化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的研究

成際寶 曹曉香 郭玉芳

（江蘇省高郵第一中學(xué) 江蘇 高郵 225600）

新課程標(biāo)準(zhǔn)的核心理念是為了學(xué)生的一切發(fā)展，關(guān)鍵之一在于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力?；瘜W(xué)學(xué)科的特點是化學(xué)實驗，應(yīng)著重通過化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。要在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，首先教師的實驗探究理念與職能要進行轉(zhuǎn)變，其次要促進學(xué)生的探究理念轉(zhuǎn)變，再者要有一套培養(yǎng)學(xué)生探究能力的步驟。筆者及課題組對此經(jīng)過研究多年，闡述如下：

一、教師實驗探究理念與職能的轉(zhuǎn)變

1.從傳授知識轉(zhuǎn)變到方法傳授

實驗探究教學(xué)中，教師的理念應(yīng)從傳授知識轉(zhuǎn)變到傳授方法。知識永遠是學(xué)不完的，只要掌握學(xué)習(xí)方法，學(xué)生才會終身學(xué)習(xí)。如在學(xué)習(xí)二氧化硫性質(zhì)一課時，先引導(dǎo)學(xué)生思考SO2可能與什么物質(zhì)的性質(zhì)相似？讓學(xué)生得出CO2，再引導(dǎo)學(xué)生實驗探究如下問題：

（1）SO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)有那些相同點？

（2）SO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)有哪些不同點？

學(xué)生通過思考、查閱資料、小組討論、提出探究方案、實施實驗探究，最終都能或多或少的得到點兒結(jié)論。教師關(guān)鍵在于要引導(dǎo)學(xué)生分析學(xué)習(xí)二氧化硫時用了什么方法？得出對比法在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。建議大家課后用對比法復(fù)習(xí)氧氣與氯氣性質(zhì)的異同點，加深對比法的應(yīng)用。接著引導(dǎo)大家分析SO2與CO2為什么有這些異同點？歸納到物質(zhì)的類別與價態(tài)上，即歸納到理論高度，再引導(dǎo)大家從物質(zhì)的類別與價態(tài)的角度課后探究兩者還有哪些異同點？最終讓學(xué)生認識到理論對探究的巨大引領(lǐng)作用，最終使學(xué)生充分體驗到學(xué)習(xí)方法的重要性。

2.從擔(dān)心學(xué)生探究出錯轉(zhuǎn)變到擔(dān)心學(xué)生不出錯

實驗探究過程中，教師經(jīng)常擔(dān)心學(xué)生探究出錯，耽誤時間、影響進度。實際上教師大可不必如此，既然是探究，就有可能探究錯，探究錯了大家再討論、再探究，這就是實驗探究的特點，也是科學(xué)進步的過程。在新課程教學(xué)中我們著重關(guān)注的是探究過程，而不是結(jié)論；著重傳授的是方法，而不是知識。如果在探究過程中，學(xué)生都不出錯，反而應(yīng)該是不正常的現(xiàn)象。如上例中，二氧化硫與二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)異同點是很多的，除了重點以外，學(xué)生沒有必要全部掌握，只要學(xué)會對比法和理論法就行。這樣可供探究的時間就多了，教師的教學(xué)重點就凸現(xiàn)了，教學(xué)進度就保障了。

3.從全盤探究轉(zhuǎn)變到重點探究，同時不否定其他問題探究的可能性

實驗探究過程中學(xué)生提出的問題是多種多樣的，由于受課堂時間和學(xué)生水平所限，學(xué)生提出所有問題不可能都去探究，我們只能就重點問題進行探究。對于課堂上難以探究的問題，可以留到課后讓學(xué)生查資料、做實驗自我探究或者師生、生生共同探究，而不應(yīng)該當(dāng)場否定。

