開放實驗室，創設科學探究天地

《化學課程標準》指出：“讓學生有更多的機會主動地體驗科學探究的過程。”“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養學生的創新精神和實踐能力。”創新之根源于實踐，而實踐的基礎在于實驗。實驗室是學校實施素質教育、培養學生創新精神與實踐能力的重要基地[1]。為了讓學生真正成為科學探究的主體、學習的主人，為學生搭建自主學習、探索研究活動的平臺，我校于2012年4月進行了對“六年一貫制”實驗班開放化學實驗室的嘗試，成立了“小小科學家實驗室”，并取得了一定成效。

一、建立開放實驗室的意義

1.體現以人為本、因材施教的教育理念，滿足學生自身學習的需求，培養學生的綜合素質。開放式實驗教學注重學生個性的差異，摒棄以往所有學生按統一的實驗大綱在同一時間進行同一實驗內容的模式，將學習的主動權交給學生，鼓勵學生根據自身學習情況，有選擇有目的地進行實驗，變傳統的被動學習為主動學習，符合因人而異、因材施教的教育理念[2]。

2.挖掘現有的實驗室資源，最大限度地用好實驗室資源。化學實驗是解決化學問題的有效途徑。化學實驗室作為進行實驗的一個主要陣地，是學生學習化學知識和進行化學實驗的寶貴資源。是資源就應該開發利用，是財富就應該讓它產生效益，讓它的價值得到充分利用。開放實驗室在大學校園已成為一種趨勢，在中學卻不多見。我校的化學實驗室先向“六年一貫制”實驗班開放試行，繼而逐步擴大到向全體學生開放。

二、學生化學實驗能力的層次化培養策略

《禮記·學記》有曰“不陵節而施”、“學不躐等”。初中的學生剛接觸化學課，為了能在一開始就抓住學生的好奇心，激發學生的興趣，結合學生在不同階段的認知特點，我們提出了層次化的培養策略，并制定了詳細的實驗培訓計劃。具體如下：

第一階段，從操作簡單、現象明顯的趣味性實驗入手。教師提供一些能激發學生興趣的實驗課題，吸引學生到實驗室做實驗，如一些經典的趣味實驗：聽話的小

火星、雞蛋上寫字、水中花園、變幻莫測的碘時鐘、極具表演效果的碘化氮“地雷陣”、制作葉脈書簽、氨氣的噴泉實驗、晶體的制作、瘋狂的“大象牙膏”、醋酸鈉“熱冰”、水果電池等。趣味實驗不僅能使學生感受到化學世界的神秘和新奇，增加對化學學科的興趣，激發學生動手做實驗的欲望，同時也可以訓練基本操作，形成良好的實驗習慣和科學素養，使學生從敢做實驗到想做實驗，再到愛做實驗[3]。

半個學期之后，學生具備了一定的化學知識，就可進入自主選題的階段。學生可以根據自己的興趣和需要自由選擇趣味實驗或驗證實驗。選擇的內容既要遵循適度原則、興趣原則、可操作性原則，又要特別注意循序漸進、揚長避短和量力而行。老師審批通過后學生才能進入實驗室，在老師的指導下，自己動手實驗，通過對實驗現象的觀察和分析，增強實驗操作技能，同時對原有知識的認識得以升華。

第三階段，以探究和創新為特點。活動組織形式為2～4人自由結合的探究創新小組。在選擇和探求問題的過程中，學生可以依據自己的興趣、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。從選擇內容、動手實驗到得出結果，都是學生自己進行價值判斷的過程，學生不是被動地接受知識，而是主動地選擇和獲得新知。教師只是起指導、組織和協助作用。它可以真正體現學生在學習過程中積極主動地獲取化學知識[4]。

三、實驗內容與成效

下面將我校在過去的一年多里做的有益探索進行簡單的整理，以期拋磚引玉。

在第一階段中提到的趣味性實驗安全易操作、現象明顯，均值得讓學生做一做。

驗證性實驗，主要是學生再現課本上的實驗。

探究性實驗，旨在提高學生的實驗準備能力，通過查閱文獻、收集資料、制訂實驗方案，培養學生的科研思維方式和基本素養，強化科學探究意識。學生已做的有：（1）電鍍鋅的條件探究；（2）氫氣還原MnO2產物的探究；（3）氨氣與氯氣的反應；（4）葉脈書簽的電鍍；（5）“銅鏡”反應的嘗試；（6）氯氣-堿性過氧化氫的熒光反應；（7）“藍瓶子”實驗；（8）廢水中Cr（Ⅵ）的無害化處理；（9）納米級碳酸鈣的制備；（10）制備二氧化錳的硅膠載體；（11）電解食鹽水制取H2、Cl2及其性質的探究；（12）自熱米飯發熱包的成分探究；（13）重力電池等。

創新性實驗，能培養學生獨立思考的能力和創新精神，激發學生的創造力，使學生心靈手巧。具體有：（1）自制煙霧彈；（2）蔬菜中酸堿指示劑的提取及變色范圍的探究；（3）自制簡易滅火器；（4）自制火柴；（5）制作固體酒精；（6）初試由硼砂制取硼酸及硼酸性質的檢驗；（7）微型實驗設計與改進等。

對于開放實驗室成效的研究，我們采用了實驗班和普通班進行對比的研究方法。為期一年，對兩個班的學生進行了實驗能力的跟蹤調查，結果發現實驗班學生學習化學興趣濃厚，上課參與程度增加，動手能力和創新意識較強，具備科學的思維方式和科學的研究方法。從學生的實驗報告來看，學生的收獲頗豐。如有一位做電鍍鋅實驗的學生，發現不選擇堿性溶液做電鍍液，而選用硫酸鋅的濃溶液，陰極上也極少有氣泡，鍍鋅層很光亮、致密。這與高中所講的電鍍知識是不相符的。通過一系列的探究，他發現氣泡的多少與鋅片的純度、表面的粗糙程度、電鍍液的濃度及溫度、電流密度等因素有關，電化學上稱為電極的氫超電勢。他的結論竟與1905年得出的塔菲爾公式是一致的。這也進一步說明開放實驗室，給學生自由的空間，對提高學生的自學能力和探究能力有很大的幫助。

四、思考與建議

蘇聯教育家蘇霍姆林斯基說：“在人的內心深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探究者。”學生的創新能力并不是教師教出來的，而是學生通過自己不斷的探究體驗而形成的。教師應在遵循循序漸進的基礎上，給學生更多的獨立發揮的空間和實踐創新的機會，激發學生的創造性思維和學習興趣，提升學生綜合素質和科學素養，促進教育教學改革，提高教學質量。

參考文獻

[1]張娟開放實驗室培養學生創新能力[J].實驗科學與技術，2009，（7）：134-138.

[2]田甜高校開放式實驗教學的意義及管理[J].中國科技信息，2007，（23）：265-267.

[3]龔勝強化學競賽學生實驗能力培養策略的研究[J].化學教育，2013，（34）：1，84-86.

[4]傅維華對探究性實驗教學的研究[J].中學化學教學參考，2004，（4）：8-10.

（責任編輯羅艷）