強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

馮華福

【摘要】 實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)素質(zhì)教育，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ钦n程改革的核心；轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為載體，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，促使學(xué)生形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與，培養(yǎng)樂于探究、勤于動手的能力；使學(xué)生準(zhǔn)確地抓住實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵，提高學(xué)生分析和解決問題能力。

【關(guān)鍵詞】 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 家庭實(shí)驗(yàn) 數(shù)字化實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

【中圖分類號】 G632.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2018）07-102-02

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現(xiàn)代化學(xué)教學(xué)論認(rèn)為，化學(xué)不僅僅是使學(xué)生獲取知識，同時還必須使學(xué)生形成收集信息、處理信息、活用信息和交流信息的能力。自主探究是使學(xué)生今后在現(xiàn)代社會中生存和發(fā)展的基本能力。所以，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)全面培養(yǎng)學(xué)生的主動參與、樂于研究、勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力以及獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。

為了更好地實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)新理念，適應(yīng)新課標(biāo)和新課程的需要，在化學(xué)教學(xué)中，不但要使學(xué)生學(xué)到知識，更要使學(xué)生得到能力提高，而探究性教學(xué)則是達(dá)到上述目標(biāo)的重要教學(xué)手段。

一、實(shí)驗(yàn)探究課堂常規(guī)化，培養(yǎng)學(xué)生探究意識

愛因斯坦說：“對真理的探索比占有更加寶貴?！笨茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生探究未知現(xiàn)象和知識規(guī)律一種方法；科學(xué)的發(fā)現(xiàn)能力是從簡單發(fā)現(xiàn)中發(fā)展起來的，不重視今天的“小”發(fā)現(xiàn)，也就不可能有明天的“大”發(fā)現(xiàn)，兩者具有連續(xù)性和相似性。因此，讓實(shí)驗(yàn)探究成為課堂教學(xué)的常態(tài)化，抓住實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)的主線，通過“創(chuàng)設(shè)問題情境—→假設(shè)與猜想（學(xué)生提出問題）—→學(xué)生探究問題（學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程）—→師生解決問題（思維展示過程）—→評價與交流—→鞏固訓(xùn)練”等教學(xué)步驟完成實(shí)驗(yàn)探究的全過程，讓學(xué)生在平常的課堂教學(xué)中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究得科學(xué)方法的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究的意識，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和合作探究能力。

例如在人教版《九年級化學(xué)上冊》第一單元課題2對蠟燭及其燃燒的探究的教學(xué)中，作為學(xué)生第一次的化學(xué)分組實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)的教師都只是直截了當(dāng)告訴學(xué)生吹滅蠟燭后看到的白煙是石蠟的小顆粒，而并沒有把它以探究實(shí)驗(yàn)的模式展示給學(xué)生，讓學(xué)生的探究能力得以更進(jìn)一步的提高。在教學(xué)中可以進(jìn)行必要的補(bǔ)充，把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探究實(shí)驗(yàn)的模式（略去評價與交流和鞏固訓(xùn)練）：

【創(chuàng)設(shè)問題場景】吹滅蠟燭，學(xué)生觀察到有一股白煙渺渺升起。

【提出問題】這股白煙的成分是什么？

【提出假設(shè)】猜想①：白煙是燃燒時生成的二氧化碳

猜想②：白煙是燃燒時生成的水蒸氣

猜想③：白煙是石蠟蒸氣凝成的石蠟固體

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過簡單的實(shí)驗(yàn)探究，不但能使學(xué)生對二氧化碳、水和石蠟的性質(zhì)有更深的認(rèn)識，而且能讓學(xué)生在第一次的分組實(shí)驗(yàn)中能更直觀、深入的了解探究實(shí)驗(yàn)的模式，為今后實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)生活化，培養(yǎng)學(xué)生探究興趣

探究實(shí)驗(yàn)是新課程下學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，凸顯化學(xué)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科特點(diǎn)，符合課程改革趨勢。在學(xué)科思想的指導(dǎo)下，探究實(shí)驗(yàn)以獲取知識、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟繕?biāo)，將二者有機(jī)結(jié)合融為一體。為增加學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)機(jī)會，我們選擇操作簡單，現(xiàn)象明顯，無危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生開展探究實(shí)驗(yàn)；同時，指導(dǎo)學(xué)生開展家庭小實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣，增加學(xué)生自己動手操作的機(jī)會，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

例如，在學(xué)習(xí)“金剛石、石墨和C60”這一課題時，實(shí)驗(yàn)探究活性炭的吸附性的實(shí)驗(yàn)中，由于活性炭難溶于水，導(dǎo)致液體懸浮許多炭的顆粒，呈現(xiàn)黑色，無法觀察現(xiàn)象。若要觀察紅墨水的褪色現(xiàn)象，需進(jìn)行過濾操作和對比實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中向?qū)W生提問，除了用漏斗過濾外，還有沒有其他更簡單的方法，能否用老師提供的塑料瓶和紗布完成實(shí)驗(yàn)。于是學(xué)生的表現(xiàn)欲望很快被激發(fā)起來了，積極思考，發(fā)揮創(chuàng)新精神，很快就設(shè)計(jì)出如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置。

