浅谈化学探究性实验教学

南昌二十四中 高宏

摘要；本文从化学探究性实验教学概念和特点，以及在设计探究性实验时应遵循的原则，和本人在实际教学积极开展这种新的教学方法在教学过程中的体会和应用实例。

关键字；自主性；过程性；合作性；原则；

化学是一门以实验为基础的学科，其知识的阐述和理论的建构是通过科学探究得出的，实验是科学探究的基础。新课程将科学实验探究作为改革的突破口，贯穿于化学学习的全过程，将科学探究专设为学习主题，就是为了让学生有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。

一、化学探究性实验教学概念和特点

探究性实验是相对验证性实验的一种新的学习方式，它是由学生自己运用实验手段，探究未知的现象或数据，井在获得现象和数据的基础上得出实验结沦探究性实验教学是以问题为核心的教学，这种教学方式，为学生提供了发现问题和解决问题的机会，与之对应的学习是开始于问题，推进于问题，归结于问题学生通过搜集、查阅大量的资料，寻求解决问题的途径；设计解决问题的实验方案；通过实验进行观察分析„„最后独自将问题解决探究性实验强调获得实验结果和亲身经历实验过程的统一，而且更加注重学生对实验过程的理解，这也就决定了探究性实验具有以下几个特点：

(1)学生的自主性:探究性实验是以学生的直接经验为基础而实施的，在进行过程中需要提出问题、设计方案，需要亲自动手实验，需要分析和解释、明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。上述活动中，学生始终处于紧张、积极、活跃、兴奋的状态，对学习活动进行自主支配、自我调节与控制。

(2)学习的过程性:探究性实验注重的是过程性。学生在自主参与的过程中，形成了获取知识的探究能力，培养了探究未知的积极态度。

(3)学习方式的合作性:学生在独立进行探究的同时，还要与同学进行讨沦、交流、争论和意见综合等合作学习，学生在合作学习中将自己的观点进行客观的比较和鉴别，从不同角度改进自己的经验和认识，克服原先独立探索中的片面性和局限性，最终完成对所学知识意义的完整建构。

二、化学探究性实验应遵循的原则

在设计探究性实验时应遵循以下原则:

1.目的性原则。做每个实验都要有明确的目的，具体到探究的每一步也要有明确的目标。这里的目标应该包括知识目标、技能目标和情感目标。只有明确了要达到的目标，探究才有正确的方向，学生就能在探究过程中经受住困难或挫折的考验，从而对探究过程的艰辛与乐趣体验得更深刻。

2.科学性原则。科学性是探究性实验设计的核心原则，是指探究性实验设计中的实验原理科学、装置合理、操作程序和方法正确。探究性化学实验设计的全过程都要科学、合理，所采用的设计标准、方法、步骤等都要有一定的理论依据或实践基础，由此而得出的实验结论才可能是正确的。在整个探究过程中，要着重培养学生科学思维方法，观察和记录实验的方法，以提高学生的科学家质，这也正是探究性实验设计的宗旨。

3.发展性原则。就是着眼于学生身心和谐而又长远的发展，培养学生的自学能力和创造能力，并能使学生形成正确的人生观，为学生的终身学习和适应以后竞争傲烈的社会环境打下良好的基础。

4.创新性原则。创新性是指实验设计者要敢于突破陈规，设计要有新颖、独特、巧妙之

处，能反映出设计者的新观点、新方法和新思路等。创新是探究性化学实验设计的灵魂。一个成功的探究性实验设计，必须反映实验设计者独出心裁的构思。

5.简约性原则。简约性是指要用尽可能简单的实验方法和实验装置，用较少的实验步骤和实验药品、仪器，在较短的时间内达到预期的目的，它是探究性化学实验设计的根本原则。用简单易行的、合理的实验设计，冲淡学生怕实验准备工作麻烦的情绪;用新材料、新工具降低实验的操作难度。简约化的实验设计，装置简单，操作简便，现象鲜明.节省药品，节约时间，安全可靠，整个实验过程没有过多的干扰，学生将主要精力集中在探究目的上。简单就是美，恰当的实验设计既突出实验重点，又没有冗长的实验步骤。

