用科學探究化學實驗 提升學生實驗探究能力

王學

摘要：《義務教育化學課程標準（2011年版）》在前言中，全面地論述了義務教育課程的總目標，且把科學探究置于課程的總目標中。本人認為，化學實驗因其獨特的魅力，可以有效培養和提升九年級學生的科學探究能力。其中，化學實驗的引導、改進、設計、運用是培養和提升九年級學生科學探究能力的有效手段。

關鍵詞：科學探究? 九年級學生? 化學實驗? 實驗能力

《義務教育化學課程標準（2011年版）》在前言中指出：“義務教育階段的化學教育，要激發學生學習化學的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念;引導學生體驗科學探究的過程，啟迪學生的科學思維，培養學生的實踐能力。引導學生認識化學、技術、社會、環境的相互關系，理解科學的本質，提高學生的科學素養。”本文結合作者改進人教版九年級化學教材中的實驗事例，在理論和實踐等方面作一些探討，目的是改進教學內容，提高學生實驗探究能力。

一、通過化學實驗的引導，培養學生自主實驗的能力

自主性是科學探究的一個基本特征。學生能熟練地進行科學探究，有著濃厚的探究興趣，可以顯著增強他們進行實驗的自主性。在化學學習中，魅力最大的就是化學實驗。但是多數學生只是對實驗過程中的豐富多彩的現象感興趣，而對科學探究過程則不一定感興趣，所以在實驗過程中必須讓學生親自參與其中。

例如，在人教版九年級化學教材“對蠟燭及其燃燒的探究”實驗中，我帶領學生將這個實驗分三個階段：點燃前—點燃時—點燃后。其中在探究蠟燭燃燒產物時，我們設計了如下表格：

通過討論與交流，學生們最終得出結論：蠟燭燃燒時生成了CO2和H2O。

做完這個實驗，我又拿出酒精燈并點燃，讓學生根據蠟燭燃燒的探究步驟，歸納出酒精燃燒的產物。學生們還針對以上探究過程，進行對比分析，發現了一些新的問題（如，為什么蠟燭燃燒過程中可以看到黑煙，而酒精燃燒時則看不到黑煙呢？）接著他們又提出了假設，并尋找資料進行驗證。由此可見，學生們在實驗中表現了較強的自主性，并能較熟練地操作新的實驗探究。

二、設計改進驗證性實驗，培養學生的創新精神

化學知識就存在于在我們日常生活和學習之中，當學生認同這一觀點時，就會極大地激發并持久保持著化學探究的興趣，使得科學探究空間無限的延伸。

例如：在人教版九年級化學教材中，學完酸堿指示劑后，我布置了一個探究任務，探究生活中的哪些物質可以做指示劑，大部分學生選擇了紫卷心菜作為探究目標。下面是學生設計的實驗及實驗內容。

【提出問題】紫卷心菜汁液能做酸堿指示劑嗎？

【猜想與假設】紫卷心菜汁能做酸堿指示劑

【查閱資料】紫卷心菜汁在不同pH值的溶液中顯示的顏色。

【設計實驗進行驗證】

【得出結論】紫卷心菜汁在不同的酸堿性溶液中可以顯示不同的顏色，但不適合做酸堿指示劑。

【反思與評價】學生發言的積極性十分高漲，很快提出了用濃度10%、20%、30%的Na2CO3溶液進行實驗，且將兩種變為紅色和變為綠色的溶液倒在一起，有的變為紫色，有的變為藍色，學生的思路不斷得到拓展，學生的創新熱情越來越高。

【表達與交流】生活中其他有色物質，如：胡蘿卜汁、紫薯汁、莧菜汁等能否用作指示劑呢？

將九年級化學教科書上的一些驗證性實驗改為探究性實驗，既體現了教師教學行為的多樣性，也充分調動了學生學習化學的熱情，培養了他們的創新精神。

三、進行驗證性實驗教學，培養學生的多向思維能力

多向思維是一種立體思維，它告訴我們思考問題可以從多方向、多角度、多層次進行，從而形成解決問題的思路、方法。在思考問題時，善于利用多向思維，可以突破“點—線—面”的限制，從而使思路更加暢通;促進學生善于隨機應變，打破常規和定式。

例如，人教版九年級化學教材中，用實驗驗證酸和堿之間的中和反應，學生設計了許多的實驗方案，如下：

方案一 向NaOH溶液中先滴入石蕊溶液，再加入稀鹽酸

方案二 向NaOH溶液中先滴入酚酞溶液，再加入稀鹽酸

方案三 取NaOH溶液于燒杯中，測其溫度為T1，再加入稀鹽酸，測其溫度為T2

方案四 向稀鹽酸中先加入足量的NaOH溶液，再加入鐵釘

方案五 向稀鹽酸中先入足量的NaOH溶液，再加入Na2CO3固體

方案六 向NaOH溶液中先加少量Na2CO3固體，再滴加稀鹽酸

方案七 向NaOH溶液中先入足量的稀鹽酸，再滴入酚酞溶液

學生們設計的實驗方案數量超過了我的課前設計數量。特別是方案六，我帶領學生們做實驗，發現此實驗方案很難出現預期的現象，若改成定量實驗則能達到目的，但又會因此加大難度。我引導同學們對上述幾個實驗方案進行討論，結合科學探究實驗設計的基本要求，通過對七種實驗方案的綜合比較、判斷，確定了最佳實驗驗證方案（從操作的簡易程度，現象是否明顯等諸多方面考慮，方案二為最佳）。

四、實施科學探究實驗教學的反思

（一）注意科學探究實驗的條件

探究性實驗要考慮四個條件：（1）學生對科學探究實驗有一定的知識、方法儲備;（2）科學探究實驗內容不應超過化學課程標準，可以“起點高，落點低”;（3）教師要充分利用課余時間帶領學生準備、進行實驗。（4）科學探究實驗結束后要及時總結反思，并要求學生將實驗過程轉化為小論文等形式的文字稿。

（二）增加學生動手實驗的次數

隨著動手實驗次數的增加，學生們能很快熟悉科學探究的過程和方式。這樣，在探究實驗過程中，學生們就能更好地發揮主觀能動性，從而更高效地達到實驗目的。

（三）鼓勵學生尋找實驗代用品

我們身邊的衣食住行蘊含著豐富的化學知識，教師可增加學生動手實驗的機會和次數，發動學生多利用身邊的一些日常生活中的物品，來進行課本上的科學探究實驗和一些家庭小實驗。

總之，學生科學探究能力的培養不是一朝一夕能完成的，必須通過教師長期的課堂教學的滲透和學生親手實驗的全面鍛煉，理論結合實踐，才能得到滿意的結果。

參考文獻：

[1]陳進前.改進化學實驗教學，培養科學探究能力[J].教學研究，2004（10）：1314.

[2]趙堅志.化學實驗方案的設計與創新思維能力培養[J].教學研究，2012（6）：4344.