“啟發—探究”式教學 在中學化學實驗教學中的應用

■文/馬亞軍

化學實驗教學是化學教學的重要組成部分，實驗操作能力也是化學學科素養的要素之一。“啟發—探究”式教學是一種創新的教學模式，這種實驗教學模式充分體現了學生的主體地位，能夠激發學生的主觀能動性，強化實驗教學的效果。教師應當從傳統的實驗教學模式中脫離出來，將“啟發—探究”式教學有效地應用于化學實驗教學中。

一、在中學化學實驗教學中應用“啟發—探究”式教學的意義

“啟發—探究”式教學在中學化學實驗教學中的應用具有重要的意義。其一，有助于激發學生對實驗的探究興趣。在以往的化學實驗教學中，大多由教師演示實驗，學生只能觀看實驗，動手實踐的機會很少，使部分原本對實驗充滿探究欲望的學生逐漸失去了探究興趣。而“啟發—探究”式教學實現了傳統教學模式到多元化教學模式的轉變，教師回歸原本的引導者的地位，先創設情境對學生進行啟發，然后引導學生發現問題、提出問題并提出假設，最后組織學生自主設計實驗進行探究，整個實驗過程都由學生自己來完成。這能夠充分地滿足學生的求知欲望，激發學生的探究熱情。其二，有助于促進學生思維能力的提高。中學化學的教學目標不僅包括基礎知識的教學，還要提高學生的思維能力，使其建立“宏觀—微觀—物質”之間的模型思維，從而更深入地研究反應的實質、能量的轉化、結構與性質的關系等。“啟發—探究”式教學符合化學學科素養的培育要求，能夠轉變傳統的實驗教學模式，給予學生主動發現問題、設計實驗解決問題的空間，使化學實驗由驗證性實驗向探究性實驗轉變，從而促進學生思維能力的發展。其三，有助于培養學生的科學探究精神。學生學習化學知識并不只是為了考試，教師應當發揮化學這門學科對個人素養的培育作用。“啟發—探究”式教學能夠培養學生發現問題、提出問題 和解決問題的能力，從而培養他們形成正確的科學探究態度和善于思考、善于觀察、善于總結和糾錯的良好品質，培養科學的探究精神。

二、在中學化學實驗教學中應用“啟發—探究”式教學的途徑

（一）啟發階段營造良好的探究氛圍

“啟發—探究”式教學中的“啟發”是決定實驗探究效果的關鍵階段，中學化學的實驗探究中涉及的反應原理更復雜，因此，學生必須保持注意力的高度集中，認真觀察實驗現象，并依據現象分析可能的原因，提出假設，再繼續進行驗證，最終得出結論。受傳統實驗教學模式的影響，開展“啟發—探究”式實驗教學對于學生來說具有一定的挑戰性。如果教師在“啟發”階段能夠營造良好的探究氛圍，如創設情境、設計生活化的問題、融入趣味性的元素等，可以激發學生的探究興趣，使學生保持良好的精神狀態，從而為接下來的實驗探究做好鋪墊。

以探究膠體的性質為例，教師先利用多媒體展示幾幅圖片，如日光從窗隙射入暗室、光線透過樹葉間的縫隙射入密林中、放電影時放映室射到銀幕上的光柱等。這些情境與學生的生活密切相關，容易激發學生的興趣。此時，教師一定要給予學生充分的思考時間。學生會觀察這幾幅圖片中的現象，在分析和討論后提出“如何制備膠體”的問題，這時教師再講解膠體的制備原理，能夠讓學生更好地進行膠體的制備實驗和膠體性質的探究實驗。

（二）師生交流探討，提出假說

“啟發—探究”式教學模式結合了啟發式教學與探究式教學的優點，當教師設計問題啟發學生明確實驗探究的主題后，需要學生自主設計實驗，按照實驗探究的正確步驟，依據實驗探究的主題提出幾種假說。提出假說這一步驟是決定實驗設計方案的關鍵階段，也是鍛煉學生思維能力和嚴謹性的重要階段。一方面，假說的提出要以客觀事實為依據，不能憑空捏造。這就需要學生依據要探究的內容和所學的物質性質及物質之間的反應等原理進行分析，提出可能的猜想。另一方面，提出的假說要全面。這就需要學生在進行分析時，思路要嚴謹、考慮要全面。雖然“啟發—探究”式教學主張學生自主學習、自主思考，但是不能忽略教師的引導作用。因此，在提出假說時可以由師生共同討論提出假說，以便教師及時糾錯，確保實驗設計方向的正確性。

例如，由“鈉常常保存在石蠟油或煤油中”這一客觀事實，對鈉的性質進行探究。教師與學生互相討論，提出假說。有的學生提出：“鈉容易與空氣中的某些成分反應。”這時教師追問：“具體是與空氣中的哪一種成分反應呢？”學生回答：“氧氣，因為氧氣比較活潑。”教師繼續引導：“那么，可以就此提出什么假說呢？”學生由此提出假說：“鈉易與空氣中的氧氣反應。”還有學生提出：“鈉能與水反應。”教師再繼續探討：“有沒有可能與鈉的物理性質有關呢？”有的學生提出： “鈉的密度比煤油或石蠟油的密度大。”在激烈的討論和教師的引導下，師生提出了符合探究主題的假說，為接下來學生設計實驗確定了方向，學生也會因此增強自信心，對實驗探究產生濃厚的興趣。

