綜合性、探究型實驗教學(xué)模式實踐

歷 晶，齊艷娟，劉亞玲

（長春師范學(xué)院化學(xué)學(xué)院，吉林長春 130032）

《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案（試行）》對綜合性、設(shè)計性實驗進行了定義：“綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實驗。設(shè)計性實驗是指給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，有學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗”。本研究中“綜合性、探究型本科化學(xué)實驗”就是具有綜合性、探究性、設(shè)計性特點的實驗。

1 實驗內(nèi)容的選擇

從內(nèi)容上來說綜合性探究型實驗應(yīng)涉及綜合性知識。本研究涉及的教法實驗開設(shè)于大三下學(xué)期，此時學(xué)生已經(jīng)基本完成大學(xué)期間的專業(yè)課和專業(yè)實驗課程的學(xué)習(xí)，可以選擇的實驗課題很多。但由于教法實驗更側(cè)重研究中學(xué)化學(xué)實驗問題，實驗內(nèi)容選擇還必須符合本課程的目標(biāo)要求。綜合以上兩個方面的要求，本課題選擇了三個典型的綜合性、探究型實驗內(nèi)容：問題探究為主、培養(yǎng)學(xué)生探究能力的實驗（酚酞褪色的原因探究）、培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計與實施能力的實驗（果汁抗氧化能力的測定研究）、訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計方法的實驗（雙氧水制氧氣的最佳實驗條件探究），以教法實驗為載體，探索適合的教學(xué)模式。

2 實驗教學(xué)模式構(gòu)建過程

綜合型、探究性的化學(xué)實驗教學(xué)模式注重強調(diào)學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，結(jié)合自然科學(xué)規(guī)律、探索分析解決問題的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的思維和求知能力，使學(xué)生學(xué)會一個完整的科研工作方法，包括查閱文獻、實驗設(shè)計，實驗操作，實驗記錄等方面。

2.1 學(xué)生情況總結(jié)分析

通過對我院學(xué)生實驗學(xué)習(xí)方式的調(diào)查，我們認(rèn)識到目前學(xué)生的實驗課堂中探究學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的味道很淡，多數(shù)實驗課仍然采用傳統(tǒng)的“教師講授——學(xué)生實驗——報告書寫”的教學(xué)模式，而且教師的講授細(xì)致、具體，學(xué)生只要按照教師呈現(xiàn)的實驗步驟一步一步操作即可，整個實驗課堂缺少學(xué)生積極探索、獨立思考、自我設(shè)計、自我評價、自我提高的環(huán)節(jié)。另一個方面，由于學(xué)生之前的實驗課中探究、自主學(xué)習(xí)的機會較少，學(xué)生缺少運用這類學(xué)習(xí)方式的經(jīng)驗和基礎(chǔ)，也要求我們構(gòu)建的探究實驗教學(xué)模式不能過于放手，應(yīng)該給予學(xué)生必要的學(xué)習(xí)支持。

2.2 綜合性探究型實驗的特點分析

為了更清晰地認(rèn)識綜合性探究型實驗的特點，我們將其與傳統(tǒng)的驗證性實驗進行對比分析。在實驗?zāi)康纳希瑐鹘y(tǒng)的驗證性實驗的目的是在一個已有的設(shè)計完整的實驗框架下重新驗證實驗結(jié)果是否與實驗原理匹配，實驗?zāi)康氖亲尣僮髡咄ㄟ^實驗，鞏固加深并熟悉物質(zhì)固有的性質(zhì)以及現(xiàn)象。而綜合型、探究性的實驗主要是在假設(shè)的指引下得到支持或者推翻假設(shè)的科學(xué)證據(jù)[1]，從而達到驗證假設(shè)的目的，使實驗者更加重視獲取對假設(shè)有用的實驗信息。

在實驗步驟上，傳統(tǒng)的驗證性實驗往往是根據(jù)已有的實驗步驟，嚴(yán)格遵守實驗要求，完成準(zhǔn)確的操作，力求達到最好的實驗結(jié)果，以求得到驗證的目的。在實驗操作過程中，操作者可以掌握操作要領(lǐng)和實驗的一些基本技能[2]。然而，綜合型、探究性的實驗步驟在整個實驗中占有重要的地位，它體現(xiàn)了實驗設(shè)計者的實驗思路。什么樣的步驟取決于實驗者對探究性實驗?zāi)康牡睦斫獬潭龋约皩嶒灲Y(jié)果的猜想的程度。實驗操作者在自己的假設(shè)中通過創(chuàng)造性的思維活動設(shè)計出實驗步驟，并準(zhǔn)確完成實驗，既有對步驟的期望也有對操作精確度的自我要求，目標(biāo)直指獲得假設(shè)的成功。

在對實驗結(jié)果的態(tài)度上，傳統(tǒng)的驗證性實驗的實驗結(jié)果如果嚴(yán)格按照實驗要求操作，實驗結(jié)果往往都在預(yù)料之中，現(xiàn)象明顯，在實驗者看來并沒有多少新的創(chuàng)意和懸念，結(jié)果導(dǎo)致實驗者的處理態(tài)度草率，分析不當(dāng)，從而收獲較少。然而，探究性、綜合型的實驗結(jié)果猶如新生兒，再生形象未知，一切像迷一樣值得操作者去探索、猜想[3]。

