淺談如何通過化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

馬永發(fā)

【摘 要】加強(qiáng)素質(zhì)教育，以化學(xué)基礎(chǔ)知識為載體，在化學(xué)實驗教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。

科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實踐活動，主要指的是學(xué)生從問題或任務(wù)出發(fā)，積極主動的通過形式多樣的探索活動，以獲得知識和技能、發(fā)展能力、培養(yǎng)情體驗為目的的學(xué)習(xí)方式。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實驗；科學(xué)探究

化學(xué)是一門以實驗基礎(chǔ)的自然科學(xué)。化學(xué)試驗不僅是學(xué)生獲取化學(xué)知識、認(rèn)識化學(xué)規(guī)律、形成化學(xué)概念的重要途徑，而且也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的“苗圃”。因此，我們必須立足化學(xué)試驗這個基礎(chǔ)努力構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的“大廈”。

一、夯實化學(xué)實驗科學(xué)探究的基礎(chǔ)

高中化學(xué)“化學(xué)實驗方案的設(shè)計”是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的好教材。因為“化學(xué)實驗方案的設(shè)計具有特別重要的意義，它直接關(guān)系到實驗效率的高低，乃至實驗的失敗，也貫穿于化學(xué)科學(xué)發(fā)展的全過程。要取得成功，前提是知識基礎(chǔ)，其次是方法和能力。學(xué)生已具備的知識基礎(chǔ)是：①基礎(chǔ)概念和原理方面的有：原子結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表、化學(xué)鍵、物質(zhì)的量、晶體的類型與性質(zhì)的關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液、膠體及其應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)、原電池原理及其應(yīng)用、電解原理及其應(yīng)用等。②元素化合物方面的有：族、氮族、堿金屬的通性等。③有機(jī)化合物方面有：不飽和烴、烴的衍生物、糖類和油脂中各種官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和反應(yīng)。④化學(xué)技能方面有：對化學(xué)實驗儀器的認(rèn)識和使用、裝置連接、實驗操作等。

二、主動激發(fā)化學(xué)實驗探究的興趣

俗話說：“興趣是成功最好的老師”，激發(fā)學(xué)生化學(xué)實驗探究的興趣，是科學(xué)探究的力量之源。在教學(xué)過程中，本人改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，運用現(xiàn)代教學(xué)手段進(jìn)行多媒體進(jìn)行，將一些教師演示實驗精心設(shè)計為探究性實驗，并制成多媒體課件。在多功能廳上課時，將幻燈片投影在大屏幕上演示，通過色彩各異的實驗現(xiàn)象和聲、光、圖結(jié)合的動畫效果，創(chuàng)設(shè)真實、生動的實驗情景和強(qiáng)烈的視角效果，使學(xué)生心靈受到啟發(fā)，認(rèn)識得到滿足，激發(fā)了強(qiáng)烈的求知欲，對化學(xué)產(chǎn)生極大的興趣。

三、具體開展化學(xué)實驗探究的方法

要培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗探究能力，光靠課堂教學(xué)是不行的，必須要采取多種方法來實現(xiàn)這一目的。具體作法如下：

一是：改演示實驗為師生共同完成或分組實驗。比如：乙炔的制取和性質(zhì)實驗，我將此實驗有演示實驗改為分組實驗。首先，啟發(fā)學(xué)生怎樣才使反應(yīng)趨于平緩？怎樣才能防止爆炸？讓學(xué)生思考能否改用飽和食鹽水代替水與電石反應(yīng)？若先檢驗乙炔的性質(zhì)，驗純后再點燃，結(jié)果會怎么樣？學(xué)生們通過親手實驗，結(jié)果不僅現(xiàn)象明顯，而且安全可靠，既克服了畏懼心理，又培養(yǎng)了良好的心理素質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，激發(fā)了認(rèn)真思考、創(chuàng)新探索的能力，收到了事半功倍的效果。

二是：改驗證性實驗為探索性實驗。驗證性實驗來論證已學(xué)過的化學(xué)知識的正確性，學(xué)生處于被動接受狀態(tài)。探索性實驗是學(xué)生通過實驗方案的設(shè)計，在實驗基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的分析綜合等思維過程來獲取知識，學(xué)生處于一種主動探索知識的狀態(tài)，對培養(yǎng)學(xué)生探究能力極為有利。比如：對乙二酸化學(xué)性質(zhì)的驗證實驗，在設(shè)計實驗方案前，首先讓學(xué)生預(yù)測乙二酸可能有的化學(xué)性質(zhì)。乙二酸（HOOC—COOH），從結(jié)構(gòu)上看，乙二酸和乙酸都具有相同的官能團(tuán)——羧基，除應(yīng)具有與乙酸相同的性質(zhì)如酸性、酯化外，還具有一些特殊性質(zhì)。教師設(shè)疑：乙二酸受熱能否分解？分解主物是什么？乙二酸能否被高錳酸鉀氧化？乙二酸能否使藍(lán)墨水褪色？再按如下步驟進(jìn)行實驗探索：①用玻璃棒分別蘸乙二酸溶液、乙酸點在pH試紙上，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比；②給試管內(nèi)的乙二酸晶體加熱，將分解產(chǎn)物先通入干燥的、冷的小燒杯中，然后再通入澄清和石灰水中，觀察現(xiàn)象。③向盛有5ml 乙二酸飽和溶液的試管中滴入3滴用硫酸酸化的0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的高錳酸鉀溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象；④在兩支盛有少許藍(lán)墨水的試管中，分別滴入0.5% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的高錳酸鉀溶液、2%的乙二酸溶液，觀察現(xiàn)象。