（三）學生合作設計實驗，驗證假說

由于學生的學習能力存在差異，學習能力較差的學生不能獨立地完成實驗，導致實驗進展較慢；學習能力較強的學生可以按部就班地完成實驗，這樣會使得學習能力較差的學生產生一定的焦慮和不自信。因此，教師可以讓學生以小組合作的方式設計實驗驗證假說。將學習能力較差和較強的學生進行均衡分組，學生與學生之間能夠自然地交流，學習能力較差的學生可以向學習能力較強的學生學習實驗的操作技能，學習能力較強的學生能夠鼓勵學習能力較差的學生動手操作，還可以向學習能力較差的學生講解實驗原理和實驗思路，對其他學生提出的錯誤觀點進行指正，從而實現共同進步。

例如，探究“干燥的氯氣能使鮮花褪色”的原因，學生提出的假說有：一是氯氣具有強氧化性，將有色物質氧化為無色物質；二是氯氣與水反應后生成的次氯酸具有漂白性，使鮮花褪色。由此學生合作設計實驗驗證兩種假說，對于假說一，需要學生選擇另一種有色的物質進行實驗，有的學生提出選擇一個濕潤的藍色布條，將其放入盛有氯氣的集氣瓶中，觀察布條是否褪色，而有的學生進行反 駁：“如果這樣操作，還是無法確定兩種假說的正確性。”有的學生受到啟發，想到應該排除水的干擾，選擇干燥的藍色布條就可以驗證假說一是否正確，他們由此開始進行實驗。這樣的合作探究方式有助于不同層次的學生獲得提高。

（四）展示實驗成果，教師進行評價

展示實驗成果，教師評價是“啟發—探究”式教學的重要組成部分，有助于教師依據學生的實驗成果，了解學生在整個實驗過程中對實驗方向的把握情況，以便完善實驗教學。另外，展示實驗成果能夠讓學生互相交流，欣賞他人的優點，認識到自身的不足。“啟發—探究”式教學是以學生為主體的探究式教學和啟發式教學的結合，無論是啟發階段、提出假說的階段還是設計實驗驗證假說的階段，都突出了學生的主體地位。實驗結束后，展示學生的實驗成果，并且由教師進行評價，能夠完善學生對實驗的體驗過程，給予學生反思與交流的機會，從而促進實驗教學的有效開展。

例如，“配制一定物質的量濃度的溶液”的實驗教學，該實驗的關鍵點需要學生在實驗過程中去體會，才能積累經驗，獲得進一步提高。當學生配制完溶液后，教師讓學生展示實驗成果，然后借助提問的方式對學生的實驗進行評價，如“容量瓶在使用時要注意什么？稱量后的氯化鈉固體如果在轉移到燒杯的過程中不小心灑出，會對配制的溶液的物質的量濃度有什么影響？定容時俯視或者仰視會對配制的溶液的物質的量濃度有什么影響？如果定容時，加入的水過多，該怎么操作？”通過這些問題，教師可以了解每組學生在實驗過程中是否出現了上述問題，出現問題后是如何解決的，從而讓學生進行自我糾錯，完善實驗過程。

（五）鼓勵學生進行延伸的實驗

“啟發—探究”式教學在實驗教學中的應用還應當鼓勵學生進行延伸實驗，一方面，可以鍛煉學生的實驗操作能力，積累經驗；另一方面，能夠培養學生創新能力，培養其科學探索精神。延伸實驗是在教師確立的實驗的基礎上，為了繼續驗證該原理而采用的其他實驗方法，或者在完成教師確立的實驗的基礎上，利用該原理設計其他的實驗等。延伸實驗體現的是學生對知識的靈活運用能力及探究能力，有助于促進學生學科核心素養的發展，更有助于“啟發—探究”式教學在實驗教學中的有效應用。

例如，探究硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應的實質，通過該實驗，學生初步了解上述兩種溶液反應的實質為Ba2+與SO42-結合生成BaSO4白色沉淀，Na+與Cl-沒有參與反應。接著，教師可以鼓勵學生進行延伸實驗，有的學生會想到繼續探究某離子反應的實質，如硫酸銅溶液與硝酸鋇溶液的反應，實驗現象為產生白色沉淀，但溶液的藍色沒有褪去，從而得出該反應的實質為Ba2+與SO42-結合生成BaSO4白色沉淀，由于Cu2+沒有參與反應，因而溶液的藍色未褪去。通過這樣的延伸實驗，能夠幫助學生進一步理解化學知識，既鍛煉了他們的動手操作能力，又促進了其思維能力的提高，從而促進“啟發—探究”式教學在化學實驗教學中的有效應用。

綜上所述，“啟發—探究”式教學在中學化學實驗教學中的應用，有助于激發學生對實驗的探究興趣，促進學生思維能力的發展，培養學生的科學探究精神。在當前教育改革的背景下，應當倡導“啟發—探究”式教學與化學實驗教學的融合，通過啟發階段營造良好的探究氛圍、師生交流探討提出假說、學生合作設計實驗驗證假說、展示實驗成果，并結合教師評價、鼓勵學生進行延伸實驗等途徑促進高中化學實驗教學的有效開展。