如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗探究能力

楊娟

[摘要]新課程理念下的中學(xué)化學(xué)教學(xué)，要求以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，重視學(xué)生的親身經(jīng)歷和體驗，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的作用，強調(diào)學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)。實驗探究能力是指學(xué)生在化學(xué)教學(xué)中運用實驗來探究化學(xué)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律的一種能力，是科學(xué)探究能力在化學(xué)實驗教學(xué)中的具體表現(xiàn)。通過對實驗探究及實驗探究能力的探討，提出了學(xué)生化學(xué)實驗探究能力培養(yǎng)的五個方面，即發(fā)現(xiàn)和提出問題，猜想與假設(shè)，實驗設(shè)計與實施，解釋與結(jié)論，反思與評價。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究；化學(xué)實驗；動手能力；創(chuàng)新精神

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，而實驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的最基本的特征。新課程突出強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，而學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)需要通過具體的探究活動來實現(xiàn)。因此，科學(xué)探究成為新課程改革所倡導(dǎo)的重要理念，而化學(xué)實驗是科學(xué)探究在化學(xué)教學(xué)中的具體表現(xiàn)。

一、化學(xué)實驗探究與實驗探究能力

化學(xué)實驗探究是指通過化學(xué)實驗來進行探究的一種活動，它是科學(xué)探究在化學(xué)實驗教學(xué)中的具體化。它是化學(xué)教學(xué)中最常見、最主要的探究活動，是化學(xué)實驗教學(xué)中落實科學(xué)素養(yǎng)目標的重要途徑，也是以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)教學(xué)觀的具體體現(xiàn)。化學(xué)實驗探究不僅是一種重要的學(xué)習(xí)方式，而且也是化學(xué)學(xué)科課程的重要內(nèi)容。教材作為課程的重要組成部分，不僅是課程目標得以體現(xiàn)并最終實現(xiàn)的一種重要方式和途徑，而且是教師教和學(xué)生學(xué)的資源與工具。因此，教師應(yīng)善于從教材中挖掘適合的內(nèi)容，有計劃地為學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)提出要求和創(chuàng)造條件、引導(dǎo)他們開展探究性學(xué)習(xí)從而實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的改變。

學(xué)生的化學(xué)實驗探究能力，主要包括發(fā)現(xiàn)和提出問題，猜想與假設(shè)，實驗設(shè)計與實施，解釋與結(jié)論，反思與評價五個方面。五個方面的內(nèi)容相互聯(lián)系，相互作用，缺一不可，構(gòu)成了學(xué)生的實驗探究能力。

二、學(xué)生化學(xué)實驗探究能力的培養(yǎng)

1.發(fā)現(xiàn)和提出實驗問題的能力

發(fā)現(xiàn)問題有時比解決問題更有意義，這是實驗探究的出發(fā)點。學(xué)生能從化學(xué)知識和實踐活動中，在自身的元認知水平基礎(chǔ)上，可以在觀察中、閱讀中、學(xué)習(xí)思考中的一個偶然的超越自己認知水平的新的未知的問題，提出自己所要探索的目標問題，可以是理論性較強，需要從理論上闡明；可以是實踐性較強，需要通過科學(xué)實驗來解決。 所要探究的問題情境應(yīng)盡可能是真實的、有意義的、具有創(chuàng)新性和可行性。這些問題可以是教師人為創(chuàng)設(shè)，也可以是無意為之或自然呈現(xiàn)。如在做噴泉實驗時，教師可有意呈現(xiàn)噴泉失敗的問題情境，激發(fā)學(xué)生探究的興趣和欲望，然后引導(dǎo)學(xué)生猜測失敗原因，繼續(xù)實驗。又如在驗證乙烯氣體的性質(zhì)中，按照教材的要求只須通過實驗室制乙烯法制得乙烯氣體，然后通過酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液使其褪色即可。教師往往為完成教學(xué)任務(wù)對異?，F(xiàn)象視而不見，可學(xué)生對此產(chǎn)生不少疑惑。黑色物質(zhì)是什么？對課本的實驗結(jié)論有無影響？一系列問題油然而生，教師應(yīng)加以恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，把學(xué)生的問題延伸下去，否則就錯過了對學(xué)生實驗探究能力開發(fā)的大好時機。

2.猜想與假設(shè)能力

提出假說是獲得結(jié)論的前提。 先憑直覺憑經(jīng)驗猜想，再利用類比推理的方法，將新發(fā)現(xiàn)的事實材料中的化學(xué)現(xiàn)象與生活中熟悉的化學(xué)模型、化學(xué)過程、化學(xué)規(guī)律相比較，從中觀察有無相同或相似之處，進而提出大膽假說。教師要創(chuàng)設(shè)生動活潑的情境，引導(dǎo)學(xué)生主動、大膽地對問題進行猜想與假設(shè)，并發(fā)揮學(xué)生小組的力量，引導(dǎo)對猜想與假設(shè)進行交流和論證。如針對實驗中乙烯異?，F(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜測，使學(xué)生根據(jù)黑色物質(zhì)的特點和參與反應(yīng)的物質(zhì)進行推斷，進而通過實驗驗證假說。

