強化實驗教學的功能，培養學生實驗探究能力

馮華福

【摘要】 實施新課程標準，加強素質教育，提高學生的科學素養，培養學生的實驗能力是課程改革的核心；轉變教學方式，以實驗教學為載體，創設學習情境，促使學生形成積極主動的學習態度，倡導學生主動參與，培養樂于探究、勤于動手的能力；使學生準確地抓住實驗探究的關鍵，提高學生分析和解決問題能力。

【關鍵詞】 實驗教學模式 家庭實驗 數字化實驗 實驗能力

【中圖分類號】 G632.4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2018）07-102-02

0

現代化學教學論認為，化學不僅僅是使學生獲取知識，同時還必須使學生形成收集信息、處理信息、活用信息和交流信息的能力。自主探究是使學生今后在現代社會中生存和發展的基本能力。所以，在化學教學中應全面培養學生的主動參與、樂于研究、勤于思考，培養學生收集和處理信息的能力以及獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

為了更好地實現化學教學新理念，適應新課標和新課程的需要，在化學教學中，不但要使學生學到知識，更要使學生得到能力提高，而探究性教學則是達到上述目標的重要教學手段。

一、實驗探究課堂常規化，培養學生探究意識

愛因斯坦說：“對真理的探索比占有更加寶貴。”科學實驗，是讓學生探究未知現象和知識規律一種方法；科學的發現能力是從簡單發現中發展起來的，不重視今天的“小”發現，也就不可能有明天的“大”發現，兩者具有連續性和相似性。因此，讓實驗探究成為課堂教學的常態化，抓住實驗探究能力培養的主線，通過“創設問題情境—→假設與猜想（學生提出問題）—→學生探究問題（學生實驗過程）—→師生解決問題（思維展示過程）—→評價與交流—→鞏固訓練”等教學步驟完成實驗探究的全過程，讓學生在平常的課堂教學中體驗實驗探究得科學方法的運用，培養學生的實驗探究的意識，強化學生實驗操作能力和合作探究能力。

例如在人教版《九年級化學上冊》第一單元課題2對蠟燭及其燃燒的探究的教學中，作為學生第一次的化學分組實驗，大多數的教師都只是直截了當告訴學生吹滅蠟燭后看到的白煙是石蠟的小顆粒，而并沒有把它以探究實驗的模式展示給學生，讓學生的探究能力得以更進一步的提高。在教學中可以進行必要的補充，把實驗設計成探究實驗的模式（略去評價與交流和鞏固訓練）：

【創設問題場景】吹滅蠟燭，學生觀察到有一股白煙渺渺升起。

【提出問題】這股白煙的成分是什么？

【提出假設】猜想①：白煙是燃燒時生成的二氧化碳

猜想②：白煙是燃燒時生成的水蒸氣

猜想③：白煙是石蠟蒸氣凝成的石蠟固體

【學生實驗】學生分組實驗、記錄實驗現象并得出實驗結論

通過簡單的實驗探究，不但能使學生對二氧化碳、水和石蠟的性質有更深的認識，而且能讓學生在第一次的分組實驗中能更直觀、深入的了解探究實驗的模式，為今后實驗探究能力的培養，奠定了堅實的基礎。

二、實驗探究教學生活化，培養學生探究興趣

探究實驗是新課程下學生主動參與實驗的教學模式，凸顯化學以實驗為基礎的學科特點，符合課程改革趨勢。在學科思想的指導下，探究實驗以獲取知識、培養實驗能力為目標，將二者有機結合融為一體。為增加學生參與實驗機會，我們選擇操作簡單，現象明顯，無危險的實驗，讓學生開展探究實驗；同時，指導學生開展家庭小實驗，提高學生實驗探究的興趣，增加學生自己動手操作的機會，培養學生的實驗能力。

例如，在學習“金剛石、石墨和C60”這一課題時，實驗探究活性炭的吸附性的實驗中，由于活性炭難溶于水，導致液體懸浮許多炭的顆粒，呈現黑色，無法觀察現象。若要觀察紅墨水的褪色現象，需進行過濾操作和對比實驗。在教學中向學生提問，除了用漏斗過濾外，還有沒有其他更簡單的方法，能否用老師提供的塑料瓶和紗布完成實驗。于是學生的表現欲望很快被激發起來了，積極思考，發揮創新精神，很快就設計出如圖1的實驗裝置。

