巧妙設(shè)計實驗 培養(yǎng)探究能力

陳莉

新課程突出強調(diào)創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，而學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)需要通過學(xué)生具體的探究活動來實現(xiàn).實驗探究是化學(xué)教學(xué)中最常見、最主要的探究活動，巧妙設(shè)計實驗過程，對培養(yǎng)、提高學(xué)生探究能力會產(chǎn)生很大的作用.以下就談?wù)劚救嗽诨瘜W(xué)實驗教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)能力的一些做法.

一、培養(yǎng)學(xué)生提出實驗問題的能力

提出一個問題往往比解決一個問題更重要，提出新的問題，從新的角度去看舊的問題，需要有創(chuàng)造性的想象力.在化學(xué)新課程中，“提出問題”作為科學(xué)探究能力的重要環(huán)節(jié)受到高度重視.而在化學(xué)實驗教學(xué)過程中，可以從這幾方面激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，從而提出化學(xué)實驗的問題.

（1）創(chuàng)設(shè)使學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的情景，促使學(xué)生對已有的知識與未知知識產(chǎn)生激烈沖突，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題的欲望，提出有價值的探究問題.

（2）鼓勵學(xué)生大膽想象、質(zhì)疑，主動發(fā)現(xiàn)和提出問題.

（3）引導(dǎo)學(xué)生對所發(fā)現(xiàn)的問題加以表述，正確的給予充分肯定和鼓勵，不恰當(dāng)?shù)慕o予及時糾正.

案例1：下列化學(xué)實驗問題是否有探究價值？

問題1：鐵會生銹嗎？

問題2：鐵在什么情況下生銹更快？

問題3：鐵為什么會生銹？

案例分析：

對問題1，由于學(xué)生已有這方面的生活經(jīng)驗，因而對學(xué)生來說，這一問題過易，不具有探究價值.

對問題2，雖然學(xué)生有鐵會生銹的生活認(rèn)識，但是對于“鐵在什么情況下生銹更快”沒有更為完整的了解，通過實驗學(xué)生能夠解決這一問題.因此這一問題對學(xué)生有探究價值.

對問題3，這一問題屬于擴(kuò)展性化學(xué)實驗問題.難度較高，對于學(xué)生來說，不具有探究價值.

案例2：酒精能燃燒，學(xué)生是有生活經(jīng)驗的，但其燃燒的產(chǎn)物是什么學(xué)生是不知道的.以學(xué)生熟悉的生活經(jīng)驗來創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，對于學(xué)生探究能力的提高是很有意義的.在此基礎(chǔ)上又可引導(dǎo)學(xué)生提出酒精燃燒是否會給環(huán)境帶來影響等新問題，擴(kuò)展了學(xué)生的知識視野，使學(xué)生體會科學(xué)方法對于化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性.

二、培養(yǎng)學(xué)生的假設(shè)能力

所謂假設(shè)，是指以一定的實驗事實為證據(jù)，運用已有的知識、理論，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，對所要解決的問題提出的一種初步設(shè)想.當(dāng)所要探究的問題確定以后，引導(dǎo)學(xué)生回憶與所要解決的問題有關(guān)的經(jīng)驗和知識，對解決問題的思路或切入點等進(jìn)行綜合思考，并提出一些初步的設(shè)想，這些初步的設(shè)想就是假設(shè).在教學(xué)的過程中，通過具體的實驗探究活動，使學(xué)生認(rèn)識假設(shè)的重要性，體會到假設(shè)是化學(xué)實驗學(xué)習(xí)的一種方式；通過創(chuàng)設(shè)生動活潑的實驗教學(xué)情景，激發(fā)學(xué)生的想象力，引導(dǎo)學(xué)生主動、大膽地對所探究的問題進(jìn)行猜想與假設(shè).

案例3濃硫酸與碳反應(yīng)的產(chǎn)物會是什么？已知的理論知識有濃硫酸強氧化性且一般被還原成二氧化硫.

假設(shè)：反應(yīng)生成SO2、CO2、H2O.

驗證：將生成的氣體依次通過無水硫酸銅、品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、澄清石灰水，設(shè)計方案并驗證.

三、培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力

所謂實驗設(shè)計是指學(xué)生在實施實驗之前，根據(jù)一定的實驗?zāi)康暮鸵螅瑢嶒灥难b置、步驟和操作方法所進(jìn)行的一種規(guī)劃.在設(shè)計探究性實驗時，要注意以下幾條原則：

（1）科學(xué)性的原則，所設(shè)計的實驗要合理，不能憑空捏造.

