以實驗探究為先導的教學模式的實踐與思考

葉方猛

（南京市第一中學江蘇南京210001）

以實驗探究為先導的教學模式的實踐與思考

葉方猛

（南京市第一中學江蘇南京210001）

實驗是中學化學教學中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的主要陣地。在新教材的使用中，我們通過嘗試探究式教學，分析在實施新課程實驗教學中的一些主要做法和案例，探討了在新課標下實施以實驗為先導的教學模式的作用及創(chuàng)新價值。

教學模式；實驗教學；自主探究；充分體驗；問題意識

從2005年使用新教材起，我們就開始嘗試新的教學理念——探究式教學。結合新課程與新教材，我們引入了一些為探究教學服務的實驗，設計了一些促進創(chuàng)新思維的實驗，同時也改進了一些實驗。通過一輪的教學實踐與研究，在探究教學中的實驗運用和創(chuàng)新上有了一定的認識和體會。

一、探究實驗在教學中的作用

探究實驗教學旨在讓學生自主獲取知識。實驗教學重要的不是要讓學生掌握多少現成的知識，而是要讓學生學會獲取新知識的方法，提高創(chuàng)造新知的能力。探究實驗教學引導學生將學到的知識加以綜合應用，逐步養(yǎng)成善于提問的意識，勇于探究的精神，勤于實踐的習慣，培養(yǎng)收集有效信息，解決綜合問題的能力。探究實驗教學不是孤立的、靜態(tài)的，也不是立竿見影的。不能僅記住要領、學會操作就萬事大吉了。探究實驗教學要與其它日常化學教學活動相結合，伴隨化學學習的始終。

探究實驗教學不同于單純的課題研究，其著眼點不在于讓學生解決多少實際問題，出多少研究成果，而在于讓學生學會發(fā)現問題，熟悉研究過程，了解研究方法，培養(yǎng)研究意識。通過長期的探究實驗教學，引導學生養(yǎng)成平等的態(tài)度、批判的意識、獨立的精神，以及良好的合作能力和實踐習慣。探究實驗教學更不能僅局限于課外小課題研究，而應該向學習的各個空間延伸。讓探究實驗教學成為一種常態(tài)的化學教學方法，而不是僅在觀摩課上才得以展示；讓探究學習逐步成為學生的一種常態(tài)學習方法，而不是特例。這樣堅持做下來，常態(tài)的方法成為習慣，良好的習慣化作意識，積極的意識形成品質，優(yōu)秀的品質健全人格，此所謂實施探究實驗教學的根本宗旨。

二、當前實驗教學的現狀和弊端

當前仍然有部分學?；蚪處熂惫?，盲目追求教學進度，忽視學生學習能力的培養(yǎng)；盲目追求“立竿見影”的教學效果，只關注學業(yè)成績。以實驗錄像或枯燥講解代替學生實驗，演示實驗成了化學課堂的“調味劑”，教師是被動的“表演者”，學生是無奈的“看客”，這種現象普遍存在?；瘜W實驗則成為“公開課”的表演形式，“探究”流于形式、口號，未落到實處。

在傳統(tǒng)教學中一般是將學生實驗安排在新課內容授完之后進行，基本上是驗證性實驗。學生在實驗時，已經知道了實驗結果，實驗興趣不濃，也不去思考，更談不上探究，只是驗證一下實驗結果是否和老師講的一致。而邊講邊實驗的教學方式雖然加強了學生的體驗與探究，但實驗室安排以及教學秩序的維持使其在實際操作中有很大局限性。由于課堂教學時間有限，學生們探究實驗的時間、空間有限，來不及對實驗的現象和過程進行深入的思考，這樣的課程教學缺乏開放性、發(fā)散性，更缺乏學生個性化的需求，削弱了體驗探究的價值，沒有充分體現探究的本質。