然后進(jìn)行科學(xué)分析：①乙二酸使pH試紙變紅，其pH值比乙酸pH值??；②干燥的小燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，澄清和石灰水變渾濁；③高錳酸鉀溶液紫色褪去；④藍(lán)墨水褪色。由此得出結(jié)論：乙二酸呈強(qiáng)酸性，酸性比乙酸強(qiáng)。乙二酸受熱分解有CO2、 H2O生成。乙二酸被高錳酸鉀氧化。乙二酸能使藍(lán)墨水褪色。由此說明，結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同，加深了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的理解。

三是：開展研究性學(xué)習(xí)。 這種學(xué)習(xí)方式在培養(yǎng)學(xué)生探索能力、發(fā)揮個性特長、啟迪創(chuàng)造發(fā)明、全面提高素質(zhì)等方面要明顯優(yōu)于接受性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。比如：在學(xué)習(xí)了《堿金屬》后，提出了研究性學(xué)習(xí)課題：①自制焰火實驗，探索焰火反應(yīng)的機(jī)理和條件，為什么會形成五彩繽紛明亮的火焰？②探究性調(diào)查活動。同學(xué)們自愿組成科研小組，在教師的指導(dǎo)下，查資料，搞調(diào)查，互相探討，進(jìn)行試驗，取得了一些可喜的成果。歸納如下：

1.自制焰火

用氯酸鉀、蔗糖和濃硫酸為引火劑；以鎂粉、鋁粉為發(fā)光劑；以木炭、硫磺為發(fā)煙劑；以氯化鈣、硝酸鍶、硝酸鋰、氯化鉀、硫酸銅、氯化鈉等為發(fā)色劑；分別研細(xì)后，以一定的比例混合組成焰火劑。其原理是：濃硫酸使蔗糖脫水而炭化，放出的熱量使氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣，炭燃燒發(fā)火，引燃硫磺、鎂粉、鋁粉燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，在產(chǎn)生的高溫下，各種金屬離子會發(fā)出不同的顏色。鈉——黃色，鋰——紫紅色，鉀——紫色，銅——綠色，鈣——磚紅色，鍶——洋紅色。故放焰火時，會看到五顏六色、美麗壯觀的景象。

2.探究性調(diào)查活動

（1）高二級班學(xué)生從榆中北山家鄉(xiāng)取來井水水樣，經(jīng)過分析化驗，得出家鄉(xiāng)的水質(zhì)不好，硬度大，Ca2+、Mg2+含量多，不適宜人畜飲用。寫出改用天然自流窖水的分析報告。

（2）高三級學(xué)生采集榆中三角城造紙廠排放的污水，經(jīng)過實驗分析，得出pH值大于8，說明污水含堿量高，會污染下游水源及農(nóng)田，提出污水處理的建議報告。

（3）變廢為寶，探索利用廢舊電池回收有用材料的原理及實施方案；利用廢暖水瓶膽回收金屬銀的方法。

四、熱情鼓勵化學(xué)實驗探究的參與

通過上述活動，開拓學(xué)生裝的知識面，開發(fā)學(xué)生智力，激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動學(xué)生積極性，培養(yǎng)學(xué)生探究能力。對這一探究活動的評價，要注重參與，注重過程。有些學(xué)生可能因基礎(chǔ)差，方法不當(dāng)，效果欠佳，也不要對他們求全責(zé)備，不要求完美無缺，應(yīng)給予熱情鼓勵和肯定，希望他們繼續(xù)探索。對做得好的要及時表揚，對有價值的成果，可在學(xué)校“學(xué)習(xí)園地”上展出，對特別優(yōu)秀者可向有關(guān)刊物推薦發(fā)表，以促進(jìn)研究性學(xué)習(xí)活動進(jìn)一步開展。

五、廣泛重視化學(xué)實驗探究的作用

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力的方法和途徑是多種多樣的，在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生探究能力是其他學(xué)科不可代替的。因此，必須在各年級廣泛重視化學(xué)實驗探究的作用，而且要積極利用現(xiàn)代教育手段，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，為科學(xué)探究創(chuàng)設(shè)多種條件和機(jī)會，放手讓他們?nèi)ヌ剿?，去?chuàng)新，尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，既重視對基礎(chǔ)知識的教學(xué)，又重視學(xué)生主體能力的培養(yǎng)，才能進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育，提高教學(xué)質(zhì)量。

總上所述，化學(xué)教育應(yīng)以科學(xué)知識為載體，以促進(jìn)人的發(fā)展為目的，使學(xué)生成為具有良好素質(zhì)、扎實的學(xué)科基礎(chǔ)知識、富有社會責(zé)任心、有創(chuàng)新意識和探索能力的新型發(fā)展人才。以上僅是本人在化學(xué)教學(xué)中的一點嘗試，還有待于在今后的教學(xué)實踐中進(jìn)一步深化和提高。與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，為適應(yīng)和趕上新時期教育的發(fā)展，繼續(xù)作艱苦的努力。