（2）對照性的原則，要設(shè)計一個對照實驗，有正反兩個方面的實驗.

（3）等量性的原則，所設(shè)計平行實驗中的試劑取量應(yīng)相等.

（4）單因子的變量原則，對某個實驗的影響因素會有很多，實驗中只能有一個因素是變量，其余幾個是相同.

案例4鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的原理是什么？針對此問題，有兩種不同的看法，甲同學(xué)認(rèn)為鈉會置換出銅，乙同學(xué)認(rèn)為鈉會先與水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng).分析：如果是置換反應(yīng)，將鈉放入硫酸銅溶液中會看到有紅色物質(zhì)析出，若是乙同學(xué)認(rèn)為的則會看到鈉與水反應(yīng)時所見的現(xiàn)象及最終有藍(lán)色沉淀生成.

實驗設(shè)計：取一小塊吸干煤油的鈉粒放入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象.

案例5鐵放入濃硫酸中幾乎看不到現(xiàn)象，對上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋：甲同學(xué)認(rèn)為沒有反應(yīng)，乙同學(xué)認(rèn)為發(fā)生鈍化.

分析若不反應(yīng)，鐵釘表面仍是鐵，若鈍化鐵釘表面應(yīng)有一層致密的氧化膜.

實驗設(shè)計：將插入濃硫酸的鐵釘取出，洗凈后插入硫酸銅溶液中，若表面無現(xiàn)象則說明鐵遇濃硫酸發(fā)生鈍化，若表面有紅色物質(zhì)析出，則說明鐵與濃硫酸沒反應(yīng).

案例6向加有酚酞的水中加入過氧化鈉，溶液先變紅后褪色.對于上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋：一種觀點認(rèn)為氫氧化鈉濃度過大，使酚酞不變色，另一種觀點認(rèn)為是過量的過氧化鈉與水反應(yīng)生成的過氧化氫具有強氧化性使其漂白.

分析若是因為氫氧化鈉濃度過大，則稀釋會出現(xiàn)紅色，若是因其強氧化性使其漂白即使加入水也不會變紅.

實驗設(shè)計：在上述溶液中加入足量的水，看顏色是否變化.

培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力的教學(xué)策略：

1.盡可能為學(xué)生提供進(jìn)行實驗設(shè)計的機(jī)會.化學(xué)實驗設(shè)計能力，是實驗探究能力的重要組成部分，進(jìn)行化學(xué)實驗設(shè)計的過程，也就是提升學(xué)生實驗探究能力的過程.為此，教師在化學(xué)實驗教學(xué)中，要盡可能多的為學(xué)生創(chuàng)造實驗設(shè)計的機(jī)會，使學(xué)生在此過程中，體會實驗設(shè)計的重要性、認(rèn)識實驗設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則，初步掌握化學(xué)實驗設(shè)計的基本方法.

2.增強提升學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計能力的計劃性.增強發(fā)展學(xué)生化學(xué)實驗設(shè)計能力的計劃性是發(fā)展學(xué)生的化學(xué)實驗設(shè)計能力很重要的一個方面.教師應(yīng)根據(jù)化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容的特點、學(xué)生知識與技能的基礎(chǔ)和能力發(fā)展水平，有目的、分階段的制定化學(xué)實驗設(shè)計能力的計劃.

3.鼓勵學(xué)生對化學(xué)實驗設(shè)計方案進(jìn)行交流、論證、反思與評價.化學(xué)實驗方案的設(shè)計通常通過小組討論的形式來制定，也離不開教師的指導(dǎo).因此，教師在化學(xué)實驗教學(xué)中，要鼓勵學(xué)生積極參與化學(xué)實驗方案的設(shè)計活動，大膽地提出自己的設(shè)想，并主動與組內(nèi)的同學(xué)，與老師進(jìn)行交流和討論，在交流和討論的基礎(chǔ)上形成組內(nèi)共識，并與其他小組溝通.同樣一個化學(xué)實驗問題，可以設(shè)計出多種解決方案.在交流和討論的過程中，教師要鼓勵學(xué)生運用多種證據(jù)對自己的實驗方案進(jìn)行論證，引導(dǎo)學(xué)生傾聽別人的設(shè)計方案和別人對自己的實驗設(shè)計方案的評價意見，通過反思和自評，發(fā)現(xiàn)自己與他人的長處以及存在的問題，提出進(jìn)一步完善和改進(jìn)的具體方法.endprint