利用化學實驗培養(yǎng)學生探究能力的策略

盧紅青

【摘 要】本文論述利用化學實驗引導學生學會探究，提出通過問題情境設置、布置課外小實驗、改進實驗流程、優(yōu)化演示實驗模式等策略，引導學生入探究之門，激發(fā)學生探究欲望，培養(yǎng)學生探究意識，增強學生探究能力。

【關鍵詞】化學實驗 探究能力 情境設置 課外小實驗 演示實驗

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）03B-0144-02

化學實驗教學一直是高中化學教學必不可少的一個環(huán)節(jié)，通過實驗教學，可以增強學生觀察、動手、合作等能力。為了培養(yǎng)學生探究能力，需要化學教師聯(lián)系教學應用課例，采取多樣化手段去開展各種實驗教學。本文探索通過實驗問題設置、改造實驗、多樣化實驗方式等提升學生的探究能力。

一、通過問題情境設置，引導學生入探究之門

在進行實驗流程設計時，教師可以先提出問題，然后引導學生設計實驗方案，再通過探索研究、討論、完成報告、最終做出評價等步驟完成實驗。同時，要選擇具有代表性的實驗讓學生探究，讓學生根據(jù)已有知識分析可能出現(xiàn)情況的好與壞，進而得出結論。這樣，既能培養(yǎng)學生的思維能力，又可以讓學生互幫互助，完成實驗，在學習中培養(yǎng)獨立自主性和團結合作性，還能慢慢引導學生學會探究、主動探究。

例如，在學習探究硅酸的實驗室制法時，可以用分組合作探究的形式進行。探究前，教師提出幾個問題：（1）回憶寫出二氧化硅與強堿溶液反應的方程式;（2）向硅酸鹽溶液中滴加鹽酸，有什么現(xiàn)象？可以得到什么結論？（3）如何證明硅酸的酸性比碳酸的酸性還要弱呢？老師的引導提問，會激發(fā)學生尋找答案的迫切性，讓他們在溫故知新的基礎上，以探索硅酸的實驗室制法入手，掌握硅酸的性質(zhì)。

同樣，若要驗證某集氣瓶中可能包含 H2 和 CO 兩種混合氣體，教師可以先拋出幾個問題：（1）H2 如何檢驗？（2）CO 如何檢驗？（3）若二者同時存在時，如何逐一驗證呢？這幾個由淺入深的問題，可以很好地引導學生進行思考并找出合理的檢驗方案。通過討論設計，可得出驗證氣體的先后順序：先檢驗是否含有 H2，再去檢驗 CO 的存在與否。然而，考慮到所產(chǎn)生的產(chǎn)物彼此干擾，首先驗證產(chǎn)生的水蒸氣然后除去，然后檢查二氧化碳氣體的存在。在此過程需要注意，無論是除去還是檢驗產(chǎn)物，存在先后問題。一個先除 CO2 再除 H2O，一個先除 H2O 再除 CO2，并且還有尾氣處理問題存在。

此類例題，可很好地訓練學生的發(fā)散思維，引導學生慢慢進行探究。在教學中要使用各類方法創(chuàng)造氛圍，讓學生養(yǎng)成學習化學的興趣，運用自身特點，在尋找適合自己學習方法的同時，創(chuàng)新學習，發(fā)揮化學實驗特有的作用。

二、布置課外小實驗，激發(fā)學生探究欲望

要想每個學生都體會到實驗的樂趣，真正參與實驗，還有另外一個重要的途徑，即課外小實驗。課外小實驗一般是教師先設計好課題，或是讓學生根據(jù)書本上的家庭小實驗說明，利用課外時間去使用生活中常見的簡單器材完成的實驗，是化學課堂的補充和延伸。因課外實驗源于生活，有著較強的實用性與趣味性，學生獨立完成實驗的積極性較高，可以很好地激發(fā)學生的探究欲望，讓學生更加積極地從生活中發(fā)現(xiàn)與化學相關的知識，感受到學習化學的重要性，多渠道培養(yǎng)學生的各方面的能力。

