如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

趙冬梅

(呼蘭師專附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校,哈爾濱 150500)

如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

趙冬梅

(呼蘭師專附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校,哈爾濱 150500)

探究實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和觀察基礎(chǔ)上,通過科學(xué)抽象來獲得結(jié)論的一種實(shí)驗(yàn)。探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生獲取基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和興趣,發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性。在探究實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生始終處于不斷探索的情境中,主動(dòng)實(shí)驗(yàn),認(rèn)真操作,仔細(xì)觀察,積極思維,充分發(fā)揮學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。

化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新精神;探究能力

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立起來的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)是激起化學(xué)興趣的首要外部因素,要使學(xué)生學(xué)好化學(xué),就必須重視和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生獲取基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論,能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望和興趣,發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性。在探究實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生始終處于不斷探索的情境中,主動(dòng)實(shí)驗(yàn),認(rèn)真操作,仔細(xì)觀察,積極思維,充分發(fā)揮學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。新教材在活動(dòng)與探究方面為師生搭建了一個(gè)可以大顯身手的廣闊的舞臺(tái)。如何充分利用新教材培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面作努力。

一、通過探索實(shí)驗(yàn)來喚醒學(xué)生的探究欲望

化學(xué)教學(xué)中,開放演示實(shí)驗(yàn),是滲透探究性教學(xué)的良策。大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為,看老師的操作,不太注意操作動(dòng)作,只注意現(xiàn)象,看同學(xué)操作注意每一個(gè)步驟,不對(duì)馬上指出,既注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同時(shí)又擔(dān)心能否成功。大多數(shù)學(xué)生愿意在全班同學(xué)面前演示,以顯示自己的實(shí)力,一旦操作錯(cuò)誤,改正后記得特牢。學(xué)生們很喜歡用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行物質(zhì)的鑒別,因?yàn)楦鞣N方法任自己挑選,希望自己的方法與眾不同,鑒別出來后有一種成功的喜悅感。因此,教學(xué)中大膽地把演示實(shí)驗(yàn)向?qū)W生開放,除了能引起他們有意注意、增強(qiáng)觀察力外,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的自信心和創(chuàng)新精神。在這基礎(chǔ)上,把一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探究性實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上通過科學(xué)抽象來獲得結(jié)論的一種實(shí)驗(yàn)。在教授“二氧化碳”一節(jié)時(shí),讓學(xué)生自備一瓶汽水 (雪碧、可樂均可),其他的實(shí)驗(yàn)儀器有:酒精燈、火柴、小木條、兩支小試管、帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞、集氣瓶(毛玻璃片)、放有兩支高低不同蠟燭的小燒杯;藥品有:澄清石灰水、石蕊試液。前一天布置時(shí),學(xué)生就很驚奇:“上化學(xué)課要帶汽水?”上課一開始,出示的課標(biāo)題“探究汽水中氣體的性質(zhì)”就讓學(xué)生情緒高漲。有的學(xué)生已迫不及待地動(dòng)起手來。這時(shí)老師應(yīng)及時(shí)地強(qiáng)調(diào)探究計(jì)劃,“你準(zhǔn)備探究哪些性質(zhì)?”引導(dǎo)學(xué)生有目的、有計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)探究。通過自由發(fā)言,補(bǔ)充,歸納出副標(biāo)題:該氣體的物理性質(zhì):(1)顏色、狀態(tài)、氣味;(2)密度;(3)溶解性?；瘜W(xué)性質(zhì): (1)可燃性或助燃性;(2)能否與石灰水反應(yīng)?(3)能否使石蕊試液變色?開始實(shí)驗(yàn),學(xué)生打開瓶蓋,靜止著觀察。匯報(bào)觀察到的現(xiàn)象:有氣體產(chǎn)生,氣泡冒出,發(fā)出絲絲響聲,泡沫溢出瓶口等?！斑@些現(xiàn)象說明什么問題?”引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)的思考。然后,讓學(xué)生喝掉一些,用已有的儀器設(shè)計(jì)收集一瓶氣體(可適當(dāng)搖動(dòng)瓶子)。有的學(xué)生用向上排空氣法,有的用向下排空氣法,有的拿著集氣瓶不知所措(可個(gè)別提醒一下),1分鐘后,把收集的氣體倒入燃有高低不同蠟燭的燒杯中。通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生討論加爭論后得出結(jié)論:該氣體的密度比空氣大,不能燃燒,也不支持燃燒。最后,用適宜的方法收集兩試管氣體,并試驗(yàn)氣體的其他性質(zhì),推斷出氣體的名稱。結(jié)論一出來,有的學(xué)生就嚷道:“二氧化碳也可以吃呀?”這時(shí),老師簡單介紹汽水中二氧化碳的作用。使學(xué)生進(jìn)一步了解生活中處處有化學(xué)。

