例談化學實驗探究教學

張尤俊

摘要：化學實驗探究是最重要的科學探究方式，也是學生學習化學知識最主要的學習方法，是培養(yǎng)學生探究意識和提高學生探究能力的主要途徑.本文例談化學實驗探究教學.

關鍵詞：化學實驗探究教學

實驗探究是指，通過實驗進行的一種探究活動，是科學探究的具體表現(xiàn)形式，是化學教學中最常見、最主要的探究活動.如何設計和實踐化學實驗探究課堂，達到培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的教學目的，是一個有價值且富有創(chuàng)造性的探究課題.下面結(jié)合筆者榮獲安徽省高中化學優(yōu)質(zhì)課比賽一等獎、全國高中化學新課程優(yōu)質(zhì)課評比一等獎的兩節(jié)原創(chuàng)課例“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”和“實驗探究：為什么木炭在氧氣中燃燒不產(chǎn)生火焰”淺談一些做法與體會.

一、依托教材和生活實際，精選化學實驗探究

課題

高中化學教材中共設置了實驗必修10個，選修27個及探究實驗（設計實驗）必修6個，選修16個.根據(jù)實驗內(nèi)容和實驗現(xiàn)象，我們可以充分挖掘出它對于生成實驗探究課堂的作用和價值.此外，我們還可以充分聯(lián)系生活實際和學生已有的化學知識儲備對實驗探究課堂進行創(chuàng)造性挖掘.例如，對于鐵絲在氧氣中燃燒能夠產(chǎn)生火星四射的現(xiàn)象，學生已經(jīng)爛熟于胸，然而對于“鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”的問題，學生往往顯得十分突然而無所適從.這個問題的提出，一定能激發(fā)學生獲取新知的渴望.同樣，“木炭在氧氣中燃燒為什么不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”的問題，對于學生和教師來說都具有非常強的吸引力.基于以上思考，筆者選擇確定了“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”和“實驗探究：木炭在氧氣中燃燒為什么不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”作為化學實驗探究課堂的課題.因此，對于教材中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象及生活中遇到的一些化學現(xiàn)象，我們?nèi)绻粢舛鄦枎讉€“為什么”，也許就會閃現(xiàn)出讓我們眼前一亮、別有新意的探究點.

二、貫徹新課程理念，創(chuàng)新化學實驗教學設計

化學課程標準將科學探究的過程概括為提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價和表達與交流等要素.因此，筆者在化學教學中側(cè)重以這些要素為基礎設計探究活動，并實施探究教學.在具體的教學設計中，考慮高中學生的知識儲備、年齡特點和能力水平以及科學探究的要求，筆者創(chuàng)設以學生為主體，以教師為指導的民主、平等、科學、對話、協(xié)商的新課程文化.例如，在“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”的教學設計中，筆者通過設問“哪些常見金屬能夠在氧氣中燃燒”切入金屬燃燒主題，然后設計鐵絲和鎂條分別在氧氣中燃燒的分組實驗，引導學生觀察實驗現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)問題、提出問題“鐵絲和鎂條分別在氧氣中燃燒，同樣是點燃，同樣是與氧氣反應，普通細鐵絲與鎂條的燃燒現(xiàn)象為何會有如此大的差異”，引入本節(jié)課題.在“鐵絲和鎂條在組成上有什么不同”的啟發(fā)下，學生進行交流和合作，自主探究“如何通過實驗來探究鐵絲在氧氣中燃燒發(fā)生火星四射現(xiàn)象與碳的存在有無關系”設計實驗，小組合作完成木炭、鋼絲在氧氣中燃燒實驗，然后討論分析得出結(jié)論.又如，在“實驗探究：木炭在氧氣中燃燒為什么不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”的教學設計中，筆者通過復習、整理物質(zhì)燃燒方面的舊知，讓學生理解燃燒概念，熟悉燃燒現(xiàn)象，分清火焰和火星的區(qū)別，為課題的提出和后面探究作好鋪墊和知識儲備.通過氫氣、鈉、酒精、木炭在氧氣中燃燒的分組實驗，圍繞“有無火焰”引導學生觀察實驗現(xiàn)象，引出課題“為什么木炭在氧氣中燃燒不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”.然后學生提出猜想，設計驗證方案，并進行實驗，最后討論分析得出結(jié)論.當然，這些基本要素是科學探究的范型，但并不意味著每一個探究活動都必須嚴格按照這樣的模式進行，畢竟科學探究的內(nèi)容不同，探究的方法、途徑也各不相同.

