新課改下高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

梁蜀榮

[摘要]化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式，開展探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生創(chuàng)造一種探究學(xué)習(xí)的條件，使他們在主動參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)獲得知識的過程中，培養(yǎng)探究能力。因此，結(jié)合高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探討探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體做法很有必要。

[關(guān)鍵詞]新課程學(xué)習(xí)方式化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究性學(xué)習(xí)

[中圖分類號]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-6058（2015）02-0084

在新課程理念下，高中化學(xué)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為極其重要的內(nèi)容，改變了應(yīng)試教育以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)不再僅是學(xué)生驗(yàn)證化學(xué)知識、訓(xùn)練操作技能的手段，而是作為一種科學(xué)方法，將與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的問題引入實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生在思考中進(jìn)行操作與觀察，在操作與觀察中進(jìn)行思考，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，形成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。[1]而探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要指在教師指導(dǎo)下，學(xué)生以新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者的身份，運(yùn)用已學(xué)過的知識與技能，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲取新知識的一種教學(xué)模式。這種教學(xué)模式對于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，有效落實(shí)化學(xué)課程目標(biāo)，具有不可替代的作用。

我從事高中化學(xué)教學(xué)十多年，親歷了新舊課程改革，經(jīng)過一年的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，深深體會到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性實(shí)踐是非常明顯的：學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了根本改變；學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣得到提高，知識結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化；教師的教學(xué)行為也發(fā)生了變化；改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展；等等。那么在當(dāng)今如火如荼的課改中，我們該如何開展化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)？如何改變過去單純的“教師講，學(xué)生聽”的現(xiàn)象？如何使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得豐富多彩？結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，本文就新課改中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做一些初步的探討。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有生動性，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。但是過分強(qiáng)調(diào)化學(xué)教材中的記憶和規(guī)律，會使化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯得沒有吸引力。所以，化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)教材內(nèi)容的重要組成部分，作為聯(lián)系學(xué)生生活和社會實(shí)際的重要工具，它的效力不容忽視。教師應(yīng)讓學(xué)生感到化學(xué)就在身邊，化學(xué)是有趣的、有用的，我們的生活離不開化學(xué)。在充滿興趣和求知欲的前提下，使學(xué)生理解所學(xué)化學(xué)知識的用途及其應(yīng)用。

因此，通過改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使學(xué)生理解并解決日常生活中經(jīng)常遇到的問題，對于拓展化學(xué)學(xué)習(xí)的功能，提高學(xué)生的能力和素養(yǎng)，具有十分重要的意義。

1.優(yōu)化化學(xué)教材知識

教材中的化學(xué)知識是學(xué)生接觸和學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要來源，這些知識大多都應(yīng)設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性教學(xué)。但教材只是把知識簡單地呈現(xiàn)出來，并沒有把知識的形成過程還原為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，因而我們要對所使用的教材進(jìn)行再次開發(fā)，選擇合適的內(nèi)容進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如在Cl2的教學(xué)中，可以這樣引入新課：教師先介紹某化工廠發(fā)生氯氣泄漏，造成多人傷亡，展示其中一些圖片及視頻，使學(xué)生產(chǎn)生共鳴。接著問：假如我們遇到這樣的情況，應(yīng)如何逃生？要想解決這個(gè)問題，就要了解Cl2的顏色、密度、溶解性等物理性質(zhì)，同時(shí)還要學(xué)習(xí)Cl2與堿反應(yīng)等化學(xué)性質(zhì)。然后通過兩個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)來探究Cl2的危害，教師再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)Cl2的化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生在這樣的探究活動中就能體驗(yàn)到成功的快樂。

