò)不懈努力、不斷探索才能得以實(shí)現(xiàn)。探索是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋找規(guī)律、利用規(guī)律的有效途徑。任何舊知識(shí)、舊成果都蘊(yùn)含著新知識(shí)、新成果，都需要加以挖掘、提練。教學(xué)中可將演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為探索性實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生導(dǎo)入科學(xué)探索的新起點(diǎn)、新境界、新高度，讓他們親歷其境、刻苦努力地探索新知識(shí)、解決新問(wèn)題、獵取新成果、使自己體會(huì)到成功者的喜悅，進(jìn)一步激發(fā)其創(chuàng)新激情，形成創(chuàng)新思維。

在高三化學(xué)復(fù)習(xí)有關(guān)啟普發(fā)生器的教學(xué)中可設(shè)計(jì)如下的探索過(guò)程：先讓學(xué)生用最簡(jiǎn)單的裝置制備氫氣，并設(shè)計(jì)出裝置圖；然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：如何便于收集？如何加酸？如何控制反應(yīng)？最終得出啟普發(fā)生器及其原理。然后讓學(xué)生應(yīng)用啟普發(fā)生器原理分析能否用其他的儀器來(lái)代替有關(guān)儀器設(shè)計(jì)啟普發(fā)生器的變形裝置。在教師的指導(dǎo)下學(xué)生設(shè)計(jì)出了用U型管代替試管的啟普發(fā)生器的變形裝置和用球形干燥器或氣球代替墊片的啟普發(fā)生器變形裝置。整個(gè)過(guò)程及有關(guān)裝置見(jiàn)下圖：

上述的探索性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)使學(xué)生在主動(dòng)探索和內(nèi)化知識(shí)的過(guò)程中，濃縮地再現(xiàn)人類(lèi)獲得知識(shí)的探索創(chuàng)新過(guò)程，從而內(nèi)化了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和主動(dòng)獲取知識(shí)的方法與技能，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力。同時(shí)通過(guò)探究活動(dòng)，學(xué)生對(duì)探究的手段、使用證據(jù)的規(guī)則、形成問(wèn)題的方式、提出解釋的方法等一系列問(wèn)題有了親身的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)變得生動(dòng)而實(shí)在，充滿了發(fā)現(xiàn)知識(shí)的快樂(lè)和完成任務(wù)的喜悅。

四、通過(guò)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步提高學(xué)生研究動(dòng)力

研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)理論與社會(huì)、科技和生活實(shí)際的聯(lián)系，特別關(guān)注環(huán)境問(wèn)題、現(xiàn)代科技對(duì)當(dāng)代生活的影響以及與社合發(fā)展密切相關(guān)的重大問(wèn)題。教學(xué)中要密切結(jié)合生產(chǎn)生活，選擇設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活，使學(xué)生養(yǎng)成善于用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的習(xí)慣。

在泡沫滅火器原理及應(yīng)用教學(xué)中，演示了碳酸鈉溶液與硫酸鋁溶液進(jìn)行水解互促反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生大量氣泡和沉淀。此時(shí)有學(xué)生提出碳酸氫鈉溶液與硫酸鋁溶液也能發(fā)生水解互促反應(yīng)，生成二氧化碳和氫氧化鋁，那么能否用碳酸氫鈉代替碳酸鈉。針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析：①用碳酸氫鈉代替碳酸鈉后，反應(yīng)現(xiàn)象有何區(qū)別？反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫和反應(yīng)速率如何？②如果碳酸鈉溶液與硫酸鋁溶液按照不同濃度和體積混和，反應(yīng)現(xiàn)象又會(huì)有什么不同？③選擇合適的裝置實(shí)現(xiàn)上述反應(yīng)的原理并應(yīng)用到實(shí)際中。學(xué)生結(jié)合反應(yīng)原理并經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)反復(fù)總結(jié)，得出了令人滿意的裝置。在設(shè)計(jì)→實(shí)踐→修改→再實(shí)踐→再修改……→成功的過(guò)程中，學(xué)生嘗到了探索之路的艱辛，感受到成功的喜悅，磨練了學(xué)生意志，鍛煉了學(xué)生的思維品質(zhì)，接受了創(chuàng)新技能的訓(xùn)練。

總之，實(shí)驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)融入化學(xué)教學(xué)的最佳切入點(diǎn)，教學(xué)中應(yīng)充分挖掘?qū)嶒?yàn)中研究性學(xué)習(xí)的素材，以學(xué)生為本，以問(wèn)題為中心，以討論為交流方式，以陳述觀點(diǎn)及根據(jù)為要求，以思維強(qiáng)化為訓(xùn)練程序，豐富學(xué)生從事科學(xué)研究的體驗(yàn)，產(chǎn)生積極的情感變化，從而形成比較持久的科學(xué)探究的志趣和較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探索、創(chuàng)新的的欲望，鞏固和發(fā)展科學(xué)研究所必需的思維習(xí)慣和良好的心理素質(zhì)。

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