6.安全性原则。探究性实验一般难度较大，学生经验又不足。因此，实验时应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作。如果有危险性的操作或用有毒药品，则必须让学生明确可能出现的危险性，并且要有处理意外事故的预案和有周密的保护措施。这里的安全，是指不仅要保护实验者安全，而且要防止对环境造成污染，避免对其他人或动物造成危害，充分体现绿色化学精神。

7.趣味性原则。学生对探究有兴趣，是探究能够顺利进行的直接动力。因此，为增加实验的趣味性，实验内容除课本外，也应该选择与日常生活、环境、能源、生产等相联系的实际问题。通过探究来解决与人类自身紧密联系的问题，有利于培养学生的兴趣，发展学生的特长，激发学生学习的动机，增长他们对新领域的探求欲。

8.启发性服则。所谓启发性是指探究实验设计本身要具有启迪学生思维的作用以及教师对实验作一系列富有启发性的指导，使学生在探究性实验中能自觉而深人地思考，并对探索的结果进行诊断和评价，以培养学生的思维能力和创新精神。

9.可行性原刻。课题内容应该是课本知识的延伸和升华，通常也应与日常生活、生产实践和先进的科学技术紧密结合.但不能超越学生的年龄特征和知识范围，即设计实验必须切实可行，使学生能够顺利的完成探究任务。学生只有在解决实际问题的过程中，通过亲身经历“概念”与“过程”的相互作用才能真正理解科学。对于许多学生来说，当他们需要解决一些自己感兴趣的又与他们的实际能力相适应的问题时，他们便发现需要科学知识，从而产生学习的愿望，并能抓住学习的要点。

10.互动性原则。教师与学生或者学生与学生之间要进行积极的信息交流，彼此交流成功的经验，吸取失败的教训，以避免重复类似的错误，少走弯路。只有信息渠道畅通，信息量大，才能保证探究实脸顺利而有效地进行。

11.最优化原则。包括两个方面：学生分组时的优化组和，即分组时.教师在充分尊重学生意愿的前提下，一定要考虑到每个学生的实际能力与选题难度的合理搭配，要做到人尽其才。二是资源的最优化，做探究实验时，对所用的场所、物品、时间要做出周密安排，不要使其太紧缺，也不要浪费，做到物尽其用。

三、探究性化学实验教学的实践探索

通过对探究性化学实验教学的探讨，我们在实际教学积极开展这种新的教学方法，具体探索体现在以下几个方面：

(1)在探究性化学实验教学程序上，主要程序为:学习者探究科学性问题一学习者针对问题收集文献资料一学习者从文献资料出发形成解释一学习者使解释与科学知识相联系一学习者阐述和论证自己的解释。这一程序反映的是一个科学结果的获得过程，对化学实验科学的体验是真切、客观的，学科素质的落实是扎实有效的。

(2) 探究性化学实验教学情景设计上，作为教师，注重实验过程，引导学生观察、探

讨实验现象，发现奥秘，获取知识必须要理解的是学生是如何学习科学的，否则就不可能真正认识到营造这样的环境的重要性。学生在心理宽松、气氛民主的学习环境中，思维和意志是自由的，这时的学习任务是其自身学习需求产生的。探究性实验教学是在学生对自身的知识结构失衡而追求新的平衡的不断建构和丰富的最自然的过程中完成的。教师力求做到为他

们营造一个宽松、民主、和谐、互动的实验环境。而传统验证性实验教学的任务在于让学生的操作合乎标准，教师的作用是督促、纠正偏离正常操作的行为，课堂气氛是凝固的、严厉的。在规范好了的实验框架下的实验，一般不会有意外，学生的情绪不能调动起来，创新思维失去用武之地，教师对课堂教学情景的设计只能在按部就班的方案里打转。