如布置學生探究家庭原電池的實踐活動時，學生可使用蘋果、檸檬或者西紅柿等水果作為原料，再按照書本上原電池的相關知識點，利用家庭現(xiàn)有的電線、鐵釘、小燈泡、蘋果或西紅柿來進行組裝連接制作水果原電池。在實踐過程中，完全可以獨立完成，不僅自身得到鍛煉，加深了對原電池原理的理解和記憶，還可以讓學生智力得到開發(fā)，鍛煉學生各種思維能力，提高學生的操作能力和興趣。

在學習《分子結構與性質(zhì)》時，為了把抽象的內(nèi)容形象化、簡單化，進一步理解物質(zhì)的結構與性質(zhì)有著密不可分的聯(lián)系，可以鼓勵學生利用課外時間用黏土、橡皮泥和牙簽等材料制作分子結構模型，去理解一些重要分子的結構。在制作過程中，學生會把“結構決定性質(zhì)”的思維聯(lián)系起來，通過制作結構模型，分析其中官能團、鍵的特點，形象化地去理解分子的性質(zhì)。當然，有條件的同學還可以參考書本的提示，在家通過電腦下載相關軟件來制作分子的立體結構模型。這樣既增加了學習的趣味性，又有助于在學習過程中增強學生動手動腦的能力。

這種把課堂實驗延伸至課外的做法，是改變教學模式、更新教學方法的一種手段，可以很好地把化學與實際生活聯(lián)系起來，推動課堂教學發(fā)展，能從實驗中發(fā)現(xiàn)學生的潛在能力，提升學生認識，從而激發(fā)學生的探究欲望。

三、改進實驗流程，培養(yǎng)學生探究意識

化學新教材中添加了許多化學實驗，但在設計實驗時，更偏向于羅列出實驗流程。為加深化學生探究意識，使探究效果達到理想狀態(tài)，可給學生提供一個創(chuàng)造探究的環(huán)境，適當提升化學教材要求及課堂的趣味性。

例如在學習《幾種重要的金屬化合物》時，要進行焰色反應實驗。課本實驗要求是通過一系列的步驟，使用潔凈的鉑絲蘸取少量的鹽溶液后，在酒精燈外焰上進行灼燒，觀察外焰的顏色。但因為蘸取溶液的量少，往往導致觀察效果不是很明顯。此時教師可以通過使用幾個塑料噴霧器，把不同的鹽溶液分別裝入后，對準酒精噴燈的火焰噴灑，在噴灑那一刻，就像放煙花一樣絢麗，效果會變得很明顯。這樣既可以更清楚地觀察焰色，又增加了課堂的趣味性，還可以通過讓學生在改裝實驗操作標準的過程中體會探究學習的樂趣，領悟化學知識的神秘感。

在研究化學課題“人體呼出氣體和吸入空氣”時，可在原來基礎上改課題為“人體在呼吸空氣時，吸進 O2，排出 CO2”，將呼出的氣體和空氣分為兩瓶裝置，設計實驗驗證此結果。經(jīng)研究后，可用以下方案得出結論：（1）先將燃著的木條放入裝滿空氣的瓶子中，若會繼續(xù)燃燒，則證明空氣中有氧氣，將澄清石灰水放入呼出氣體的集氣瓶中，若變渾濁則證明此瓶中還有二氧化碳氣體。（2）先向兩瓶氣體倒入澄清石灰水，如果在裝有呼出氣體的集氣瓶中出現(xiàn)渾濁，而裝有空氣的集氣瓶中沒有明顯變化，則證明人體呼出的氣體中包含二氧化碳。緊接著再分別向這兩個集氣瓶中放入點燃的木條，若裝有空氣的集氣瓶能使木條繼續(xù)燃燒，裝有呼出氣體的集氣瓶使燃著的木條熄滅了，則證明人呼吸中需要消耗氧氣。（3）將上面第二個的驟反過來，先將兩瓶氣體放入木條觀察情況，再倒入石灰水，然后判斷兩瓶氣體的情況。經(jīng)以上方案可知，雖然步驟與儀器和教材相同，但結果卻不同，讓學生感受到探究性學習的重要性。