三、以實驗探究為先導的教學模式的實踐

1.課前實驗，將探究機會和思考空間留給學生

針對新課程設計要求和教學實際情況，為保證學生在實驗中有充分的探究機會和思考空間，主動實踐、思考、發(fā)現。我們探索改變化學實驗的安排體系，主要采取了兩條措施：(1)把課本中的演示實驗和探究實驗盡可能地安排為學生的分組實驗；(2)所有的實驗盡可能在新授課之前完成。

案例一：探究海帶中含有碘元素

該實驗的主要步驟有：①將海帶燒成灰；②將海帶灰浸入水中，充分攪拌，加熱煮沸五分鐘，冷卻后過濾；③往濾液中加入四氯化碳，振蕩萃取，觀察四氯化碳層的顏色變化。該實驗所需的時間較長，如果以邊講邊實驗的方式進行探究式教學，不可能在一個課時內完成教學任務。在南京市教研室組織的示范課上，開課老師為節(jié)約時間，由幾個學生在課前進行了海帶灰的制備，課堂上只要求學生完成其余步驟，從而提高了課堂效率。

我們認為，表面看海帶的灼燒不是檢驗海帶中含有碘元素的關鍵步驟，實際上它是檢驗實驗的第一步，只有讓全體學生參與這一步的實驗，才是一個完整的探究實驗。第一步的操作雖然費時較長，但也給學生留下了充分的探究時間和空間。為充分發(fā)揮這個探究實驗的功效，我們讓學生在課前預習實驗步驟，并要求學生思考各種檢驗碘的方法。讓學生在未知結果的情況下進行新知識探究實驗。分組實驗時，學生在制海帶灰時花了不少時間，費了不少勁，當他們用自己想出的方法檢驗出碘時異常興奮，實驗后的成就感十分強烈。實驗中學生的細致觀察同時也引發(fā)了他們的問題意識：“海帶為什么不能用水洗，而用酒精潤洗？”、“海帶灼燒中產生的白煙是什么成分？白煙對人有害嗎？海帶灼燒后產生的灰的成分是什么？”等。碘的檢驗中氧化劑的選擇、酸的作用與選擇等問題更是引起了很多學生的興趣。

該實驗由于給學生充分的探究機會和思考空間，較好地激發(fā)了學生的求知欲望、好奇心和問題意識。

案例二：探討原電池的構成條件

我們在課前做個簡單的鋪墊，把Cu-Zn-H2SO4原電池和水果音樂賀卡演示給學生看。讓學生經過預習后到實驗室進行一節(jié)課的探究實驗，實驗室里準備了多種實驗用品：稀硫酸、氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液等，電極材料有碳棒、各種金屬，學生還自帶了各種水果。實驗過程自主、開放，讓學生充分發(fā)揮自已的想象力進行實驗設計和驗證。學生們經過充分的實驗和觀察，自己總結出了很多重要的結論。如：影響構成電池的電流強度的因素有：金屬活動性的差異、電極間距離、電極插入的深淺、不同的水果汁(電解質)等；還有學生發(fā)現了異?，F象：將電極插入乙醇中也測出了導電性？兩個鎂條為電極時也測出了電流？參加過競賽輔導的學生還自制了鹽橋，引起了其他學生的興趣。

實踐證明，將探究實驗安排在新課之前，學生由被動學習變?yōu)橹鲃犹骄?，激發(fā)了學生的求知欲望和好奇心，他們向老師提問勤了，同學間的討論熱烈了，學習化學的興趣變濃了?；瘜W實驗只有在學生自己動手操作下才能發(fā)揮其更大的作用，只有在不知道其結果的情況下，才能充分激發(fā)學生的探究意識和思維活動。通過改變實驗安排體系，將實驗安排在新課之前，會給學生留有充分的探究機會和思考空間。

