利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生探究能力的策略

盧紅青

【摘 要】本文論述利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)探究，提出通過問題情境設(shè)置、布置課外小實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)流程、優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降炔呗裕龑?dǎo)學(xué)生入探究之門，激發(fā)學(xué)生探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生探究意識，增強(qiáng)學(xué)生探究能力。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn) 探究能力 情境設(shè)置 課外小實(shí)驗(yàn) 演示實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）03B-0144-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是高中化學(xué)教學(xué)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以增強(qiáng)學(xué)生觀察、動(dòng)手、合作等能力。為了培養(yǎng)學(xué)生探究能力，需要化學(xué)教師聯(lián)系教學(xué)應(yīng)用課例，采取多樣化手段去開展各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本文探索通過實(shí)驗(yàn)問題設(shè)置、改造實(shí)驗(yàn)、多樣化實(shí)驗(yàn)方式等提升學(xué)生的探究能力。

一、通過問題情境設(shè)置，引導(dǎo)學(xué)生入探究之門

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)時(shí)，教師可以先提出問題，然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，再通過探索研究、討論、完成報(bào)告、最終做出評價(jià)等步驟完成實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，要選擇具有代表性的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究，讓學(xué)生根據(jù)已有知識分析可能出現(xiàn)情況的好與壞，進(jìn)而得出結(jié)論。這樣，既能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，又可以讓學(xué)生互幫互助，完成實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)中培養(yǎng)獨(dú)立自主性和團(tuán)結(jié)合作性，還能慢慢引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)探究、主動(dòng)探究。

例如，在學(xué)習(xí)探究硅酸的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，可以用分組合作探究的形式進(jìn)行。探究前，教師提出幾個(gè)問題：（1）回憶寫出二氧化硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的方程式;（2）向硅酸鹽溶液中滴加鹽酸，有什么現(xiàn)象？可以得到什么結(jié)論？（3）如何證明硅酸的酸性比碳酸的酸性還要弱呢？老師的引導(dǎo)提問，會(huì)激發(fā)學(xué)生尋找答案的迫切性，讓他們在溫故知新的基礎(chǔ)上，以探索硅酸的實(shí)驗(yàn)室制法入手，掌握硅酸的性質(zhì)。

同樣，若要驗(yàn)證某集氣瓶中可能包含 H2 和 CO 兩種混合氣體，教師可以先拋出幾個(gè)問題：（1）H2 如何檢驗(yàn)？（2）CO 如何檢驗(yàn)？（3）若二者同時(shí)存在時(shí)，如何逐一驗(yàn)證呢？這幾個(gè)由淺入深的問題，可以很好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考并找出合理的檢驗(yàn)方案。通過討論設(shè)計(jì)，可得出驗(yàn)證氣體的先后順序：先檢驗(yàn)是否含有 H2，再去檢驗(yàn) CO 的存在與否。然而，考慮到所產(chǎn)生的產(chǎn)物彼此干擾，首先驗(yàn)證產(chǎn)生的水蒸氣然后除去，然后檢查二氧化碳?xì)怏w的存在。在此過程需要注意，無論是除去還是檢驗(yàn)產(chǎn)物，存在先后問題。一個(gè)先除 CO2 再除 H2O，一個(gè)先除 H2O 再除 CO2，并且還有尾氣處理問題存在。

此類例題，可很好地訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，引導(dǎo)學(xué)生慢慢進(jìn)行探究。在教學(xué)中要使用各類方法創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生養(yǎng)成學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，運(yùn)用自身特點(diǎn)，在尋找適合自己學(xué)習(xí)方法的同時(shí)，創(chuàng)新學(xué)習(xí)，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)特有的作用。

二、布置課外小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生探究欲望

要想每個(gè)學(xué)生都體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的樂趣，真正參與實(shí)驗(yàn)，還有另外一個(gè)重要的途徑，即課外小實(shí)驗(yàn)。課外小實(shí)驗(yàn)一般是教師先設(shè)計(jì)好課題，或是讓學(xué)生根據(jù)書本上的家庭小實(shí)驗(yàn)說明，利用課外時(shí)間去使用生活中常見的簡單器材完成的實(shí)驗(yàn)，是化學(xué)課堂的補(bǔ)充和延伸。因課外實(shí)驗(yàn)源于生活，有著較強(qiáng)的實(shí)用性與趣味性，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的積極性較高，可以很好地激發(fā)學(xué)生的探究欲望，讓學(xué)生更加積極地從生活中發(fā)現(xiàn)與化學(xué)相關(guān)的知識，感受到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性，多渠道培養(yǎng)學(xué)生的各方面的能力。