在原有基礎上改進實驗流程，是教學改革創(chuàng)新的一個方向?？梢愿M一步探究實驗結果，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，還能在改進過程中培養(yǎng)學生的探究意識。

四、優(yōu)化演示實驗模式，增強學生探究能力

通常情況下，演示實驗的基本方式是由教師先主導演示過程，同時向學生展示實驗現(xiàn)象，以此提醒學生通過觀察、思考并分析實驗現(xiàn)象，從而獲取新的知識。為有效提升學生的接受程度，教師可以將演示實驗變成教師邊講學生邊操作的形式或者分組實驗模式來進行。

將演示實驗改為邊講邊操作的形式，需要學生在老師進行講解時，一邊思考老師拋出的問題及設疑，一邊進行實驗操作，仔細觀察，從而做好記錄，做出合理解釋的結論，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，應探究各個流程的不足。例如鈉和水的反應、配置一定濃度的溶液、鋁及化合物的性質(zhì)等實驗都可以采取邊講邊操作的形式進行。

在學習鈉和水的反應時，教師根據(jù)學生的認知，一邊講解實驗步驟，一邊讓學生跟著老師的提示，通過取鈉塊、吸干煤油、切割、放到事先滴加酚酞的水中并蓋上玻璃蓋等步驟，然后觀察實驗現(xiàn)象。通一系列的操作及觀察，學生可以得出金屬鈉質(zhì)軟、熔點低、密度比水小、與水反應產(chǎn)生氣體和堿性物質(zhì)等性質(zhì)。這樣的課堂效果，能在優(yōu)化課堂教學模式的基礎上，增強學生的探究能力，要比老師獨自演示好得多。一方面培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，另一方面又可以優(yōu)化學生心理品質(zhì)，有利于鞏固知識。通過鍛煉，學生可以獲得更加穩(wěn)定的知識，也可以在學生的比較分析中培養(yǎng)良好的思維。

此外，還可以采取分組實驗模式代替演示實驗。例如要證明某溶液是否含有 Fe2+ 或 Fe3+ 時，可以用分組合作探究的形式進行。根據(jù)老師的指導，學生通過小組討論設計出合理的實驗計劃，然后以分工和合作的形式完成探索，最后得出幾種正確的鑒別方法：（1）先滴加 KSCN 溶液，溶液顏色無明顯變化，證明沒有 Fe3+，再滴加氯水后顯紅色，證明存在 Fe2+;（2）直接加入 NaOH 溶液，若首先產(chǎn)生白色沉淀，接著變成灰綠，最后變成紅褐色沉淀，證明只含有 Fe2+;（3）若直接加入 NaOH 溶液，立刻產(chǎn)生紅褐色沉淀，則證明肯定有 Fe3+，可能含有 Fe2+。

這種分組實驗模式，很大程度上打破了傳統(tǒng)的實驗課堂的做法。傳統(tǒng)的實驗課堂是教師指導學生怎樣根據(jù)流程進行實驗，學生掌握實驗結果，學生通常在實驗中處在被動地位，故會造成學生依賴性，此種辦法阻礙學生發(fā)散思維，未感受實驗成果，限制了學生的創(chuàng)造能力。要改變此現(xiàn)象，需要在研究中提高學生設計思想、思維能力、實驗技能等，以此達到分組實驗的真正目的。這樣，通過一系列的思考操作，極大地訓練了學生的發(fā)散思維，增強學生的探究能力。

總之，學生在課堂中需要主動探究，去感受化學實驗課程的實用性與重要性。因此教師授課時，要充分發(fā)揮化學學科的特點，將實驗探究當作優(yōu)化課程的起點，調(diào)動學生學習的積極性和實踐創(chuàng)新意識，讓學生在學習過程中融入對社會及自然的親和感，發(fā)揮化學獨特的作用，從而更進一步地拉近生活和科學的距離。

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（責編 江月陽）