三、發(fā)揮輔助教學作用，優(yōu)化化學實驗探究教

學方法

1.發(fā)揮探究實驗報告或?qū)W案的輔助教學作用.在化學實驗探究教學中，為引導學生走在正確的探究軌道上，節(jié)約學生獲取有用信息所需的時間，我們可以根據(jù)課堂教學需要，將課內(nèi)和課外的知識材料整合形成一份具有針對性的有效教學資源——探究實驗報告或?qū)W案.通過報告或?qū)W案獨特的輔助教學作用，幫助我們順利完成課堂教學任務.作為培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度的重要手段，探究實驗報告或?qū)W案一般由實驗小組完成設計.這樣做，既能培養(yǎng)學生搜集、處理信息的能力，又能提高學生分析、解決問題的能力以及對本學科知識內(nèi)容的表達能力.當然，我們也可以根據(jù)教學內(nèi)容的特點及實際需要，靈活設計并創(chuàng)造性地使用探究實驗報告或?qū)W案.例如，在“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”學案中，筆者圍繞教學目標設計了兩個對照實驗（普通細鐵絲和鎂條分別在氧氣中燃燒的實驗步驟、實驗現(xiàn)象及異同點）、一個問題探究（實驗現(xiàn)象異同點的原因）、一份實驗用鐵絲和鎂條的化學組成介紹材料等.又如，在“實驗探究：為什么木炭在氧氣中燃燒不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”學案中，筆者圍繞教學目標設計了一個問題探究（什么是燃燒？燃燒的常見現(xiàn)象有哪些？）、四個分組對照實驗（氫氣、鈉、酒精、木炭在空氣或氧氣中燃燒）、兩個探究實驗（用特制鐵管一端斜伸入燃著的酒精燈和蠟燭的焰心處，用火柴點燃金屬管斜向上的另一端管口）、兩個問題探究（鈉、酒精在空氣中燃燒現(xiàn)象異同及原因）、一份一些可燃物熔沸點的閱讀材料、一個互助探究問題（可燃物沸點與燃燒現(xiàn)象的關系）等內(nèi)容.在化學教學中，筆者設計的學案起到了導引課堂、推進課堂和生成課堂等作用.

2.發(fā)揮多媒體課件輔助教學作用.實驗探究教學，核心是學生探究實驗能否安全順利進行，實驗注意事項的說明強調(diào)是至關重要的，但是在很短的時間內(nèi)能夠讓學生迅速領會是相對難以實現(xiàn)的.如果將實驗操作過程及注意事項用諸如PPT、flash動畫等進行展示，就能達到事半功倍之效.例如，在講“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”和“實驗探究：為什么木炭在氧氣中燃燒不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”時，筆者制作的flash動畫課件，無論從畫面精美度、動畫逼真度和與課堂教學融合度都具有一定的水準，為教學任務的順利推進發(fā)揮了重要作用，也為課堂增添了些許靈性.

四、關注學情，構建民主、和諧、高效課堂

科學探究課堂，特別是源于課本又高于課本的原創(chuàng)性課題，探究知識、探究實驗通常具有較強的未知性、實踐性、開放性、過程性以及綜合性.要想實施民主、和諧、高效的化學實驗探究課堂，我們必須圍繞課題在實驗設計、實驗現(xiàn)象的預判、探究知識的儲備，以及學生思考問題的角度等方面認真準備，設想、演練和應對各種可能出現(xiàn)的情況.