例如在《化學(xué)能與電能》的教學(xué)中，首先讓學(xué)生明確電力在當(dāng)今社會的重要性，通過分析火力發(fā)電的原理、利弊和燃燒的氧化還原本質(zhì)及其體系能量的變化，引導(dǎo)學(xué)生提出探究問題：能否設(shè)計一種裝置直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（以鋅與稀硫酸反應(yīng)為例）？怎樣才能實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變？引導(dǎo)學(xué)生對以下系列問題進行探究：

①反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子，哪種物質(zhì)得到電子？

②鋅是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的氫離子的？

③用什么辦法使鋅與氫離子分開，不讓氫離子直接在鋅表面得電子？

④如果用導(dǎo)線將鋅片和銅片連接，再平行插入同一盛有稀硫酸的燒杯中，推測氫離子到哪里得電子？導(dǎo)線中有無電流？如何知道導(dǎo)線中有電流？

通過以上設(shè)計將重點問題系列化、層次化，促使學(xué)生順利實施實驗探究。當(dāng)然學(xué)生在此實驗探究過程中，他們也發(fā)現(xiàn)了其他很多問題，如鋅片上也產(chǎn)生氣泡、時間一長銅片上的溫度也有升高等，由于不是課堂上主要解決的問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生課后探究但千萬不能否定這些問題，這樣既能使探究在課后延續(xù)、發(fā)展，又充分保護和調(diào)動了學(xué)生探究的積極性。

4.教師職能的轉(zhuǎn)變

實驗探究教學(xué)中教師首先明確實驗探究的主體是學(xué)生，應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。教師在課前要充分研究學(xué)情，即學(xué)生的基礎(chǔ)如何、什么問題是獨立探究可以得到的、什么問題是學(xué)生合作探究所能得到的等。提出的問題要讓學(xué)生能夠探究，不至于多數(shù)人不會探究或探究好長時間沒有結(jié)果，或一下子就得到探究答案。因此教師的重要職能之一就是在課前選取高質(zhì)量、有層次的探究問題。探究問題提出后不能急于做答，更不能一提出問題就馬上去啟發(fā)，要給學(xué)生查閱資料和充分思考時間，給學(xué)生一個討論問題的機會，讓他們智力的火花相互碰撞，在碰撞中使思維得以深化。因此教師的重要職能之二就是引導(dǎo)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題、如何思考、學(xué)會采用何種學(xué)習(xí)方法和探究方法，激發(fā)大家的探究興趣與保持探究的熱情。對于學(xué)生提出的各種想法或方案，首先要肯定他們的勇氣，尤其是合理而又有新意的應(yīng)及時予以表揚，對于不足的部分時要引導(dǎo)學(xué)生對其質(zhì)疑、分析評價，協(xié)助學(xué)生完善其方案，然后鼓勵學(xué)生通過所選方法去完成實驗探究，確保學(xué)生實驗探究有一定的成果。

二、學(xué)生實驗探究理念的轉(zhuǎn)變

1.實驗探究一定要到實驗室去進行

提起實驗探究，學(xué)生就往實驗室跑，好象實驗探究一定非要在實驗室完成不可，實際上不一定如此。實驗探究也可以借助于別人的實驗成果來完成自己的探究，而不一定非要每個實驗都要自己完成，因為我們都是站在前人肩膀上的，要完成所有實驗也是不現(xiàn)實的。對于有些實驗探究，我們對要做的實驗進行多角度查閱資料，就可以得出探究結(jié)論。再者將來你畢業(yè)了，想實驗探究個問題，還有哪個實驗室等你來做呢？

2.實驗探究的一定是書本上的實驗

進行實驗探究，學(xué)生往往翻開書本或?qū)嶒炇謨缘哪稠撨M行實驗。其實化學(xué)是一們實踐性學(xué)科，現(xiàn)在的書本實驗來自于社會、生活，如能將很多課本實驗改成生活中的實驗，效果要好得多。如進行硝酸性質(zhì)實驗時，將其改成探究假元寶的主要成分，既學(xué)習(xí)了硝酸的性質(zhì)，又調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.我會實驗探究嗎