2.將演示、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)本身不是講實(shí)驗(yàn)，但大多數(shù)教師在演示過程中不自覺地變成了講實(shí)驗(yàn)。不重視過程的實(shí)驗(yàn)等于把生動有趣的化學(xué)現(xiàn)象變成了預(yù)期的、靜止的“結(jié)論”，何況這個(gè)“結(jié)論”學(xué)生早已從書本上知道，就像平鋪直敘的偵探小說或電影那樣，沒有懸念，激不起學(xué)生的好奇心，更沒有尋找的快樂，感受不到科學(xué)探究的魅力。[2，3]而且結(jié)論與書本所述的或理論所推測的完全一致，教師無須為解釋或探討學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)現(xiàn)的或未曾預(yù)料的化學(xué)現(xiàn)象而進(jìn)行思考，因而使學(xué)生失去了許多了解或理解化學(xué)的機(jī)會。比如，學(xué)習(xí)元素周期律時(shí)，我在平行班中進(jìn)行了對比教學(xué)。實(shí)驗(yàn)班采用探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，先讓學(xué)生親自做鎂、鋁分別與水、鹽酸的反應(yīng)，然后對比反應(yīng)的現(xiàn)象、分析反應(yīng)的產(chǎn)物及其原因。學(xué)生的興趣高漲，很自然地比較出鎂和鋁金屬性的強(qiáng)弱，并總結(jié)出金屬性強(qiáng)弱的判定方法。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象都記憶深刻。對照班則采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，一邊演示實(shí)驗(yàn)一邊講解，但學(xué)生興趣明顯偏弱，過后大多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原理的分析都只能靠死記硬背，很難回想起當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來?？梢?，探究性實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力等方面所具有的作用是其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)所無法比擬的。因此，化學(xué)教師在教學(xué)中要善于將一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，改變做實(shí)驗(yàn)的次序，使學(xué)生擺脫僵化的“照方抓藥”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，激發(fā)他們探究的欲望，并在探究過程中得到全面發(fā)展。

二、改進(jìn)教學(xué)模式和方法

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是學(xué)生必須按照已經(jīng)成型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這樣的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生很難積極主動思考實(shí)驗(yàn)的原理、目的、意義以及優(yōu)缺點(diǎn)。所以，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法，讓學(xué)生從被動接受轉(zhuǎn)向主動參與，是解決問題的關(guān)鍵。

1.利用特殊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的求知欲

我們應(yīng)該倡導(dǎo)自由追問的教學(xué)環(huán)境，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。在探究過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或理論知識并不相符的情況，這往往能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。隨之學(xué)生會積極思考、不斷提問，加以教師的引導(dǎo)、積極討論，然后總結(jié)出完整的知識體系。這種教學(xué)環(huán)境才是主動式學(xué)習(xí)的開端，是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的前提。

例如，教學(xué)Na2O2的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，教師可先設(shè)疑：“眾所周知，水可以滅火，那你是否相信水又能生火呢？”學(xué)生對這種違背生活常理的設(shè)問產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心。緊接著教師做一個(gè)“棉花滴水著火”的實(shí)驗(yàn)：將少量的Na2O2用適量的棉花包住放在石棉網(wǎng)上，在棉花團(tuán)上部滴加幾滴水，棉花團(tuán)劇烈燃燒起來。學(xué)生被這種近似荒唐而又實(shí)實(shí)在在的化學(xué)現(xiàn)象激起強(qiáng)烈的探究欲望。教師引導(dǎo)：Na2O2和H2O反應(yīng)生成了什么？如何來檢驗(yàn)？反應(yīng)中有何能量變化？棉花為什么會著火？這樣一系列的問題激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，學(xué)生展開討論，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證。

2.引導(dǎo)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，知識與技能的遷移并不是機(jī)械地將已知知識和經(jīng)驗(yàn)照搬，而是在面臨新的問題情境時(shí)，學(xué)生能積極主動地學(xué)習(xí)，由已知推未知，勇于探究，強(qiáng)化學(xué)生的思維品質(zhì)。[4]為了發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的效果和探究教學(xué)功能，教師要精心創(chuàng)設(shè)問題情境，有意識地引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度進(jìn)行思考，找出新舊知識之間的共同要素，利用所給的試劑及儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并一起討論方案的可行性，選出最佳方案，并分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