如布置學(xué)生探究家庭原電池的實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，學(xué)生可使用蘋果、檸檬或者西紅柿等水果作為原料，再按照書本上原電池的相關(guān)知識點(diǎn)，利用家庭現(xiàn)有的電線、鐵釘、小燈泡、蘋果或西紅柿來進(jìn)行組裝連接制作水果原電池。在實(shí)踐過程中，完全可以獨(dú)立完成，不僅自身得到鍛煉，加深了對原電池原理的理解和記憶，還可以讓學(xué)生智力得到開發(fā)，鍛煉學(xué)生各種思維能力，提高學(xué)生的操作能力和興趣。

在學(xué)習(xí)《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》時(shí)，為了把抽象的內(nèi)容形象化、簡單化，進(jìn)一步理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有著密不可分的聯(lián)系，可以鼓勵(lì)學(xué)生利用課外時(shí)間用黏土、橡皮泥和牙簽等材料制作分子結(jié)構(gòu)模型，去理解一些重要分子的結(jié)構(gòu)。在制作過程中，學(xué)生會(huì)把“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思維聯(lián)系起來，通過制作結(jié)構(gòu)模型，分析其中官能團(tuán)、鍵的特點(diǎn)，形象化地去理解分子的性質(zhì)。當(dāng)然，有條件的同學(xué)還可以參考書本的提示，在家通過電腦下載相關(guān)軟件來制作分子的立體結(jié)構(gòu)模型。這樣既增加了學(xué)習(xí)的趣味性，又有助于在學(xué)習(xí)過程中增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力。

這種把課堂實(shí)驗(yàn)延伸至課外的做法，是改變教學(xué)模式、更新教學(xué)方法的一種手段，可以很好地把化學(xué)與實(shí)際生活聯(lián)系起來，推動(dòng)課堂教學(xué)發(fā)展，能從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛在能力，提升學(xué)生認(rèn)識，從而激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)流程，培養(yǎng)學(xué)生探究意識

化學(xué)新教材中添加了許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，更偏向于羅列出實(shí)驗(yàn)流程。為加深化學(xué)生探究意識，使探究效果達(dá)到理想狀態(tài)，可給學(xué)生提供一個(gè)創(chuàng)造探究的環(huán)境，適當(dāng)提升化學(xué)教材要求及課堂的趣味性。

例如在學(xué)習(xí)《幾種重要的金屬化合物》時(shí)，要進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。課本實(shí)驗(yàn)要求是通過一系列的步驟，使用潔凈的鉑絲蘸取少量的鹽溶液后，在酒精燈外焰上進(jìn)行灼燒，觀察外焰的顏色。但因?yàn)檎喝∪芤旱牧可伲鶎?dǎo)致觀察效果不是很明顯。此時(shí)教師可以通過使用幾個(gè)塑料噴霧器，把不同的鹽溶液分別裝入后，對準(zhǔn)酒精噴燈的火焰噴灑，在噴灑那一刻，就像放煙花一樣絢麗，效果會(huì)變得很明顯。這樣既可以更清楚地觀察焰色，又增加了課堂的趣味性，還可以通過讓學(xué)生在改裝實(shí)驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)的過程中體會(huì)探究學(xué)習(xí)的樂趣，領(lǐng)悟化學(xué)知識的神秘感。

在研究化學(xué)課題“人體呼出氣體和吸入空氣”時(shí)，可在原來基礎(chǔ)上改課題為“人體在呼吸空氣時(shí)，吸進(jìn) O2，排出 CO2”，將呼出的氣體和空氣分為兩瓶裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證此結(jié)果。經(jīng)研究后，可用以下方案得出結(jié)論：（1）先將燃著的木條放入裝滿空氣的瓶子中，若會(huì)繼續(xù)燃燒，則證明空氣中有氧氣，將澄清石灰水放入呼出氣體的集氣瓶中，若變渾濁則證明此瓶中還有二氧化碳?xì)怏w。（2）先向兩瓶氣體倒入澄清石灰水，如果在裝有呼出氣體的集氣瓶中出現(xiàn)渾濁，而裝有空氣的集氣瓶中沒有明顯變化，則證明人體呼出的氣體中包含二氧化碳。緊接著再分別向這兩個(gè)集氣瓶中放入點(diǎn)燃的木條，若裝有空氣的集氣瓶能使木條繼續(xù)燃燒，裝有呼出氣體的集氣瓶使燃著的木條熄滅了，則證明人呼吸中需要消耗氧氣。（3）將上面第二個(gè)的驟反過來，先將兩瓶氣體放入木條觀察情況，再倒入石灰水，然后判斷兩瓶氣體的情況。經(jīng)以上方案可知，雖然步驟與儀器和教材相同，但結(jié)果卻不同，讓學(xué)生感受到探究性學(xué)習(xí)的重要性。