在學(xué)到實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí),實(shí)驗(yàn)前給學(xué)生準(zhǔn)備一些儀器和藥品,如石灰石、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸、酒精燈、試管、錐形瓶、廣口瓶、平底燒瓶、注射器、分液漏斗、長頸漏斗、燒杯、集氣瓶、水槽、導(dǎo)管等。實(shí)驗(yàn)前,讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)連接實(shí)驗(yàn)裝置,并鼓勵(lì)他們充分利用現(xiàn)有的器材設(shè)計(jì)出一些新穎的裝置到講臺(tái)前展示給大家看。當(dāng)有的學(xué)生選用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳,正為反應(yīng)速度太快而收集效果不佳苦惱時(shí),教師可向他們介紹分液漏斗與長頸漏斗的區(qū)別,讓學(xué)生自己操作。這樣,本實(shí)驗(yàn)的意義會(huì)更豐富,學(xué)生的收益也會(huì)更大更多。用探究性教學(xué)改變了原教材的編排順序,使教學(xué)更緊湊,學(xué)生有更多的時(shí)間參與討論甚至爭論。偉大的化學(xué)家門捷列夫曾經(jīng)說過:“學(xué)生時(shí)代的爭論給我留下了不可磨滅的影響。”教育學(xué)原理也告訴我們:“必要的集體學(xué)習(xí)和良好的討論氣氛對(duì)學(xué)習(xí)者的信心和學(xué)習(xí)效果會(huì)產(chǎn)生積極的作用?！弊儭膀?yàn)證性”實(shí)驗(yàn)為“探究性”實(shí)驗(yàn),不僅體現(xiàn)了“教為主導(dǎo),學(xué)為主體”的教學(xué)關(guān)系,而且通過學(xué)生親自動(dòng)手,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),把生活、社會(huì)實(shí)際問題與已有知識(shí)、技能結(jié)合起來,使他們認(rèn)識(shí)到學(xué)以致用。更重要的是使被動(dòng)接受老師的知識(shí)傳輸為主動(dòng)積極地構(gòu)建知識(shí),在討論和爭論中提高學(xué)習(xí)素質(zhì)。

二、通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的探究靈感

學(xué)生的相關(guān)思維、技能、能力的形成不但需要濃厚興趣的培養(yǎng),還需要教師創(chuàng)造性的激發(fā)學(xué)生潛能,使學(xué)生在互討互研、不斷嘗試中對(duì)思維發(fā)散過程中所獲取的信息進(jìn)行分析、整合,最終使思維聚合以達(dá)到能力的提高。

1.設(shè)計(jì)求異的探究性實(shí)驗(yàn)裝置

例如鋼鐵制品腐蝕條件的實(shí)驗(yàn),可以通過先利用冷卻蒸餾水、植物油、無銹鐵釘和試管設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明鐵制品銹蝕的條件,再讓學(xué)生分小組互相激勵(lì)、互相啟發(fā)、自由發(fā)揮,設(shè)計(jì)多種不同的實(shí)驗(yàn)裝置,逐步使學(xué)生養(yǎng)成一種時(shí)時(shí)探究的習(xí)慣,以達(dá)到探究能力的提高。

2.設(shè)計(jì)驗(yàn)證性探索實(shí)驗(yàn)裝置

例如在介紹氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時(shí),教師可先引導(dǎo):在 250ml的圓底燒瓶中,充滿二氧化碳,并用帶尖嘴導(dǎo)管的單孔膠塞塞緊 (導(dǎo)管另一端的橡膠管事先用夾子夾緊),實(shí)驗(yàn)時(shí)打開瓶塞倒入 10毫升 30%的氫氧化鈉溶液,立即塞好,振蕩燒瓶,待瓶壁發(fā)熱時(shí),將它倒置于鐵架臺(tái)的鐵圈上,導(dǎo)管伸入盛有 4/5四體積的蒸餾水 (其中加幾滴酚酞試劑)的 500ml燒杯中,打開夾子,可觀察到燒杯里的蒸餾水迅速進(jìn)入燒瓶,形成紅色噴泉。此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,有趣且具有啟發(fā)性(氣壓變化造成)。教師點(diǎn)撥、引導(dǎo),趁熱打鐵。