很多學(xué)生認為實驗探究很神秘，離我很遙遠。實際上很多東西值得我們應(yīng)該去探究但我們沒有，如形成你家門口河中的污水原因以及如何處理問題等，我們就可以用學(xué)到的知識去探究解決，但你去探究了嗎？

4.實驗探究一定要有教師在場指導(dǎo)

進行實驗探究，學(xué)生首先想到要有教師在場指導(dǎo)才行。等到你畢業(yè)了，還有哪個老師專門來指導(dǎo)你呢？因此當(dāng)你進行實驗探究時，首先評價實驗操作的危險性。如果沒有什么危險，就不一定需要教師在場了，如探究加碘食鹽中是否含有碘元素的實驗；如果有危險，要對防止危險的發(fā)生提出預(yù)案，實在不行的話，再請教師到現(xiàn)場指導(dǎo)與協(xié)助。

三、培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力系列步驟

1.創(chuàng)設(shè)認知沖突，激化探究欲望

只有學(xué)生的認知產(chǎn)生了沖突，才會激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望。通過對伏打電池起源的探究，讓學(xué)生共同探討死去的青蛙腿為何會抽搐？為什么只有在特定條件下蛙腿才能抽搐？死去的青蛙怎么會抽搐呢？

2.引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，培養(yǎng)學(xué)生探究意識

發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更為重要?，F(xiàn)實生活中的有很多問題與化學(xué)有關(guān)，很多情況下用我們學(xué)到的化學(xué)知識就能解決問題，但又有多少人去解決問題呢。如身邊的環(huán)境污染問題，什么是該污染的主要原因等，不是我們的學(xué)生知識水平不夠，而是沒有意識到，即沒有問題探究的意識。因此教師在探究過程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、主動探究問題的意識。如果有較強的問題探究的意識，將來即使離開教師，他也會自己思考問題，也能在社會這個大舞臺中發(fā)現(xiàn)更多的問題去探究。

3.培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能

現(xiàn)實生活中的很多問題與化學(xué)有關(guān)，不是所有同學(xué)都沒有探究意識，為什么大多數(shù)人沒有去探究？原因是多方面的，其中重要的一點就是學(xué)生的實驗基本操作技能差。很多初中、高中學(xué)校的化學(xué)實驗開放率較低，導(dǎo)致很多學(xué)生基本實驗操作很不規(guī)范、基本技能較差。學(xué)生在實驗探究過程中，教師總是擔(dān)心安全問題，如加熱試管時，他不會將試管口對準(zhǔn)自己，但在不知不覺中會對準(zhǔn)其他同學(xué)和教師；再如在氯氣的性質(zhì)實驗中，學(xué)生將氯氣的性質(zhì)實驗裝置裝了半天，才裝好，而且還漏氣，漏了氣，還不知道如何去檢查。因此教師要經(jīng)常以身示范、經(jīng)常用視頻播放基本操作錄象、經(jīng)常在實驗探究過程中指導(dǎo)其正確的基本操作，在實驗探究中培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范操作和提高其基本技能。只有學(xué)生的操作能力強，才能又快又好地探究解決所發(fā)現(xiàn)的的問題。反之就是實驗探究的意識再好、方法再多、理論水平再高，如果動手能力不行，最終還是解決不了問題。

