淺談探究性實驗教學設計

林洪昌

摘要：在如今的初中、高中化學教材中所涉及的實驗絕大多數(shù)是屬于驗證性實驗，本文就針對驗證性實驗的局限，充分闡述了探究性實驗的教學價值和教學思路。結(jié)合實例研究了探究性實驗教學的兩類活動方式，并對實施結(jié)果給出了初步的評價，為化學教學中以實驗為載體培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力提供了可行的方法和程序。

關鍵詞：實驗教學；探究性實驗；教學設計；創(chuàng)新

化學是以實驗為基礎的科學。新的《普通高中化學課程標準》指出：“以實驗為基礎是化學學科的重要特征之一?；瘜W實驗對全面提高學生的科學素養(yǎng)有著極為重要的作用?；瘜W實驗有助于激發(fā)學生學習化學的興趣，創(chuàng)設生動活潑的教學情景，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀?！庇纱宋覀兛梢哉f實驗教學是化學教育的一種最有效的教學方法之一。近年來我以實驗為突破口。嘗試了開放性的探究教學模式，取得了較為明顯的效果。

1探究性實驗教學的基本思路

探索性實驗教學是在教師引導下。學生以新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者的身份，運用已學過的知識和技能，通過實驗獲取新知識的一種教學模式。

強調(diào)教學的探究性是針對傳統(tǒng)的注入式教學而言的。以下我從多方面對傳統(tǒng)的驗證性實驗與探究性實驗的差異進行比較(見表1)。

說明：概念泛指實驗結(jié)論，數(shù)據(jù)泛指實驗獲取的各種信息。由上表可知。探究性實驗在極大程度上調(diào)動了學生的主體參與，這改變了我們往常的以教師演示、教師講解、學生驗證為主的實驗教學模式。

2探究性實驗教學的活動方式

探究性實驗教學按其適用的場合和活動方式可分為兩類：一是以師生協(xié)同、邊講邊實驗為主：二是以學生實踐為主的綜合性研究課題。下面對這兩類實驗教學的活動方式作具體的討論。

2.1第一類探究性實驗

第一類探究性實驗可依據(jù)教學內(nèi)容，對演示實驗進行整合或更新，其基本結(jié)構(gòu)為：

引發(fā)問題一提出假說一實驗探究一總結(jié)規(guī)律一遷移創(chuàng)新

2.1.1引出問題，明確目標。教師根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標、要求，從教材或生產(chǎn)生活實踐中提出一些富有啟發(fā)性的問題，設計一些富有探索性的實驗。使學生明確學習目標。

2.1.2提出假設，合理推測。提出問題后。引起學生的好奇、懷疑、困惑和矛盾，促使學生積極思考、查閱資料、構(gòu)思實驗，提出某種假設，作出操作上、現(xiàn)象上、結(jié)論上的某些預測。

2.1.3設計實驗，觀察現(xiàn)象。在教師的指導下，學生設計可能的實驗方案，組合實驗儀器，邊操作邊記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。直接掌握感性材料。

2.1.4探討規(guī)律，作出結(jié)論。學生根據(jù)實驗事實進行討論、爭辯、揭示產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。教師的適時點撥把探究目標引向深入。學生通過一系列的思維活動，概括得出適當?shù)慕Y(jié)論。

2.1.5鞏固開拓，遷移發(fā)展。面對新的問題。學生能準確運用剛學到的知識解決實際問題，教師及時給予指導和評價，使用學的新知識得以鞏固提高，遷移發(fā)展。

這類探究性實驗教學的基本要求是：以問題為基礎，依循“問題一假設一實驗一觀察一分析、綜合一結(jié)論”的思路貫串始終。教師要根據(jù)教學重點設計實驗，提出富有啟發(fā)性的問題，引導學生積極思維(如示例1)。

探究性實驗教學片斷示例I：Cl₂與H₂O的反應

問題：Cl₂溶于水形成氯水，氯水的主要成分是什么?