這樣的實驗教學，教師倡導自主探究的教學模式，加強實驗教學，轉變教學方式，既豐富了感性認識，培養學生科學探究能力，又培養學生實事求是科學態度和勇于創新精神，以適應培養新時代創新人才的需要。

三、實驗探究教學數字化，提升學生探究能力

傳統的理科實驗的缺陷，常常使教師在教學過程中產生困惑。最主要有以下幾個方面的問題：一是傳統實驗儀器的分辨率不高，影響了探究實驗的結果。二是傳統實驗中實驗數據的記錄只能采用手工記錄，數據采樣率不高，對實驗結果的精確度影響較大，更重要的是這種傳統的數據記錄方法面對一些快速連續變化的量時往往無能為力，導致一些實驗無法完成。三是中學生分析處理數據的能力不強。傳統實驗室只能根據實驗要求采集實驗數據，但沒有自動分析處理實驗數據的功能。學生雖然在老師的指導下獲得實驗數據，但不懂如何分析和處理數據，最后還是回到由教師直接給出實驗結果的老路上，使實驗不能真正體現課程改革的理念。數字化探究實驗平臺具有強大的數據收集和處理功能，可以幫助學生輕松的對實驗結果進行分析處理，讓學生通過探究實驗對科學規律進行再發現，使理科實驗教學得到大大的簡化，提高了學生對探究實驗的興趣，同時也提升了學生實驗探究得能力。

以下是數字化實驗《探究H2O2分解速率的影響因素》的教學設計，如果用傳統的實驗很難達到教學的效果。教學過程如下：（學習背景分析、教學目標、策略等略去）

【引入】在第二單元課題3（課本P38）中我們學習過如何探究催化劑對過氧化氫分解的影響（如圖2）。

在實驗中，觀察到步驟①的帶火星的木條 ，步驟③的帶火星的木條 ，證明： 。

【設問】二氧化錳是否為過氧化氫分解的唯一催化劑？

【新課學習】

1. 加入不同的催化劑后，比較過氧化氫分解速率快慢的依據是： 。

2.常用的實驗裝置如圖3：

3. 改進實驗裝置：GQY數據采集器和氧氣傳感器。（圖4）

【學生分組實驗】

⑴實驗比較過氧化氫分解速率快慢的依據是 。

⑵實驗的步驟：

①取4支的錐形瓶，分別編號1、2、3、4，向各錐形瓶中加入10mL 3%的過氧化氫溶液

②將氧氣傳感器插入1號錐形瓶中，點擊“開始”，60s點擊“停止”，完成一次實驗。（測量不加催化劑的過氧化氫分解時氧氣的濃度） ③向2號錐形瓶內滴加0.2gCuSO4 粉末，插入O2傳感器，重復相同的操作。

④向3號錐形瓶內滴加0.2gFeCl3粉末，插入O2傳感器，重復相同的操作。

⑤向4號錐形瓶內滴加0.2gMnO2粉末，插入O2傳感器，重復相同的操作。

⑶記錄和結論（如表1）【讓學生分組展示實驗的結果，分析原因。】

【結論】1. 影響雙氧水分解的催化劑不止一種。

2. 在相同條件下，三種催化劑中MnO2的催化效率最好。

可用相同的方法探究影響過氧化氫分解速率的其他因素，如溫度、濃度等。在課堂教學中，學生積極參與，探究氣氛濃烈，大大提高了學生對探究實驗的興趣，提升了學生實驗探究得能力和信息數據的處理分析能力，同時也促進了合作學習能力的提高。

課堂教學是實施素質教育的主陣地。在新課程實施中，課程與教學理念的變化必然要通過教學行為來實現，課程改革能否取得成功，關鍵在于教師教學行為的轉變。沒有教師的課程理念與教學行為轉化，課程改革就只能是紙上談兵，不會收到任何實質性的效果。作為一名化學教師，我們必須以新課程理念為指導，優化教學設計，改進教學策略，促進學生主動的、全面的發展。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]張靈麗.創設快樂課堂 拓展中學化學實驗.蘇州大學出版社，2016.11.

[2]馬宏佳.化學數字化實驗的理論與實踐.人民教育出版社，2016.10.

[3]中華人民共和國教育部制訂.《全日制義務教育化學課程標準》.北京師范大學出版社，2012.