4.培養(yǎng)學(xué)生實驗儀器替代能力

前面研究到很多學(xué)生看到生活中許多問題與化學(xué)有關(guān)，為什么大部分同學(xué)沒有去探究？還有更重要的就是學(xué)生手中沒有儀器和藥品，他拿什么去進行探究呢？因此我們在日常的實驗探究教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的儀器替代能力。學(xué)生最終要走向社會，為了使學(xué)生在將來也能探究他所發(fā)現(xiàn)的問題，因此在平時的實驗結(jié)束后，就要求學(xué)生找出本次實驗中哪些儀器可以用生活中常見用品來替代？如實驗室做實驗時大多是用試管，到了家里沒了試管用什么替代？就可以用感冒膠囊的底版來替代，或?qū)⒀┍袒蚬３绕孔拥牡撞考糸_，有凹槽的部分就可做反應(yīng)器。注射器，氣密性好，活塞上下伸縮性好，不僅取液方便，還可以取用氣體試樣，還可以滿足恒壓、恒溫反應(yīng)的不同需要，它還有比較精確的刻度，可做計量和控制反應(yīng)進程；注射器也可與軟塑料瓶、導(dǎo)管等組合成氣體發(fā)生器。滴眼液的滴瓶就可以用來做膠頭滴管。醫(yī)用帶刻度的藥劑瓶、輸液用的導(dǎo)管經(jīng)消毒后，可以當(dāng)量筒、導(dǎo)管使用。生活中的冰激凌的小勺可以做取用固體藥品的藥匙；紗布可以作為濾布；在超市可以買到漏斗、溫度計等許多作為儀器使用的東西。因此平時經(jīng)常要求學(xué)生收集日常生活用品，如塑料瓶、裝藥的小藥瓶、西藥片劑的底版，廢舊電池中的鋅皮、碳棒等，說不定就成為實驗探究的儀器和用品。

5.培養(yǎng)學(xué)生藥品的替代能力

對于實驗探究所需要的藥品，可以到正規(guī)藥店、化工試劑店去購買，也可以去學(xué)校實驗室、科研機構(gòu)實驗室去借或代買。至于家庭實驗，不太精密的話，就可以用一些藥品去替代，如淀粉就可以自己制作也可以買；酸就可以用白醋酸代替；強堿如沒有燒堿，看看能不能用石灰水來替代等；還可以用一些藥的主要成分來進行實驗，如市場出售的純堿中含有比較純的碳酸鈉等。要求學(xué)生注意某些含化學(xué)物質(zhì)比較純的藥，注意化工試劑店、藥店中賣哪些試劑，這樣實驗探究需要時就能找到自己需要的藥品。

6.將驗證性實驗改成探究性實驗

書本上的實驗大多是驗證性實驗，我們可以用它來培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作規(guī)范與動手能力。同時我們應(yīng)該對課本實驗進行改裝，將驗證性實驗改成探究性實驗。如講氫氧化鋁的性質(zhì)實驗時，不如改成探究藥“斯達舒”中是否含有氫氧化鋁，這樣學(xué)生的積極性、探究性頓時就高漲了起來。這樣既應(yīng)用了所學(xué)的知識來解決了現(xiàn)實的問題，又要讓學(xué)生體驗了學(xué)習(xí)的成就感。

總而言之培養(yǎng)學(xué)生探究能力，教師首先要在課前設(shè)置高質(zhì)量、有層次、有針對性的探究問題，確保學(xué)生獨立和合作探究后能夠探究成功。其次在探究教學(xué)過程中，就探究問題抓大放小。抓大即把握住重點系列問題進行探究，利用知識為載體激發(fā)學(xué)生探究問題的意識與欲望、傳授探究方法、引導(dǎo)學(xué)生如何思考問題、指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作、培養(yǎng)基本操作能力，為學(xué)生的終身探究打下堅實的基礎(chǔ)；放小即使學(xué)生課后利用己建立的實驗箱接著進行探究，使探究得以深入和發(fā)展，從而將探究實驗延伸到家庭，并且可以延伸到未來。最后教師應(yīng)在課后分析學(xué)生本節(jié)課中出現(xiàn)的問題，針對性設(shè)計出下一節(jié)課探究問題，使探究得以升華和發(fā)展。

［本文為江蘇省教育學(xué)會“十一五”科研課題，課題編號1085］