實施探究性實驗教學,提高學生的綜合素質

洛桑 李偉 周勇

［摘要］化學是以實驗為基礎的學科，為更好地掌握該課程的內容，通過開設探索性實驗來激發知識的興趣點，調動自主學習的積極性，培養科學的思維方法和創新能力，養成良好的學習習慣。分析化學作為實踐性很強的學科，它的實驗部分占有很大的比重，為達到預期的教學效果，從根本上改變原有的以教師在課堂只灌輸書本內容，學生機械性地接受知識為中心的教學模式。在該課程開設的過程中，提倡以問題為中心，探討為核心的研究性學習，結合化學學科自身特點，充分利用實驗教學平臺，開展課堂“探究性實驗”教學活動，啟發學生主觀能動思維，提高學習興趣，培養學生的創造精神、創新能力。幾年來我們在探究性實驗教學方面作了一些探討，取得了初步成果，有了一些粗淺體會。

［關鍵詞］探究性實驗理解實施效果主要特點

［中圖分類號］G642［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）10-0039-03一、探究性實驗的內在含義

1.從本質上講探究研究對象的未知性是探究性實驗的涵義，該方法著重探討它具有的組成、屬性以及變化特征，與其他相關聯對象的一種實驗。跟驗證性實驗相比，其特征是在課程設計時，一般在實驗階段教師依據學生的課程內容實際設計實驗課題，明確實驗目的并提出具體要求，用人為的因素去干擾或擾動研究對象，讓學生根據實驗目的動手操作完成，從中發現現象和結果，總結出其規律性認識的實驗。

2.實施探究性實驗目的在于培養學生獨立探究能力，使學生受到較系統的、科學的學習方法訓練。在實施探索性實驗教學過程中，首先，要求教師把握正確的設計指導理念，思維判斷方法更加開闊；其次，學生具有強烈的求知欲和良好的專業素養，才能充分發動學生的創造潛力，學生在探究過程中確實體驗到科學研究的苦衷和愉悅，從而達到學生自覺開展創新、創造活動的目的。

3.在探究性實驗實施過程中，首先，探究性實驗內容設計要 “新穎”，以“新穎”的設計理念刺激學生的探求欲望，才會激發學生對探究的興趣，才使得它與主體原有的“定勢”相矛盾，才能產生認識上的不協調和沖突。其次，創設引發學生認知結構上不平衡，內心造成懸念的問題情境，從而喚起學生求知愿望，激發學生的學習興趣。

二、探究性實驗在化學教學中的作用

（一）通過開展探究性實驗，增強學生的主觀能動性

實踐教學平臺對培養學生主觀能動性方面起著特別重要的作用。在進行探究性實驗過程中，應該明確主體學生的特殊地位和作用，通過操作平臺引導主題學生直接進入實驗探究性活動的情景中去，直觀地參與、了解、體驗探究活動全過程，發揮其主觀能動性，以增長主題的探究創造才能。因此，探究性實驗通過突顯其實驗過程不斷深化實驗的探究功能，培養學生在探究中發現問題、分析問題和解決問題的能力，主動適應現代知識快速更新的要求。

（二）通過開展探究性實驗，能夠樹立嚴謹的學習態度

探究性化學實驗能有效地帶動學生養成嚴謹的科學態度，促使學生學好分析化學奠定好的基礎。例如：酸堿滴定操作部分的難點是形成半滴，也即懸掛在酸（堿）式滴定管出口管嘴上的溶液輕輕轉動旋塞，用錐形瓶內壁將其沾落，再用洗瓶吹洗，為了提高滴定終點的準確度，必須具備很高的操作技巧，才能在滴入后使溶液顏色達到轉變點，確定滴定的終點。假如再次向溶液中加入半滴，那么溶液顏色就會加深，這就表明滴定終點退后，引入滴定誤差。通過以準確度高和靈敏度高的實驗為例，加以訓練，讓學生真正認識到分析化學實驗對“量”的嚴格要求，正確地樹立量的概念，減少系統誤差。結合多媒體教學演示，從直觀角度加深了對理論知識點的掌握 ，增強學生學好該課程的信心。