如Al（OH）3的制備，學(xué)習(xí)了Al（OH）3的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制法后，嘗試以Al、稀H2SO4、NaOH或NH3·H2O等為原料，從實(shí)驗(yàn)室的角度來探討Al（OH）3的制備，并從中找出較優(yōu)的實(shí)驗(yàn)方案。教師引導(dǎo)學(xué)生利用所給原料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生設(shè)計(jì)的方案主要有以下三種：

比較上述三種方案，教師引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的可操作性和節(jié)省原料的角度及副產(chǎn)物的回收等方面來考慮，探討了制備Al（OH）3實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣，確定出最佳方案。這樣，由已知方法推未知方法，加深知識的深度，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維過程的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性，從而提高教學(xué)效率。

3.發(fā)揮教師引導(dǎo)作用，積極放手讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)

教學(xué)中，凡是學(xué)生能做的實(shí)驗(yàn)，教師都應(yīng)積極地讓學(xué)生動手去做，充分調(diào)動他們的積極性。讓學(xué)生自己提出問題，進(jìn)行大膽的猜想、假設(shè)，然后為驗(yàn)證自己的猜想和假設(shè)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和討論方案的可行性，選取實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師主要起引導(dǎo)作用，不僅僅為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)儀器，還應(yīng)和學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性，并對實(shí)驗(yàn)方案中涉及安全的較大錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，對學(xué)生合理的建議及新穎的實(shí)驗(yàn)方案給予肯定和支持，盡可能提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案中所需的藥品和儀器并指導(dǎo)使用。學(xué)生通過教師的幫助，查找原因，解決問題，從而提高分析問題、解決問題的能力。[5]實(shí)驗(yàn)完畢，教師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并引導(dǎo)學(xué)生從以下方面進(jìn)行自我評定：①對自己的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行評定；②分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及其原因；③在以后類似的實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行哪些改進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生參與了問題的提出、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、分析論證、評估、交流與合作，不僅學(xué)習(xí)了化學(xué)知識，而且體驗(yàn)了科學(xué)探究的樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。

4.開放實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

化學(xué)新課程要求學(xué)生以實(shí)驗(yàn)室的活動為手段，自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、選擇儀器、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動、總結(jié)規(guī)律、得出結(jié)論，并允許學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)做或復(fù)習(xí)尚未熟練的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。[6]在開齊課本實(shí)驗(yàn)的前提下，開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生有機(jī)會進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生去查閱資料，根據(jù)獲得信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動手操作實(shí)驗(yàn)，觀察、記錄現(xiàn)象，分析原因，歸納總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。因此，教師要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力方面的作用，讓學(xué)生帶著自己的問題運(yùn)用實(shí)驗(yàn)加以解決，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＭ瑫r(shí)，教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和儀器設(shè)備的現(xiàn)狀，因陋就簡，充分利用日常生活中的廉價(jià)材料、器具或廢棄物，制成簡易的實(shí)驗(yàn)儀器，或替代實(shí)驗(yàn)用到的一些化學(xué)藥品，這樣有助于解決實(shí)驗(yàn)儀器、藥品的短缺問題，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的不足，豐富教學(xué)資源，增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)約和環(huán)保意識。例如，用雞蛋殼替代碳酸鈣，用食用堿替代碳酸鈉，用廢棄小藥瓶作反應(yīng)容器，等等。

總之，化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的教學(xué)原則，培養(yǎng)了學(xué)生思維的獨(dú)立性、深刻性、創(chuàng)造性和批判性，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率大大提高。因此，廣大化學(xué)教師在今后教學(xué)中應(yīng)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，進(jìn)行科學(xué)合理的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

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（責(zé)任編輯羅艷）