2.改變實驗報告的書寫形式，體現學生的自主學習

學生做中和熱測定的實驗，我們讓學生在白紙上寫實驗報告，結果全班能夠合格的不到五分之一，表現在實驗報告的基本格式不清楚、對實驗原理分析不到位、對定量實驗中十分關鍵的實驗數據的記錄和數據處理以及誤差分析沒有明確的意識，有的不進行數據計算，有的不知道怎么進行誤差分析，更不清楚如何進行實驗總結。這件事給我們觸動很大，實驗報告是科學研究的重要組成部分，掌握書寫實驗報告的基本方法是必備的素質，如果高中生連實驗報告都寫不好，科學素養(yǎng)的培養(yǎng)就存在很大的問題。反思寫不好實驗報告的根源：首先是學生對實驗不重視，缺乏對實驗的思考，必然會造成對實驗方方面面的理解不到位，實驗報告也就寫不好；其次以往學生都是用實驗冊填寫實驗報告，一般是機械的填空，不需要多想應該寫些什么，改成用白紙寫，當然會造成束手無策，不知如何下筆，是訓練不到位。

受到這件事的啟示，我們對化學實驗報告的書寫進行了改革。讓學生統(tǒng)一用16K白紙獨立設計實驗報告。對每次實驗報告怎么寫，老師除了交待一下基本的要素和要求外，報告的格式、實驗記錄、實驗分析，由學生自主發(fā)揮。

開始時，多數學生的實驗報告問題很多，我們就及時評講，展示寫得好的實驗報告，引導學生注意實驗報告的格式化、規(guī)范化和科學性。經過一段時間的實踐，學生們基本掌握了實驗報告的書寫方法，寫出來的報告也各有特點，有的詳細，有的簡潔，有的注重格式，有的注重內容，有的著重談感受，有的著重寫結論。如有學生在做了鋁加熱的實驗后寫道：“我知道了原來氧化膜是這么一回事”。還有學生這樣寫：“今天的實驗由于我們很好的配合，做的既快又好，十分成功”。字里行間流露出實驗中的真情實感。又如：有關鈉的實驗問題，學生們問道：鈉燃燒生成過氧化鈉，是不是說明過氧化鈉比氧化鈉穩(wěn)定？鈉燃燒后的產物中為什么有黑色物質？鈉和硫酸銅溶液反應為什么比與水反應劇烈？鈉的熔點是多少？他們的提問中，把熔點與熔化現象聯(lián)系了起來，說明他們對鈉的有關實驗在進行深層的思考。

改變實驗報告的書寫方式，不僅僅是一種形式的變化，它的本質是強調了學生的自主學習、給學生自主研究創(chuàng)造了機會。學生在完成實驗報告的過程中，對實驗的理解能力，書面表達能力等都有了較大的提高，也發(fā)展了學生學習的自主性和個性，學生通過實驗報告向老師和同學表達自己對實驗問題的理解和看法，提出自己的獨到見解，這種變化是格式化的實驗報告無法達到的。

3.開設實驗研討課，集中解決學生提出的問題

從學生需求來看，通過預習、作預習實驗報告、實驗、作實驗報告和提出反思，學生對整個知識框架已經有了一定程度的理解，并對有疑問的地方提出了自己的反思。但教學僅僅停留在這個層面上是不夠的，必須在此基礎上進一步的升華，突出對知識的理解和應用。所以從教學安排上，首先點評學生實驗報告，與學生一起回顧實驗內容，讓學生簡述實驗中得出的基本結論，同時整理知識要點。然后重點通過對學生實驗反思的討論，配合教師補充實驗，在解釋中突出對所得結論的運用，培養(yǎng)學生多角度分析問題的能力。