2.3 實驗教學(xué)模式的構(gòu)建

在借鑒了已有研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合性、探究型實驗的特點和所教學(xué)生現(xiàn)有的知識水平和能力水平，構(gòu)建如下課堂教學(xué)模式：

3 實驗教學(xué)模式運用與實踐

根據(jù)上述構(gòu)建的教學(xué)模式，選擇恰當(dāng)?shù)膶嶒瀮?nèi)容進行實踐教學(xué)，并在教學(xué)中根據(jù)具體實驗內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整教學(xué)模式和教學(xué)流程，下面以其中一節(jié)實驗課“酚酞褪色原因探究”為例展示具體的教學(xué)過程。

3.1 實驗前的準(zhǔn)備階段

本節(jié)實驗課題是酚酞褪色原因的探究，是一個典型的探究性實驗，實驗前讓學(xué)生查閱相關(guān)資料了解酚酞變色的化學(xué)原理等相關(guān)知識，并學(xué)習(xí)實驗條件控制的實驗方法。

3.2 實驗教學(xué)過程階段

實驗教學(xué)過程中首先向?qū)W生明確本次實驗的實驗?zāi)康模w會實驗問題的探究與解決過程、了解實驗條件的控制方法以及規(guī)范設(shè)計實驗方案，熟練實驗操作。

其次，用實驗創(chuàng)設(shè)問題背景。讓學(xué)生完成如下實驗并觀察實驗現(xiàn)象：向試管中加入適量的過氧化鈉粉末，加水反應(yīng)后，滴加酚酞試劑。學(xué)生觀察到試管中的溶液先變紅，后褪色。酚酞遇堿性物質(zhì)本應(yīng)變紅，為深灰褪色呢？這與學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突，學(xué)生很容易產(chǎn)生問題：如何解釋此異常現(xiàn)象，酚酞褪色的原因是什么？

再次，引導(dǎo)學(xué)生進入有序的實驗研究過程：

（1）師生進行問題分析。①酚酞顏色變化的原理；②過氧化鈉與水反應(yīng)的反應(yīng)歷程與反應(yīng)產(chǎn)物分。

（2）引導(dǎo)學(xué)生提出實驗假設(shè)。在問題分析的基礎(chǔ)上提出問題假設(shè)：假設(shè)1：過氧化氫的漂白作用使酚酞褪色；假設(shè)2：過濃的氫氧化鈉使酚酞褪色；假設(shè)3：……

（3）設(shè)計實驗方案驗證假設(shè)。要求設(shè)計的實驗方案包括以下幾方面內(nèi)容：a實驗原理說明，根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案，如果假設(shè)1成立，那么……；如果假設(shè)2成立，那么……；b實驗藥品；c實驗過程設(shè)計，包括實驗步驟、實驗圖、操作說明、預(yù)設(shè)實驗現(xiàn)象觀察重點等。

（4）實驗探究。按照實驗方案的設(shè)計動手操作完成實驗，規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象。

3.3 實驗結(jié)果階段

（1）形成實驗結(jié)論。要求學(xué)生匯報實驗結(jié)果，共同探討形成實驗結(jié)論。

（2）完成實驗報告。按照要求，規(guī)范書寫探究實驗報告。

4 結(jié)論

綜合性、探究型實驗教學(xué)模式調(diào)動了學(xué)生實驗探究的積極性，實驗過程中學(xué)生在老師的引導(dǎo)下學(xué)生積極思維，熱烈討論，課堂氣氛熱烈。

(1)提高了學(xué)生的科學(xué)思維能力。探究型實驗要求學(xué)生對需要探究的問題運用相關(guān)的理論知識，分析實驗原理，制定實驗方案，組織實驗過程討論實驗結(jié)果和撰寫實驗報告，提高了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

(2)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。實驗的整個過程都是由學(xué)生自己構(gòu)思全程參與，發(fā)揮他們的聰明才智，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。

(3)鍛煉了學(xué)生的實驗操作能力。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中每個實驗步驟都是已知的，學(xué)生只要按部就班做就可以了，而探究性實驗需要按學(xué)生自己設(shè)計的方案進行，如果一個環(huán)節(jié)的操作出了問題，就會影響實驗結(jié)論的得出。因此，學(xué)生對每一步的實驗操作都認(rèn)真完成，認(rèn)真觀察每一步的實驗現(xiàn)象，提高了他們的實驗操作能力。

(4)提高了實驗教師的業(yè)務(wù)水平。開設(shè)探究型實驗項目，涉及多學(xué)科的實驗內(nèi)容和實驗技術(shù)，指導(dǎo)探究型實驗的教師首先要具備全面、扎實的理論和實驗技術(shù)知識，同時要求具有隨機應(yīng)變的教學(xué)素質(zhì)，使實驗過程中遇到的問題能及時得到解決。現(xiàn)承擔(dān)實驗課的年青教師較多，開設(shè)探究型實驗項目可以提高他們的業(yè)務(wù)能力和實驗水平。

[1]蔣小飛.化學(xué)教學(xué)改革的理想模式—實驗探究教學(xué)模式[J].牡丹江教育學(xué)院學(xué)報，2003(4):34-35.

[2]王林英.高職研究性化學(xué)實驗教學(xué)模式探究[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008(32):28-29.

[3]肖新榮，李珊，何軍，等.建立面向本科生的開放性化學(xué)實驗室改革傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)模式的探討與實踐[J].高教論壇，2005(6):92-93.