運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

范雅玲

培根曾指出：沒有實(shí)驗(yàn)，任何新的東西都不能深知。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科不斷發(fā)展的生命源泉，也是化學(xué)科學(xué)賴以生存的基本土壤，更是化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵衡量標(biāo)準(zhǔn)。有效運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，開發(fā)學(xué)生的潛能，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性等方面均具有非常重要的作用。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，是以實(shí)驗(yàn)選題作為整個(gè)教學(xué)中心，緊緊圍繞著實(shí)驗(yàn)過程，綜合采用觀察、分析以及比較、概括等多種手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置等多個(gè)方面的全方位、多層次剖析。在此基礎(chǔ)上探究出某些化學(xué)規(guī)律，尋找出客觀事實(shí)的某些實(shí)驗(yàn)屬性，從而達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)散學(xué)生創(chuàng)新思維，訓(xùn)練和增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的教學(xué)目的。在中學(xué)《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：中學(xué)教師在化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)努力創(chuàng)造條件，給予學(xué)生更多主動(dòng)體驗(yàn)探究過程的機(jī)會(huì)，在不斷的思考、探究和知識(shí)形成、應(yīng)用中提高化學(xué)素養(yǎng)，獲得科學(xué)的方法，在潛移默化中養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)、科學(xué)學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

下面，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)中學(xué)化學(xué)怎樣通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科學(xué)探究能力并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中的一些做法，談幾點(diǎn)體會(huì)。

一、增加趣味實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，蘊(yùn)含著大量的奇幻現(xiàn)象，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而激發(fā)對(duì)化學(xué)的濃厚學(xué)習(xí)，并激發(fā)他們的探究欲望。因而教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)借助實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)起學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最現(xiàn)實(shí)也是最活潑的學(xué)生心理成分，為學(xué)生開啟通往化學(xué)探索的大門。例如，在中學(xué)的第一節(jié)化學(xué)課時(shí)，筆者特地設(shè)置了“魔棒點(diǎn)燈”、“燒不壞的手絹”以及“鐵樹開花”這些非常符合中學(xué)生心理的有趣“魔術(shù)”。當(dāng)演示完畢后，學(xué)生就會(huì)急切想知道，這些現(xiàn)象是怎么發(fā)生的，為什么會(huì)出現(xiàn)這類奇怪的現(xiàn)象，自己能否操作？因而學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性就很容易調(diào)動(dòng)起來。又如，在進(jìn)行第七單元中的“燃燒與滅火”教學(xué)時(shí)，對(duì)于課本中的隔絕空氣可以滅火這一現(xiàn)象都能夠理解，但是當(dāng)講到把溫度降低到可燃物著火點(diǎn)以下也能夠起到滅火的作用時(shí)，由于缺乏類似的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生持懷疑態(tài)度。教學(xué)中，筆者為了讓學(xué)生真正理解滅火原理，就設(shè)置了一個(gè)降低溫度滅火的實(shí)驗(yàn)。具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟為：向一個(gè)250mL的燒杯中加入大約150mL的水，接著再加入一些NH4NO3，完成之后進(jìn)行不斷攪拌，主要目的在于使水的溫度急劇降低；取出適量的豆油倒入到事先準(zhǔn)備好的小鐵盒中，然后點(diǎn)燃；取出坩堝鉗將含有豆油的小鐵盒放置到燒杯冰冷的水面上，這時(shí)提醒學(xué)生注意觀察，就能夠直觀地觀察到在溫度降低的作用下，火焰立即被熄滅。實(shí)驗(yàn)過程中，為了確保學(xué)生觀察的全面性，筆者又將小鐵盒拿出來，并且重新點(diǎn)燃，此時(shí)可以觀察到殘留在鐵盒中的豆油在空氣中也能夠燃燒。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到此，學(xué)生已經(jīng)不再懷疑降低溫度可以滅火，與此同時(shí)也能夠加深對(duì)滅火原理的理解。所以，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)樹立先進(jìn)的教學(xué)理念，努力將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成一些具有探索性、研究性以及設(shè)計(jì)性的有趣的“魔術(shù)”實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的主動(dòng)性。

二、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力

眾所周知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于化學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新教育起著重要的作用，有利于學(xué)生掌握知識(shí)、形成能力。同時(shí)，它還在很大程度上調(diào)動(dòng)起了中學(xué)生的感觀協(xié)同活動(dòng)，對(duì)于培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的探究精神具有重要意義。通過探究能夠?qū)W(xué)生從“要我學(xué)”的被動(dòng)學(xué)習(xí)態(tài)度，轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”的主動(dòng)求知，對(duì)于化學(xué)教學(xué)來說，這是質(zhì)的突破與飛躍。在新教材中可以看到大量的具有開放性的活動(dòng)與探究實(shí)驗(yàn)，其中蘊(yùn)含著發(fā)現(xiàn)問題、提出問題以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論證等多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教學(xué)中以探究活動(dòng)的形式不斷深入，不僅能夠滿足課堂教學(xué)的一般要求，還能夠兼顧學(xué)生之間存在的差異性，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度。教師必須意識(shí)到，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，只有學(xué)生積極主動(dòng)地參與，才能夠確保教學(xué)質(zhì)量的提升。具體教學(xué)中，可以從以下幾個(gè)方面著手：