在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)實(shí)驗(yàn)流程，是教學(xué)改革創(chuàng)新的一個(gè)方向。可以更進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，還能在改進(jìn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。

四、優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑鰪?qiáng)學(xué)生探究能力

通常情況下，演示實(shí)驗(yàn)的基本方式是由教師先主導(dǎo)演示過程，同時(shí)向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以此提醒學(xué)生通過觀察、思考并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而獲取新的知識。為有效提升學(xué)生的接受程度，教師可以將演示實(shí)驗(yàn)變成教師邊講學(xué)生邊操作的形式或者分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絹磉M(jìn)行。

將演示實(shí)驗(yàn)改為邊講邊操作的形式，需要學(xué)生在老師進(jìn)行講解時(shí)，一邊思考老師拋出的問題及設(shè)疑，一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，仔細(xì)觀察，從而做好記錄，做出合理解釋的結(jié)論，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)探究各個(gè)流程的不足。例如鈉和水的反應(yīng)、配置一定濃度的溶液、鋁及化合物的性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)都可以采取邊講邊操作的形式進(jìn)行。

在學(xué)習(xí)鈉和水的反應(yīng)時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知，一邊講解實(shí)驗(yàn)步驟，一邊讓學(xué)生跟著老師的提示，通過取鈉塊、吸干煤油、切割、放到事先滴加酚酞的水中并蓋上玻璃蓋等步驟，然后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通一系列的操作及觀察，學(xué)生可以得出金屬鈉質(zhì)軟、熔點(diǎn)低、密度比水小、與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體和堿性物質(zhì)等性質(zhì)。這樣的課堂效果，能在優(yōu)化課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力，要比老師獨(dú)自演示好得多。一方面培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，另一方面又可以優(yōu)化學(xué)生心理品質(zhì)，有利于鞏固知識。通過鍛煉，學(xué)生可以獲得更加穩(wěn)定的知識，也可以在學(xué)生的比較分析中培養(yǎng)良好的思維。

此外，還可以采取分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱嫜菔緦?shí)驗(yàn)。例如要證明某溶液是否含有 Fe2+ 或 Fe3+ 時(shí)，可以用分組合作探究的形式進(jìn)行。根據(jù)老師的指導(dǎo)，學(xué)生通過小組討論設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，然后以分工和合作的形式完成探索，最后得出幾種正確的鑒別方法：（1）先滴加 KSCN 溶液，溶液顏色無明顯變化，證明沒有 Fe3+，再滴加氯水后顯紅色，證明存在 Fe2+;（2）直接加入 NaOH 溶液，若首先產(chǎn)生白色沉淀，接著變成灰綠，最后變成紅褐色沉淀，證明只含有 Fe2+;（3）若直接加入 NaOH 溶液，立刻產(chǎn)生紅褐色沉淀，則證明肯定有 Fe3+，可能含有 Fe2+。

這種分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑艽蟪潭壬洗蚱屏藗鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂的做法。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課堂是教師指導(dǎo)學(xué)生怎樣根據(jù)流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生通常在實(shí)驗(yàn)中處在被動(dòng)地位，故會(huì)造成學(xué)生依賴性，此種辦法阻礙學(xué)生發(fā)散思維，未感受實(shí)驗(yàn)成果，限制了學(xué)生的創(chuàng)造能力。要改變此現(xiàn)象，需要在研究中提高學(xué)生設(shè)計(jì)思想、思維能力、實(shí)驗(yàn)技能等，以此達(dá)到分組實(shí)驗(yàn)的真正目的。這樣，通過一系列的思考操作，極大地訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。

總之，學(xué)生在課堂中需要主動(dòng)探究，去感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)用性與重要性。因此教師授課時(shí)，要充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)探究當(dāng)作優(yōu)化課程的起點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和實(shí)踐創(chuàng)新意識，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中融入對社會(huì)及自然的親和感，發(fā)揮化學(xué)獨(dú)特的作用，從而更進(jìn)一步地拉近生活和科學(xué)的距離。

【參考文獻(xiàn)】

[1]朱秋紅.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課堂教學(xué)研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2015

[2]董 寅.促進(jìn)化學(xué)教育碩士專業(yè)發(fā)展的課例研究[D].鄭州：河南師范大學(xué)，2015

[3]趙美芬.通過生物科學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力的實(shí)踐研究[D].昆明：云南師范大學(xué)，2014

[4]李 焱.初中化學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)常態(tài)化的調(diào)查研究[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2014

（責(zé)編 江月陽）