這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師倡導(dǎo)自主探究的教學(xué)模式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，既豐富了感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，又培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新精神，以適應(yīng)培養(yǎng)新時代創(chuàng)新人才的需要。

三、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)數(shù)字化，提升學(xué)生探究能力

傳統(tǒng)的理科實(shí)驗(yàn)的缺陷，常常使教師在教學(xué)過程中產(chǎn)生困惑。最主要有以下幾個方面的問題：一是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器的分辨率不高，影響了探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。二是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄只能采用手工記錄，數(shù)據(jù)采樣率不高，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度影響較大，更重要的是這種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄方法面對一些快速連續(xù)變化的量時往往無能為力，導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)無法完成。三是中學(xué)生分析處理數(shù)據(jù)的能力不強(qiáng)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但沒有自動分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的功能。學(xué)生雖然在老師的指導(dǎo)下獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但不懂如何分析和處理數(shù)據(jù)，最后還是回到由教師直接給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的老路上，使實(shí)驗(yàn)不能真正體現(xiàn)課程改革的理念。數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)平臺具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集和處理功能，可以幫助學(xué)生輕松的對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理，讓學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)對科學(xué)規(guī)律進(jìn)行再發(fā)現(xiàn)，使理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到大大的簡化，提高了學(xué)生對探究實(shí)驗(yàn)的興趣，同時也提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究得能力。

以下是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)《探究H2O2分解速率的影響因素》的教學(xué)設(shè)計(jì)，如果用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)很難達(dá)到教學(xué)的效果。教學(xué)過程如下：（學(xué)習(xí)背景分析、教學(xué)目標(biāo)、策略等略去）

【引入】在第二單元課題3（課本P38）中我們學(xué)習(xí)過如何探究催化劑對過氧化氫分解的影響（如圖2）。

在實(shí)驗(yàn)中，觀察到步驟①的帶火星的木條 ，步驟③的帶火星的木條 ，證明： 。

【設(shè)問】二氧化錳是否為過氧化氫分解的唯一催化劑？

【新課學(xué)習(xí)】

1. 加入不同的催化劑后，比較過氧化氫分解速率快慢的依據(jù)是： 。

2.常用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3：

3. 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置：GQY數(shù)據(jù)采集器和氧氣傳感器。（圖4）

【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】

⑴實(shí)驗(yàn)比較過氧化氫分解速率快慢的依據(jù)是 。

⑵實(shí)驗(yàn)的步驟：

①取4支的錐形瓶，分別編號1、2、3、4，向各錐形瓶中加入10mL 3%的過氧化氫溶液

②將氧氣傳感器插入1號錐形瓶中，點(diǎn)擊“開始”，60s點(diǎn)擊“停止”，完成一次實(shí)驗(yàn)。（測量不加催化劑的過氧化氫分解時氧氣的濃度） ③向2號錐形瓶內(nèi)滴加0.2gCuSO4 粉末，插入O2傳感器，重復(fù)相同的操作。

④向3號錐形瓶內(nèi)滴加0.2gFeCl3粉末，插入O2傳感器，重復(fù)相同的操作。

⑤向4號錐形瓶內(nèi)滴加0.2gMnO2粉末，插入O2傳感器，重復(fù)相同的操作。

⑶記錄和結(jié)論（如表1）【讓學(xué)生分組展示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，分析原因。】

【結(jié)論】1. 影響雙氧水分解的催化劑不止一種。

2. 在相同條件下，三種催化劑中MnO2的催化效率最好。

可用相同的方法探究影響過氧化氫分解速率的其他因素，如溫度、濃度等。在課堂教學(xué)中，學(xué)生積極參與，探究氣氛濃烈，大大提高了學(xué)生對探究實(shí)驗(yàn)的興趣，提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究得能力和信息數(shù)據(jù)的處理分析能力，同時也促進(jìn)了合作學(xué)習(xí)能力的提高。

課堂教學(xué)是實(shí)施素質(zhì)教育的主陣地。在新課程實(shí)施中，課程與教學(xué)理念的變化必然要通過教學(xué)行為來實(shí)現(xiàn)，課程改革能否取得成功，關(guān)鍵在于教師教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變。沒有教師的課程理念與教學(xué)行為轉(zhuǎn)化，課程改革就只能是紙上談兵，不會收到任何實(shí)質(zhì)性的效果。作為一名化學(xué)教師，我們必須以新課程理念為指導(dǎo)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生主動的、全面的發(fā)展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]張靈麗.創(chuàng)設(shè)快樂課堂 拓展中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn).蘇州大學(xué)出版社，2016.11.

[2]馬宏佳.化學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的理論與實(shí)踐.人民教育出版社，2016.10.

[3]中華人民共和國教育部制訂.《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》.北京師范大學(xué)出版社，2012.