3.實驗設(shè)計與實施能力

實驗設(shè)計能力是實驗探究能力的核心能力。學(xué)生能根據(jù)所要解決的問題，利用假設(shè)進行實驗的設(shè)計，可以獨立也可以與他人合作完成設(shè)計方案；能對實驗方案的可行性進行初步的論證，對實驗條件能進行簡單的控制。教師在設(shè)計過程中對學(xué)生進行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，為學(xué)生提供進行實驗設(shè)計的機會，增強學(xué)生的實驗操作能力。如針對學(xué)生對上面的假設(shè)產(chǎn)生懷疑的情況，進行更為合理的實驗設(shè)計。為排除二氧化硫?qū)λ嵝愿咤i酸鉀和溴水的影響，可以在把乙烯通入酸性高錳酸鉀和溴水之前加入一個吸收二氧化硫的氫氧化鈉洗瓶，此時才是可靠的。實驗實施能力是借助實驗儀器按照設(shè)計的意圖進行儀器的合理選擇和組裝，并具體實施實驗操作的能力。實施時要及時觀察和記錄實驗現(xiàn)象，為實驗分析和理論探討提供客觀的實驗事實，并能處理實驗中可能出現(xiàn)的一些意想不到的情況，鼓勵學(xué)生對實驗設(shè)計方案進行交流、探討，必要時調(diào)整實驗方案，以便得出科學(xué)可靠的結(jié)論。

4.得出結(jié)論的能力

歸納概括結(jié)論是從一個特殊問題出發(fā)，歸納和抽象出一個普遍存在的一般規(guī)律的概括提升階段。打開思路， 跳出特殊事例或者類比內(nèi)容的局限，聯(lián)想這一類化學(xué)現(xiàn)象，從而提取結(jié)論存在的前提條件，利用化學(xué)語言來概述結(jié)論或?qū)Σ孪牒图僭O(shè)進行解釋。如乙烯的性質(zhì)檢驗中針對問題的假設(shè)與探究，得到了猜測中的結(jié)論，使學(xué)生對實驗的探究產(chǎn)生了極大的興趣，對教材內(nèi)容和其它知識能大膽地進行懷疑并進行分析，然后科學(xué)地開展實驗探究，認識到科學(xué)方法、實驗態(tài)度、情感與價值觀也是化學(xué)實驗結(jié)論的重要內(nèi)容，獲得得出結(jié)論的方法。

5.反思與評價和再探究能力

對結(jié)論能進行簡單的評價，要經(jīng)得起實踐的考驗，具有可靠性、可操作性和可重復(fù)性；能對自己在實驗探究活動中的表現(xiàn)進行反思，主動與他人討論和交流實驗探究的結(jié)果，以便完善自己的觀點和撰寫實驗報告，能對實驗進行進一步的探究或補充，提升實驗探究能力。如在上面結(jié)論的基礎(chǔ)上，師生之間經(jīng)過交流和探討，挖掘出更多的外延知識，如設(shè)計完二氧化硫?qū)σ蚁┑母蓴_之后，讓學(xué)生繼續(xù)探究如何驗證有二氧化碳、二氧化硫和水這三種產(chǎn)物。學(xué)生自然產(chǎn)生了探究的熱情，樂于設(shè)計探究并相互進行討論合作，最終出色的完成實驗探究。其設(shè)計思路如下：

①應(yīng)先考慮物質(zhì)的檢驗順序，通過對二氧化碳、二氧化硫、水和乙烯四種物質(zhì)性質(zhì)的比較，確定應(yīng)先檢驗水的存在，否則在檢驗其它物質(zhì)時都可能帶入水；其次再檢驗二氧化硫，因它與二氧化碳都是酸性氣體，性質(zhì)上有相似性，對乙烯也有干擾，檢驗后要除盡；二氧化碳和乙烯相互不影響只需檢驗存在而不必除去。

②是對檢驗試劑和除雜試劑的選擇，根據(jù)化學(xué)檢驗物質(zhì)的原則應(yīng)選擇特效性明顯的試劑。如水可用無水硫酸銅；二氧化硫可用品紅試液檢驗，除去可用溴水（堿溶液二氧化碳也會被吸收），為確保二氧化硫的除盡可再通入品紅試液（實驗設(shè)計更符科學(xué)性）；二氧化碳只需用澄清石灰水檢驗即可。

此外，現(xiàn)實生活中處處有化學(xué)現(xiàn)象和問題，對這些問題進行探究，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的習(xí)慣，從而使化學(xué)知識轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q實際問題的能力，這對提高學(xué)生的學(xué)以致用能力非常重要，將學(xué)生探究能力的培養(yǎng)延伸至課外，并對現(xiàn)實生活產(chǎn)生積極的指導(dǎo)作用。

總之，新課標下的化學(xué)教材明顯的變化，在于突出學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)，彰顯化學(xué)學(xué)科的實驗性。在教學(xué)中，教師要積極創(chuàng)造化學(xué)實驗的氛圍，通過精心創(chuàng)設(shè)探究活動，把科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和科學(xué)知識的學(xué)習(xí)放到同等重要的地位，引導(dǎo)學(xué)生更多地采用感受學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的方式，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手。在開展探究性實驗的過程中，關(guān)鍵是要善于激勵學(xué)生勇于發(fā)現(xiàn)問題、敢于提出問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的能力，使學(xué)生在探究過程中不但學(xué)到知識，而且掌握科學(xué)探究的方法，從而不斷提高他們的創(chuàng)新能力和實踐能力。

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（責(zé)任編輯 付淑霞）