首先，應(yīng)當(dāng)科學(xué)安排教材中的實(shí)驗(yàn)。在教材（人教版）中有很多的“活動(dòng)與探究”項(xiàng)目，但并沒有嚴(yán)格的劃分成“演示實(shí)驗(yàn)”、“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”或者“課堂實(shí)驗(yàn)”等，即使對(duì)于實(shí)驗(yàn)基本技能，教材也沒有具體的指派。所以就在客觀上為學(xué)生和老師留下了可以發(fā)揮的空間。教師在教學(xué)的過程中，綜合考慮學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合大綱要求，可以把其中的一些實(shí)驗(yàn)安排成獨(dú)立實(shí)驗(yàn)或合作實(shí)驗(yàn)。舉例來說，對(duì)于點(diǎn)燃石蠟實(shí)驗(yàn)、鐵生銹實(shí)驗(yàn)、自制酸堿指示劑實(shí)驗(yàn)以及制作葉脈書簽實(shí)驗(yàn)、葡萄糖的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、幾種纖維的鑒別實(shí)驗(yàn)等，其中有的可以安排學(xué)生在家里完成，有的也可以安排學(xué)生在學(xué)校完成，培養(yǎng)起學(xué)生處處是化學(xué)的學(xué)習(xí)意識(shí)，調(diào)動(dòng)起學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中關(guān)注化學(xué)現(xiàn)象、做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，從而在這種不斷的觀察和實(shí)踐中提高探究能力。

其次，自主實(shí)驗(yàn)主要突出了師生之間以及生生之間的密切合作。對(duì)于師生合作，教師在其中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，適時(shí)的引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并且解決問題。尤其要注重引導(dǎo)學(xué)生從新角度看舊問題、用新思路思考新問題，這一過程中，教師應(yīng)當(dāng)盡力營造一種寬松愉快的氛圍，從而有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生質(zhì)疑的主動(dòng)性。舉例來說，在實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)尾氣的處理方法學(xué)生就有多種不同的方法——收集法和點(diǎn)燃法，從而防止一氧化碳擴(kuò)散到空氣中污染空氣。這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谳^大程度上增強(qiáng)學(xué)生提出問題、分析問題以及解決問題的能力，在不斷的思考中也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識(shí)。對(duì)于自主實(shí)驗(yàn)來說，教師應(yīng)當(dāng)努力提倡討論問題的風(fēng)尚，為了擴(kuò)大試驗(yàn)討論的范圍，除了在師生之間進(jìn)行外，更應(yīng)當(dāng)積極推行到學(xué)生之間廣泛展開，充分表現(xiàn)出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體性，除了能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生的主動(dòng)性和合作性外，也有利于學(xué)生創(chuàng)造性的培養(yǎng)。討論過程中，如果學(xué)生遇到問題，教師不必急于給出正確答案，應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生先自我求解，在此基礎(chǔ)上組織學(xué)生根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)行討論或者辯論，只有這樣才能夠調(diào)動(dòng)每位學(xué)生的積極性，達(dá)到取長補(bǔ)短、共同提高的目的。

三、借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，可以借助多媒體，直觀的展示實(shí)驗(yàn)操作步驟。同時(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，部分實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的具體步驟以及操作規(guī)程都要求較高，因而教師在實(shí)驗(yàn)前可以借助多媒體來播放相應(yīng)的動(dòng)畫、圖片或者視頻，然后讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)范操作，從而提高實(shí)驗(yàn)的安全性。部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，必須通過一些對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象才能夠得出結(jié)論，但是因?yàn)檫@些現(xiàn)象之間彼此差別不大，舉例來說，在金屬與稀鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，一些金屬如鎂、鋅、鐵以及銅的活動(dòng)性強(qiáng)弱較難判別。教師就可以用實(shí)物投影來進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)用語言引導(dǎo)觀察，既簡單明了又印象深刻。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打破了傳統(tǒng)教學(xué)中呆板而又單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，能夠讓學(xué)生的形象思維以及抽象思維獲得同步的提升，從而能夠大幅度增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

四、增設(shè)課外實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)自主研究能力

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，采用課外小實(shí)驗(yàn)的形式，除了能夠拓展學(xué)生知識(shí)面，還能夠增強(qiáng)學(xué)生自我動(dòng)手的探究能力。對(duì)于學(xué)生在日常生活和學(xué)習(xí)中遇到的一些問題，尤其是探究性問題，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生借助學(xué)過的理論知識(shí)進(jìn)行分析和解決。課標(biāo)明確提出，教師應(yīng)采取多種形式，盡可能“增加學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)”。例如利用生活中大量存在的一些廢舊物品獨(dú)立完成一些小實(shí)驗(yàn)，制作一些小發(fā)明，從中盡情的發(fā)揮和展現(xiàn)自己的聰明才智。也可以結(jié)合全球大力提倡的環(huán)保和能源問題，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，比如借助替代品開發(fā)的實(shí)驗(yàn)——“生石灰與水反應(yīng)放出熱量可以煮雞蛋”的實(shí)驗(yàn)，煮熟一個(gè)雞蛋，需要生石灰的量較大，可以布置學(xué)生以小組為單位收集袋裝食品中的干燥劑和鵪鶉蛋。這樣用一個(gè)250mL燒杯和水就能將鵪鶉蛋煮熟。另外還有“工業(yè)水的凈化”和“酸雨危害的模擬”實(shí)驗(yàn)，通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)利用較少的儀器和易得的試劑來開展實(shí)驗(yàn)探究，使每一個(gè)學(xué)生都有親自動(dòng)手操作和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)，使學(xué)生真切感受到化學(xué)就在我們身邊。

學(xué)無止境，同樣教學(xué)也是無止境的。如何優(yōu)化我們的教學(xué)手段，讓學(xué)生學(xué)得更輕松愉悅、認(rèn)識(shí)更深刻，需要我們教者不斷創(chuàng)新和總結(jié)?？傊?，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)化學(xué)探究的關(guān)鍵工具，中學(xué)教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)樹立先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，結(jié)合大綱要求和學(xué)生實(shí)際情況，精心設(shè)計(jì)出豐富多彩的探究性實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)能力。

（作者單位：江蘇省如皋市白蒲鎮(zhèn)陽光初中）