改革化學實驗，提高學生的探究能力

　　摘要： 在化學教學中，為培養學生的探究能力，一要將驗證性實驗改為探索性實驗，讓學生進行探索性學習；二要增加化學實驗的趣味性，激發學生的學習興趣；三要加強實驗教學，靈活變通各種實驗。
　　關鍵詞： 化學實驗 改革教法 培養探究能力
　　實驗是化學的基礎，化學并不只是傳授給學生一些初步的化學概念和規律，而是通過一系列的教學手段來提高學生的知識水平與研究能力，其中化學實驗對培養學生的觀察能力、思維能力、實驗能力、自學能力具有極其重要的作用。科學探究是一種重要的學習方式，是人們獲取科學知識、認知客觀世界的重要途徑，使人們意識到提出問題和作出猜想對科學探究的重要性，明確猜想必須用事實來驗證。我就怎樣通過改革化學實驗來培養學生的探究能力談談自己的見解。
　　一、將驗證性實驗改為探索性實驗，讓學生進行探索性學習。
　　一般情況下，學生的實驗課是在講完新課之后才進行的，而且絕大多數是讓學生重復老師課堂上講過的、課本上的實驗。但是從教學效果來看，這樣的驗證性實驗只是起到鞏固書本知識和訓練操作技能的作用，學生只是單純地接受老師和課本上的大量權威性事實和結論，而對這些實驗事實和結論的產生原因與發展過程并不清楚。相對于驗證性實驗，探索性實驗具有以下明顯的優點。（一）實驗前學生不明確實驗的現象和結果，因此必須細心地進行操作，仔細地觀察，認真地記錄。因為一旦出現差錯，就不能獲得正確的結論。激勵他們養成對實驗認真負責的態度。（二）探究性試驗有利于提高學生的科學素養。在化學實驗中，實驗現象總是通過多方面表現的，而這些現象恰恰是人們認識事物變化的關鍵。探索性實驗不僅要求有一定的操作能力、觀察能力，還要求把觀察實驗的過程和抽象思維的過程結合起來。例如，在進行二氧化碳的實驗室制法一課時，我準備了如下幾組實驗進行對比：（一）碳酸鈉與稀鹽酸；（二）純碳酸鈣粉末與稀鹽酸；（三）石灰石與稀鹽酸；（四）石灰石與濃鹽酸；（五）石灰石與稀硫酸。讓五組學生到前面來依次分別做這五個實驗，然后讓同學們根據反應情況相互討論：在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適？為什么？經討論，學生有如下的發現：對于碳酸鈉與稀鹽酸反應，鹽酸太多，反應太劇烈，不利于控制反應速率；鹽酸太少，會生成NaHCO3，沒有二氧化碳。對于純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應，由于粉末和鹽酸的接觸面積太大，反應太快，而且產生的泡沫容易隨氣體噴出，不利于做性質實驗和收集氣體。石灰石是塊狀固體，接觸面積小，另外含有雜質，也會使反應速度適中，容易控制和收集氣體。濃鹽酸有揮發性，會使收集的二氧化碳中混有氯化氫。而硫酸與石灰石會生成微溶物，使反應不能繼續進行。最后同學們得出了共同的結論：實驗室應用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應制取二氧化碳是最佳的方案。學生不僅牢固地掌握了二氧化碳的實驗室制法，明確了這樣做的原因，而且學會了優化實驗和對比實驗的方法與技巧。
　　二、增加化學實驗的趣味性，激發學生的學習興趣。
　　靈活改動化學實驗，可以激發學生們學習化學的興趣。由于應試教育的影響殘留，很多中學生對化學的學習興趣不高，有些學生甚至討厭學習化學。因此，如何增加化學實驗的趣味性，讓學生喜歡學習化學，成了老師和教育者們開始關注和研究的一個新問題。“趣味實驗”是全新的化學實驗形式，極大地增加了化學實驗的趣味性。“鋁器表面刻字”、“粉筆炸彈”、“火山爆發”、“盛夏雪景”、“神蠟自燃”、“紙炮”、“燒不壞的手帕”、“冰川上的火焰”、“滴水著火”、“火炭跳躍”、“寒來暑往”、“神奇的煙灰”、“神壺”、“寶瓶”、“化學酒店”、“白花變成彩色花”、“一杯幾色”、“密寫墨水”、“動物旅行”、“火龍寫字”、“水面鞭炮”、“水中火花”、“可樂變雪碧”、“燃燒出的文字或圖案”等都在有趣的實驗現象后讓同學明白了很多化學知識，可謂一舉兩得。
　　三、加強實驗教學，靈活變通各種實驗。
　　在平時的教學時，我們可以根據自己知識的積累，將一些原有的實驗進行靈活的變通，根據不同的教學內容創設不同的教學情境，以培養、發展學生的探究性思維。例如：在學習化學反應質量守恒定律時，可以通過變通實驗來提高學生的科學探究思維。具體過程如下。
　　首先，提出問題：在化學反應中，反應物之間發生化學變化生成新的物質。那么，反應前后各物質的質量之和會不會發生改變？
　　其次，提出假設：學生要根據已有的化學知識和平時積累的經驗，對該問題提出多種可能的結果。結果有三種：①質量減少；②質量增加；③質量不變。
　　再次，確定思考途徑。
　　途徑一：回憶已有知識：在化學變化中，元素和原子的種類不變，數目不變，原子的質量不變。
　　途徑二：通過實驗來驗證，根據提出假設的依據和已有的知識設計一套可行的實驗方案，分組實施實驗，觀測并記錄結果。
　　接著，整理實驗數據。
　　實驗一：取一截蠟燭固定在一塊玻璃板，將玻璃板和蠟燭一起放在托盤天平上，調節砝碼，使天平達到平衡；點燃蠟燭，觀察天平的平衡情況。
　　實驗二：在燒杯中加入30mL稀硫酸銅溶液，取一根潔凈的鐵釘，將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的總質量W1。然后將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察實驗現象，并將盛有鐵釘和硫酸銅溶液的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質量W2，比較反應前后質量的變化。
　　最后，根據以上實驗的結果，分析總結之后，產生如下的思考：
　　蠟燭燃燒后質量減少，是由于生成的氣體沒有被稱量所造成的。
　　研究蠟燭燃燒反應的質量變化，應將參加反應的氧氣和生成的二氧化碳、水一起稱量。
　　如果把蠟燭放在一個集氣瓶中點燃，塞上塞子再稱，質量可能就不變了。
　　鐵與硫酸銅的反應質量不變，因為反應中既沒有氣體參加反應，又沒有氣體生成。
　　在密閉容器中進行實驗，反應前后物質質量肯定不會發生變化。
　　……
　　通過學生的討論和分析，我重新設計了這些實驗，取得了可觀的成果。通過科學探究，學生們得出了“化學反應前后各物質的質量總和保持不變”的結論。可見，通過化學實驗的探究并得出結論，對于培養學生的科學探究思維有極強的促進作用。
　　實驗是化學的基礎，培養科學探究能力是新課程改革的重要方面，只有靈活地對實驗進行改革，才能有所突破、有所創新，使研究性化學實驗與探究性思維相結合，培養學生們的科學探究能