例如；在CO2使烛火熄灭的实验中，在烧杯的底部固定并点燃一根蜡烛，加入浓的碳酸钠溶液，然后向烧杯中加入盐酸。实验中，如果一次加入大量盐酸，只会看到烛火熄灭，如果逐滴加入盐酸就会看到烛火摆动逐渐变小，停止加入盐酸烛火又会变大，如此重复多次烛火都不会熄灭，到最后，连续加入大量盐酸，此时烛火才熄灭。这是一个很有趣而且很吸引学生的实验现象，具有很大的探究空间，我们本着知识不超纲，能力不封顶的原则，设计了一个探究性实验：

目的：验证二氧化碳的化学性质 原理：二氧化碳可以灭火。

仪器及药品：烧杯，玻璃片，蜡烛，碳酸钠溶液，盐酸溶液等 实验步骤：1.把固定在玻璃片上的蜡烛放入烧杯中。

2.在烧杯中加入少量浓碳酸钠溶液。 3.点燃蜡烛。

4.往烧杯中加入盐酸。

老师巡回观察，当发现学生操作中出现上述两种现象时，提醒学生注意，抓住典型，并让学生在投影仪下重新演示。让他们观察，比较实验现象（要求用最简练的语言去准确描写，并及时记录、交流）。

提出问题：1.两个烧杯中烛火熄灭的现象有什么不同?

2.烛火为什么摆动？烛火为什么会变小？为什么又会变大？ 3.以上两个操作实验现象不同，那实验操作有什么不同呢？

得出结论：烛火熄灭的快慢与生成二氧化碳的快慢和量的多少有关： 假如一次大量加入盐酸,立即产生大量二氧化碳,烛火立即熄灭, 逐滴加入盐酸,产生的二氧化碳少,从烧杯底部慢慢增多,慢慢接近烛火,火苗就逐渐变小,杯中气体由于受热形成气流使火苗摆动不定,停止加入盐酸,二氧化碳随气流流失减少，烛火又逐渐变大。

实验启发：

1.化学实验包含着很大的探究空间和无限的奥妙，能激发起学生学习化学的浓厚兴趣。 2.注意观察，抓住细节，发现问题，及时引导，深入探究，提高能力。

3.知识不超纲，能力不封顶，准确把握，合理突破，培养研究型的高素质学生。

(3)探究性化学实验教学评价的指标上，评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展中的需求，帮助学生认识自我，建立自信。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。教学评价的改革要能促进学生的发展。探究性实验教学评价，内容丰富，教师观察到学生的素质比较全面，评价言之有据，结合发展性评价言之有物，让学生得到实际的帮助。而验证性实验中学生的思维、科学素质表现机会很少，教学评价基本上是根据学生操作要领掌握程度和结果的正误进行，难以摆脱甄别性的评价轨道，若从发展评价的角度进行鼓励则更多地只能从态度上加以表扬，有失实际能力上的帮助与提高。总之，探究性实验教学，使教学过程尽可能成为一种“前科学，亚研究”过程，通过创设类似科学研究的情境，让学生通过主动的探索、实践、发现和体验知识的探求过程，以培养学生的科学精神、创新思维和分析解决问题的能力。

参考文献:

[1]教育部.关于深化教学改革，培养适应21世纪需要的高质量人才的意见[Z].教高司[1998]2号，1998.

[2]教育部.关于实施“新世纪高等教育教学改革工程”的通知[Z].教高[2000]1号.2000.

[3]中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定[Z].中发[1999]9号.1999.

[4]张颖.高师化学实验教学改革几点设想[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2003,20(1):71-73.

[5]卢伟.探究性实验与验证性实验的教学差异初探[J].中学生物教学.2003(4):10-11.

[6]何志学，刘程.探究性实验教学中教师的角色和职能[Jl.陕西师范大学继续教育学报，2003,20(1):113-114