案例三：乙酸乙酯制備的實驗問題研討課

(1)需要教師重點講解的問題。如：乙酸與乙醇反應的原理、濃硫酸的作用、飽和碳酸鈉溶液的作用、試劑的添加順序和用量？為什么要緩慢加熱？如何做好這個操作？

(2)對實驗的反?，F象進行重點分析、討論。如：為什么加熱的試管中顏色加深？變棕黃色？變黑？為什么幾乎聞不到香味？

(3)進行進一步的實驗探究。如：此反應是可逆的，該裝置原料利用率又不高，如何改進裝置提高產率？這個反應的適宜溫度是多少？

(4)指導學生通過課外閱讀、自學、查找資料解決問題。生成的果香味的酯與水果產生香味的物質有關嗎？工業(yè)上是怎樣制取乙酸乙酯的？酯有什么用途嗎？

(5)個性化的問題個別指導。這也成為老師與學生交流的契機。

學習中的問題如果學生能思考在課前，老師的講解必然能發(fā)揮最大的效益。在新授課前作探究實驗會引發(fā)學生很多的思考，他們提出的許多問題正是教師要在新授課中講的問題。所不同的是，學生聽老師講解己提出的問題時，其興趣和專注力遠遠大于由老師對學生提出相同的問題。教師在對學生提出的問題進行分類歸納中，對學生想知道什么，對那些問題的理解比較困難等更加明確，教學時也自然會站在學生的角度上，把教學要求和解決學生的需求結合起來，從而幫助學生構建知識體系。由此教和學的面貌都發(fā)生了變化，不僅課堂效率提高了，課后反饋的效果也很好。這也給老師提出了更高的要求，雖然有些問題課堂上不一定講，但作為老師有必要弄清楚。有的問題如果不翻大學教材，上網搜索資料，很難解釋清楚，查閱資料時還會發(fā)現自己對某些問題的認識上有偏差。有的學生在老師上課講某個問題時會突發(fā)奇想，立即發(fā)問，這就激勵老師不斷的學習，不斷擴大知識面。因此，探究實驗教學方式的改變，獲益的不僅是學生，教師也從中提高了自己的業(yè)務能力。

四、實施以實驗為先導的教學模式的一些體會

1.課前實驗給了學生充分的體驗、探究、思考空間，學生實驗報告的記錄和反思中充分反映了這一點。教學形式新穎，將學生所做實驗以圖片形式展示討論，能吸引學生回味實驗情境，積極參與課堂討論。從實驗引導到課堂討論，充分體現了老師與同學之間的互動，營造了更廣闊的思維空間。

2.在實驗的基礎上，課堂上通過對實驗的反思，引導學生對于自己先前所做的實驗進行總結，水到渠成、順理成章，在總結的基礎上通過進一步探究，潛移默化中讓學生感悟了如何控制變量、如何抓住主要矛盾等科學思想方法。在宏觀討論的基礎上，進一步從微觀的角度分析實驗中的本質原因，使知識點由感性認識上升到理論層次，有效的提高了學生的思維能力。

3.教學中不回避學生提出的難點、疑點，而是將問題深刻分析，得當拓展。在此過程中教師的課堂駕馭能力和嚴謹求實的教風得到較大的提升。

五、新課標下實施以實驗為先導的教學模式的作用及創(chuàng)新價值

1.創(chuàng)設情境，讓學生感受、理解知識產生和發(fā)展的過程

在教學中教師根據教學內容、教學目標和學生的實際情況，設置探究性的問題，由此開展實驗探究活動。設置的問題有針對性，并有一定的難度，而且是通過學生的努力可以解決。

2.充分調動了學生實驗探究的積極性

在教學中教師為學生的實驗提供一些必要的資源，讓他們通過動腦、動口、動手等實踐活動解決問題、獲得知識，更深刻地體驗到學習、探究、創(chuàng)造的樂趣，提高他們的主體意識、創(chuàng)新精神和實踐能力。

3.營造了民主、寬松的學習氛圍

在探究過程中，學生充分表達了自己的觀點、展示自己的方案，提出問題、相互討論。教師對學生在探究過程中出現的失敗(如實驗方案的缺陷、操作上的失誤、結論的片面等)，首先肯定其正確的部分和積極探究的過程，啟發(fā)引導學生深入思考、相互交流、尋找不足或分析問題產生的原因，再進行探究，進而取得成功。

1008-0546（2011）01-0005-03

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.01.003