3.設(shè)計(jì)家庭替代性實(shí)驗(yàn)裝置

由于學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)資源有限,教師可創(chuàng)造性地選擇適合學(xué)生的探究課題,讓學(xué)生從生活中搜集代用品并投入實(shí)踐活動(dòng)中,這樣不但節(jié)約資源,而且也培養(yǎng)了學(xué)生的開放思維和開發(fā)能力,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,開闊了知識(shí)視野。例如:在學(xué)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室沒有適用鐘罩的情況下,對(duì)于空氣中氧氣含量測(cè)定的實(shí)驗(yàn),我鼓勵(lì)學(xué)生想土辦法回家去做。學(xué)生設(shè)計(jì)方案之一是用一個(gè)大碗盛半碗水,取一小段蠟燭固定在小木板上,使之浮在水面上。用一個(gè)直筒形玻璃杯按容積分成五等份,用橡皮筋做上記號(hào)。將蠟燭點(diǎn)燃后,立即將杯子扣在蠟燭上,并使杯口邊沿剛剛沒入水面成全封閉狀態(tài),在蠟燭逐漸熄滅并冷卻后,可觀察到杯內(nèi)水面上升且不到一個(gè)刻度 (教師就現(xiàn)象提出問題并組織討論,主要是因?yàn)榭諝獾臒崤蛎?以及二氧化碳是氣態(tài)生成物且比二氧化碳難溶于水)。又如在做完“測(cè)定溶液的 pH”實(shí)驗(yàn)后,我發(fā)給每個(gè)學(xué)生一張 pH試紙,將實(shí)驗(yàn)拓展到測(cè)定責(zé)任田土壤或家庭常見物質(zhì)的酸堿度上,并要求他們第二天到課堂上交流測(cè)定結(jié)果。這種拓展實(shí)驗(yàn),有助于學(xué)生提高分析、解決問題的能力,提高學(xué)生升學(xué)或就業(yè)運(yùn)用化學(xué)的能力。

三、通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)兼顧直觀性、規(guī)范性、基礎(chǔ)性原則,思路簡單而唯一,往往束縛學(xué)生的開放探究思維,我們必須創(chuàng)造性地改進(jìn)實(shí)驗(yàn),有效地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。例如蠟燭火焰各層溫度的比較,人教版教科書上采取如下方法:取一根火柴梗,拿住一端迅速平放入火焰中,約 1秒后取出,觀察并比較火柴梗在火焰的不同部位被燒的情況。此操作學(xué)生很不容易把握,有時(shí)看到火柴燒著了,有的中間兩端全變黑了。對(duì)此,我們讓學(xué)生用一根細(xì)鐵絲或細(xì)銅絲拉緊平放在火焰上。學(xué)生可明顯地看到金屬絲在外焰的部分發(fā)紅,內(nèi)焰及焰心部分較暗,從而可以推斷出蠟燭火焰各層溫度的高低,而且易操作,現(xiàn)象明顯。這種對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)和推廣應(yīng)用,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,還培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)整合與整體探究能力。

總之,讓學(xué)生通過自行探究、親身體驗(yàn)、整合改進(jìn),逐步使他們形成一種喜愛質(zhì)疑、樂于探索、努力創(chuàng)新的心理傾向,在互討互研、反復(fù)嘗試的過程中享受化學(xué)實(shí)驗(yàn)所帶來的喜悅與成就,促進(jìn)他們養(yǎng)成良好的探究習(xí)慣,最終在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使學(xué)生的探究能力不斷提高。

How to Cultivate Students'Exper iment and Exploration Ability

ZHAO Dong-mei
(Exper iment SchoolAffiliated with Hulan Teachers College,Harbin 150500,China)

The exploration experiment requires students,based upon experiment and observation,to reach conclusion through scientific abstraction.It can help students acquire basic knowledge and basic theory,motivate their innovative desire and interest and give fullplay to their enthusiasm and initiative.In the processof the exploration experiment,students,placed in contextof constant exploration,take initiative to carryput experiments carefully,make seriousoperation and carefulobservation and think actively.It gives full to students'potentials,cultivates their innovative spirit and develops their innovative ability.

chemistry exper iment;innovative spirit;exploration ability

G633.8

A

1001-7836(2010)04-0049-02

(責(zé)任編輯:侯秀梅)

2009-12-23

趙冬梅(1968-),女,黑龍江哈爾濱人,中學(xué)一級(jí)教師,從事化學(xué)教學(xué)研究。