學生探究過程：請同學們研究氯水的性質(zhì)，推測可能的化學反應和存在微粒。

(1)觀察氯水的顏色。

推測l：氯水中含有Cl₂分子。

實驗：將氯水滴入淀粉KI溶液中，出現(xiàn)特殊的藍色。(教師提示：有12析出)

(2)用pH試紙或藍色石蕊試紙測氯水的酸堿性。

推測2：氯水呈酸性，可能有鹽酸生成。

實驗：在氯水中滴加AgNO₃溶液，析出白色沉淀。再滴人數(shù)滴稀HNO₃。白色沉淀不溶解。

(3)發(fā)現(xiàn)藍色石蕊試紙在氯水中先變紅后變白。

推測3：氯水可能有漂白作用。

實驗：a將紅色布條投入干燥的Cl₂中，無明顯變化：氯水滴在紅色布條上，布條褪色；

b將氯水慢慢滴人少量含酚酞的NaOH溶液中至pH≤7。溶液褪色；上述溶液中返滴NaOH至過量，溶液不變紅。

(4)日光照射盛滿氯水的倒置的圓底燒瓶，有氣體生成。

推測4：HCIO在光照條件下分解，放出難溶于水的O₂。

實驗：取漂白粉[ca(CLO)₂]或其它次氯酸鹽適量，加稀鹽酸，生成HCIO溶液。繼而做光照實驗，與氯水比較。氯水加入NaOH溶液，做漂白性試驗。

結(jié)論：氯水中含Cl₂分子，具有氧化性；Cl₂溶于水發(fā)生化學反應：O₂+H₂＝＝HCI+HCIO，干燥的Cl₂沒有漂白性。氯水中存在著強氧化性的HCIO分子，使之表現(xiàn)出不可逆的漂白作用。

總之。上述表征的教學過程。是學生圍繞“氯水的組成及性質(zhì)”這個主題設計并實施的一種方案。學生結(jié)合實驗對各種推測作進一步的探索，最終獲得有關Cl₂與H₂O反應的化學知識和探索知識過程的方法訓練。

2.2第二類探究性實驗

第二類探究性實驗融合化學知識、技能和方法，表現(xiàn)出一定的新穎性、綜合性和開放性，可作為優(yōu)等生課外活動的素材。

第二類實驗的一般結(jié)構(gòu)是：明確探究課題——查閱文獻資料——設計實驗方案——觀察實驗現(xiàn)象——提出假設或推測——總結(jié)實驗成果——提煉方法規(guī)律，在教學中選擇一些有研究價值的專題設置成實驗情境。學生通過設計實驗方案，探索解決問題的途徑，分步實驗、局部推測，最終獲得比較準確的結(jié)論。在實驗探究過程中，學生面臨矛盾和困惑，要求他們?nèi)ナ占嘘P的信息，創(chuàng)造性地加工信息，分析矛盾，解決矛盾。這是對學生智力因素和非智力因素的雙重考驗。

探究性實驗教學片斷示例Ⅱ：濃硫酸和稀硫酸的鑒別

問題：請用幾種(要求不少于10種)不同的方法，一次鑒別濃硫酸和稀硫酸。

結(jié)論：以兩者的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)為基點求異探索，可設計出多種簡潔明晰、易于操作的鑒別濃硫酸和稀硫酸的實驗方案。

探究性實驗是學生走出書本和狹隘課堂的一條極好的途徑。傳統(tǒng)的教學模式：教師講，學生記，大量的化學習題依賴于知識的演繹，很大程度上忽視了化學現(xiàn)象的復雜性。結(jié)論偏離實際。3結(jié)語

探究性實驗不僅是實驗操作方式上的改變，更重要的是從鼓勵參與、強調(diào)過程、突出開放的教學情境中，促使學生積極融入。主動探究，聯(lián)系實際解決問題，幫助學生走出封閉的教室。在實踐中形成科學的世界觀和人生觀。這是化學教學中實施素質(zhì)教育和培養(yǎng)學生可持續(xù)性學習能力的一項有益的嘗試，也是當前提倡的學科教學中實施創(chuàng)新教育的一種可行的途徑，值得重視。

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(責任編輯：陳婉玉)