高中化學(xué)教學(xué)中探究性實驗的教學(xué)作用

王 磊

探索新型的化學(xué)實驗教學(xué)模式是現(xiàn)階段化學(xué)教學(xué)的一項重要的任務(wù)。探究性實驗教學(xué)建立在對傳統(tǒng)實驗教學(xué)反思和借鑒的基礎(chǔ)上，對學(xué)生學(xué)習(xí)和研究能力的培養(yǎng)具有重要作用。

1、高中化學(xué)教學(xué)的初衷

高中化學(xué)知識是在繼承初中所學(xué)知識的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的深化和提高，尤其以實驗教學(xué)為該門課程學(xué)習(xí)的重點環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)模式導(dǎo)致教師在教學(xué)過程中始終處于支配地位，而學(xué)生則是被動地接受。不論是課堂上的實驗還是實驗室中的實驗項目，均是用來證明教師所教授內(nèi)容的正確性，起到的僅僅是輔助和證明的作用。這一看似快速學(xué)習(xí)和記憶的過程所造成的結(jié)果是學(xué)生不用思考就可以記住大量的化學(xué)知識，免去理解和思考的過程，使得學(xué)生的動手和獨立思考的能力被抹殺，高中化學(xué)教學(xué)的目的之一——發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力被普遍地忽視。

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求：化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和科學(xué)探究能力的重要途徑，高中階段的教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)重視化學(xué)實驗對于學(xué)生各方面能力尤其是獨立思考能力的培養(yǎng)。也正是基于這樣的目的，現(xiàn)階段高中化學(xué)教材中普遍設(shè)置有關(guān)“實驗化學(xué)”的課程，一方面是想通過教材設(shè)置上的重點傾斜增加教師以及學(xué)生化學(xué)實驗的重視程度：另一方面也是通過化學(xué)實驗課程量的增加，真正達(dá)到高中化學(xué)教學(xué)的目的。

2、探究性化學(xué)實驗的基本原理

嚴(yán)格來講，高中階段的化學(xué)實驗教學(xué)完全是對已有的并且被充分證明了的自然知識作用過程的重現(xiàn)，并沒有達(dá)到真正科學(xué)探索所做實驗的高度，因此，會被很多人輕視和忽略。但這種思想上的輕視會導(dǎo)致相當(dāng)嚴(yán)重的后果。學(xué)生的獨立思考和實驗動手能力的培養(yǎng)正是這些基本化學(xué)實驗所想要達(dá)到的目標(biāo)，缺少教學(xué)過程中的實驗保證，這些能力的培養(yǎng)只能是空中樓閣。

教學(xué)中的實驗作為真實科學(xué)實驗的一種“微縮”形態(tài)，準(zhǔn)備和反應(yīng)的過程完全是真實科學(xué)實驗的簡化寫照，所經(jīng)歷的過程是完全相同的，即“提出問題，假設(shè)結(jié)果，設(shè)計操作過程，進(jìn)行實驗并觀察，分析所得結(jié)果、結(jié)論”等。雖然高中階段化學(xué)實驗的結(jié)果都能夠準(zhǔn)確得出(實驗操作過程正確的前提下)，但是它和真正科學(xué)實驗的邏輯起點是相同的，都是基于探索性思維的運(yùn)用，在充分保證實驗前提條件無誤的情況下得出符合預(yù)先構(gòu)想的結(jié)論。即使所的結(jié)論并非理想，實驗者也能夠通過充分準(zhǔn)備的實驗過程尋找出今后實驗所需的完善之處。因此，提倡在高中階段的化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行探究式化學(xué)實驗教學(xué)，通過問題提出、問題分析和實驗解決，充分調(diào)動學(xué)生思考問題和解決問題的科學(xué)思維能力，完成高中化學(xué)教學(xué)的要求。

3、探究性實驗教學(xué)的基本過程

高中階段的化學(xué)實驗一般以驗證性實驗為主，即通過化學(xué)實驗證明所提出問題的合理性或者正確性，而所提出的問題則基本上都是化學(xué)教材中需要學(xué)生掌握的知識點。下面以苯酚為例，具體論證探究性實驗的基本過程。

1)提出實驗所要解決的問題，應(yīng)當(dāng)具體而明確。苯酚作為最簡單的酚類，它的一個重要的功能團(tuán)就是羥基a對此可能產(chǎn)生這樣的疑問：苯酚和醇都帶有羥基，那么這兩種物質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上是否具有相似性呢?另外，苯酚所具有的苯環(huán)結(jié)構(gòu)是否也對其化學(xué)特性產(chǎn)生不同于醇類的影響呢?因此，在進(jìn)行這些實驗之前，就明確實驗所要解決的問題，即具有同樣功能團(tuán)的兩種物質(zhì)——苯酚和醇在化學(xué)性質(zhì)上有什么樣的差異。

2)根據(jù)已學(xué)知識結(jié)構(gòu)分析可能的結(jié)論。由于苯酚和醇類都具有羥基，而且在先前的學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)知道乙醇和鈉反應(yīng)能夠生成大量的氣體，經(jīng)分析得出這些氣體是氫氣，那么可以作合理的假設(shè)，即含有羥基的苯酚在與鈉進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時也能夠產(chǎn)生氫氣。

3)在進(jìn)行操作實驗的設(shè)計時，教師應(yīng)當(dāng)對無關(guān)驗證目的的物質(zhì)特性情況告知學(xué)生。由于苯酚在常溫狀態(tài)下是固體，因此與同樣是固體形式存在的鈉難以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在驗證所提出的問題時，為了使苯酚能夠在液體狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，水浴加熱的方法應(yīng)當(dāng)由教師告知學(xué)生，以保證得出明顯的實驗效果。

4)實驗過程中學(xué)生應(yīng)當(dāng)帶著問題進(jìn)行操作，并仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象并分析結(jié)論與設(shè)想的契合度。

在水浴加熱條件下的液態(tài)苯酚與鈉反應(yīng)，觀察得知鈉在液體中迅速反應(yīng)并產(chǎn)生大量的氣體，收集所產(chǎn)生的氣體并點燃，可得所產(chǎn)生的氣體具有可燃性的特性，從而證明苯酚與醇類等具有羥基的化學(xué)物質(zhì)一樣，能夠與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。實現(xiàn)實驗結(jié)論與預(yù)先設(shè)想的契合，達(dá)到實驗的目的。

探究性化學(xué)實驗是新形勢下高中化學(xué)教學(xué)所應(yīng)當(dāng)遵循的實驗教學(xué)模式，通過轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實驗教學(xué)的觀念，充分重視實驗教學(xué)在高中化學(xué)課程改革中的地位和作用，建立開放式的化學(xué)教學(xué)模式，運(yùn)用教師和學(xué)生的共同智慧，努力培養(yǎng)其學(xué)生自主設(shè)計、獨立思考的實驗動手能力，在實驗中進(jìn)行知識的傳輸，并使學(xué)生能夠在實驗中掌握所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探索的思維和模式，為其樹立良好的學(xué)習(xí)和研究能力創(chuàng)造條件。