（三）通過實施探究性實驗，培養學生的動手能力

面向二十一世紀的分析化學教學，要求學生掌握基本理論和基本技能的同時，培養知識靈活運用所學知識的能力，以適應應用型人才的需求。探究性試驗能夠調動學生實際動手操作的積極性，由教師被動引入變為學生主動參與，跟隨老師的教學設計思路，各自分工的基礎上學生獨立完成所有實驗科目，從中加深對理論知識的認識。從實驗的基本操作抓起，根據學生特點分類指導和強化基本操作訓練，達到提高實驗技能等各項素質的目標。例如：配制一定量的標準溶液這一基礎性實驗，有助于學生練習使用電子天平稱量、容量瓶定容、移液管轉移等的基本操作；如果僅僅依靠教師的動手操作或在黑板上畫圖講解是不夠的，還需要每個學生親身參與訓練才會達到預期的目的。最近這幾年，隨著基礎實驗條件的改善，注重對學生實際動手能力的培養，提高學生的綜合素質方面取得了良好的效果。

（四）通過實施探究性實驗，提高學生分析、思考和解決問題的能力

目前，分析化學實驗教材往往片面強調操作上的共性，而忽略了其特殊規律性。學生為了應付考核會過于死記硬背問題，缺乏創造性地解決問題。假定思維方法上體現突出發散性、探究性，可以達到提高學生解決實際問題的能力。例如：在進行設計性實驗 “混合堿滴定”的教學過程中，學生通過查閱文獻資料，利用（理論）公式計算，初步測定等手段制定（設計）實驗方案。在選用雙指示劑法滴定時，第一計量點的產物為NaHCO3，故第一計量點pH值由NaHCO3決定，選用酚酞作為指示劑終點顏色如何判斷？在第二計量點的產物為CO2的飽和水溶液，故第二計量點pH值由H2CO3決定，選用甲基橙作為指示劑終點是否提前？變色是否明顯？對于上述問題應如何解決？造成一定的認知懸念后學生操作完成。對于第一計量點顏色的問題，學生通過公式計算NaHCO3水溶液的pH值 （理論計算 pH=8.32），現場加入了2滴酚酞，此時溶液顯無色，說明第一終點的顏色為無色。隨著時間的推移（約2小時以后），細心的學生發現NaHCO3水溶液中酚酞的顏色已經變成了淺粉色。對于這個問題學生產生好奇，針對性地提出解決方案，然后通過驗證實驗得出的結果是：NaHCO3水溶液的pH值會隨放置時間的延長而增加，其原因是NaHCO3的聚合，因而導致酚酞的顏色會加深。對于第二計量點終點提前且顏色不明顯的問題，通過分析查明原因得出CO2易形成過飽和溶液導致酸度增高，終點略為過早，加之指示劑變色不明顯；為此，臨近終點時，劇烈震動溶液加速H2CO3的分解，提高指示劑敏銳度，達到提高準確度的目的。

通過該實驗的探究，使學生理解并掌握了“混合堿滴定”的基本原理，激發了學生對實驗課的興趣（好奇性），在提高學生分析、思考、解決問題能力的同時培養了學生的創新思維能力。更重要的是引導學生勇敢地對已知事物提出疑問，克服了以往對老師的依賴性，用查閱資料等手段拓寬知識面，培養學生的科學思維能力和創新意識。

（五）通過實施探究性學習，培養了學生的對比、分析、推理的能力

在教學中，提高學生獲取知識能力的方法并不是單一的，教師可以通過引導學生采用對比、總結、歸納、推理等方法來進行接受知識能力的訓練。此方法對開發學生在理解的基礎上記憶能起到很好的作用，同時學生對新知識的理解更加深刻，做到所學知識的消化、吸收和靈活運用。例如，在常用的氧化還原滴定法教學中，沿用上述方法，對比高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法各自的特點和應用范圍，歸納、總結出兩種方法的優缺點以及應用條件，對學生掌握該內容知識點起到非常重要的作用；該方法不僅優化教學方式，更重要的是提高學生的學習效率。