1.關注學情，精心設計，確保實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯.例如，在“實驗探究：鐵絲在氧氣中燃燒為什么會火星四射”的實驗準備中，筆者從市場上購買各種直徑、含鐵量不同的鐵絲和鋼絲等產(chǎn)品，然后將每一種產(chǎn)品做成條形、螺旋狀、鐵（鋼）絲束、鐵（鋼）球等，再將制成的金屬樣品逐一進行在氧氣中燃燒的實驗，做好實驗現(xiàn)象的記錄工作.通過近兩周的對比實驗，筆者發(fā)現(xiàn)形狀相同的含碳量不同的鐵絲和鋼絲分別在氧氣中燃燒時現(xiàn)象存在差異，而且同種材質(zhì)形狀不同火星四射的明顯程度也存在差異.同時，在對比實驗過程中，筆者發(fā)現(xiàn)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗經(jīng)常出現(xiàn)莫名的失敗，如現(xiàn)象不明顯、集氣瓶炸裂等.筆者通過分析發(fā)現(xiàn)，金屬絲直徑過大、氧氣收集不純、金屬絲束過大等都會對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生一定程度的影響.經(jīng)過總結(jié)，筆者根據(jù)課堂教學需要最終確定了所用的實驗樣品及其他輔助材料.在課堂實踐中，學生實驗操作起來簡單快捷、現(xiàn)象明顯，先期預判可能出現(xiàn)的問題也都在課前準備范圍內(nèi).同樣，在“實驗探究：為什么木炭在氧氣中燃燒不產(chǎn)生火焰現(xiàn)象”的實驗準備中，木炭在氧氣中燃燒實驗，對木炭的大小、形狀和厚度同樣需要精心實驗，否則會出現(xiàn)很多有別于課本中的實驗現(xiàn)象.此外，在設計探究實驗時，我們要關注教學對象的基本情況.只有做到“心中有人”，我們設計的實驗才會具有實際意義.例如，在實驗準備過程中，筆者經(jīng)常出現(xiàn)螺旋狀鐵絲、木炭片脫落至瓶中而導致實驗失敗的情況.教師如此，何況很少做實驗的學生.為此，筆者對實驗加以改進，將鐵絲固定在鑷子上，加大加長木炭片以便于夾持，同時在課堂教學中刻意提醒學生注意本步驟的實驗操作.另外，關于燃燒的實驗偏多，危險性較大，為了安全起見，筆者將酒精、蠟燭的燃燒實驗設計放置于瓷盤中進行，并在課堂上加強巡視，及時提醒和糾正不規(guī)范操作，最終實現(xiàn)了安全、高效課堂.

2.關注課堂，充分準備，構建民主、和諧、高效課堂.由于探究課堂的開放性，在探究過程中經(jīng)常出現(xiàn)實際結(jié)果與預測的或教材中的結(jié)論或?qū)W生已掌握的知識不符的狀況，而學生往往在此時又會表現(xiàn)出強烈的好奇心和求知欲.如果我們沒有對可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象或問題進行前期準備，并在課堂上及時加以引導，就會使學生的探究欲望因此減退，不利于提高課堂效率.因此，我們應該在教學設計之初考慮各種可能出現(xiàn)的情況，并做出相應的預案.

總之，在化學教學中運用實驗探究教學模式，能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生的知識、智力、能力得到發(fā)展.作為中學化學教育工作者，我們唯有轉(zhuǎn)變教育思維，堅定新課程理念，主動設計、實踐實驗探究課堂，才能提高化學實驗教學效果.

參考文獻

夏建華主編.高中化學優(yōu)質(zhì)教學及典型案例研究.人民教育出版社.

靳玉樂主編.探究教學的學習與輔導.人民教育出版社.