（六）通過探究性實驗可以培養學生的環保意識

現代工業的飛速發展，使人類的生存環境受到了破壞。煤、天然氣、石油等含碳化燃料所排放出的有害氣體、城市汽車擁有量大增造成的尾氣等污染了空氣；空氣污染會引起酸雨，將影響人類、動植物及建筑物；含氟化合物的排放破壞了地球表面的臭氧層；電池和塑料的使用破壞了土壤的結構；化肥的任意使用、生活污水的排放污染了水源。針對以上各種污染現象，通過探究其原因，設計創新性實驗，提出合理化建議和處理方法減少環境污染，從而培養學生的環境保護意識。

三、實施探究性實驗教學的特點

（一）有利于培養學生學習化學的興趣

嘗試性地開展探究性實驗教學對培養學生學習化學的興趣起到良好的效果。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣是最好的老師，只要學生對學習的對象有興趣，一切問題就迎刃而解。而設計有趣的化學實驗就能激發學生的認知興趣，眾所周知，實驗過程中產生的興趣在整個認知興趣中占有較重的比例；只有當學生通過親自探究其現象產生的原因和規律時所形成的興趣，才具有一定的穩定性和持久性。實踐證明，實施“探究性實驗教學”模式既可促使學生形成對化學學習的持久興趣，同時又可激發學生的求知欲。

（二）有利于調動學生的學習主動性

“探究性實驗教學”模式徹底打破了課堂上教師滿堂灌，實驗操作只看不動手的格局，學生不再是被動接受知識的對象，而是教師給予學生足夠的空間和時間自己設計實驗方案與小組內同學相互協作，共同完成實驗，對得出的實驗結果、數據進行總結分析，提出各自的見解，只有在這樣的學習氛圍中，學生就能真正感受到自己是學習的主人，是課堂（實驗）教學活動的主體，才會激發其主動參與的熱情，變“要我學”為“我要學”。

（三）有利于培養學生的創新思維能力

傳統的教學模式往往是教師滿堂講，學生被動聽。缺乏師生之間的互動交流，沒有充分利用探究性思維活躍課堂氣氛，致使學生偏向死記硬背，理解能力下降，嚴重地扼殺了學生的 “創造性思維”。眾所周知，在對未知領域的探索過程中，只有探求者（學生）主動親臨其境，發現問題并積極地去思考、探索，才有可能會迸發出更多的智慧和靈感，也就能夠培養出具有較強創造性思維能力的學生。“探究性實驗教學”模式確實能給學生提供主動探求知識的寬松環境，讓他們各自在愉悅情緒下，潛力得到充分發揮，思維更加活躍，才有可能啟迪創新思維。

四、總結

化學學科的總體特點是以實驗為基礎，通過開設更多的實驗課程來加深理論知識的理解、掌握和運用。分析化學本身的實踐部分內容的比重很大，通過開設探索性實驗，用最直觀的方法來幫助學生建立基本理論知識體系，利用設計內容新穎、綜合性強、貼近實際的實驗課程，啟發學生主觀能動性，提高學習興趣，培養學生的創造精神、創新能力。這樣探索性實驗就真正做到了以學生全面發展為本，拓展個性發展空間，優化教學過程，提高教學質量。

［參考文獻］

［1］華中師范大學等主編.分析化學第四版［M］.北京:高等教育出版社,2011.

［2］武漢大學主編.分析化學實驗第三版［M］.北京:高等教育出版社,2003.

［3］劉知新主編.化學教學論第三版［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［4］王希通主編.化學實驗教學研究［M］.北京：高等教育出版社，1990.

［5］馮曉苗.分析化學實驗教學改革與大學生創新能力的培養［J］.中國電力下半月，2009，（9）.

［6］鄭長龍等.化學實驗教學新視野［M］.北京：高等教育出版社，2003.

［責任編輯：碧瑤］