用科学探究化学实验 提升学生实验探究能力

    王学

    

    

    摘要：《义务教育化学课程标准（2011年版）》在前言中，全面地论述了义务教育课程的总目标，且把科学探究置于课程的总目标中。本人认为，化学实验因其独特的魅力，可以有效培养和提升九年级学生的科学探究能力。其中，化学实验的引导、改进、设计、运用是培养和提升九年级学生科学探究能力的有效手段。

    关键词：科学探究? 九年级学生? 化学实验? 实验能力

    《义务教育化学课程标准（2011年版）》在前言中指出：“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念;引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力。引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。”本文结合作者改进人教版九年级化学教材中的实验事例，在理论和实践等方面作一些探讨，目的是改进教学内容，提高学生实验探究能力。

    一、通过化学实验的引导，培养学生自主实验的能力

    自主性是科学探究的一个基本特征。学生能熟练地进行科学探究，有着浓厚的探究兴趣，可以显著增强他们进行实验的自主性。在化学学习中，魅力最大的就是化学实验。但是多数学生只是对实验过程中的丰富多彩的现象感兴趣，而对科学探究过程则不一定感兴趣，所以在实验过程中必须让学生亲自参与其中。

    例如，在人教版九年级化学教材“对蜡烛及其燃烧的探究”实验中，我带领学生将这个实验分三个阶段：点燃前—点燃时—点燃后。其中在探究蜡烛燃烧产物时，我们设计了如下表格：

    通过讨论与交流，学生们最终得出结论：蜡烛燃烧时生成了CO2和H2O。

    做完这个实验，我又拿出酒精灯并点燃，让学生根据蜡烛燃烧的探究步骤，归纳出酒精燃烧的产物。学生们还针对以上探究过程，进行对比分析，发现了一些新的问题（如，为什么蜡烛燃烧过程中可以看到黑烟，而酒精燃烧时则看不到黑烟呢？）接着他们又提出了假设，并寻找资料进行验证。由此可见，学生们在实验中表现了较强的自主性，并能较熟练地操作新的实验探究。

    二、设计改进验证性实验，培养学生的创新精神

    化学知识就存在于在我们日常生活和学习之中，当学生认同这一观点时，就会极大地激发并持久保持着化学探究的兴趣，使得科学探究空间无限的延伸。

    例如：在人教版九年級化学教材中，学完酸碱指示剂后，我布置了一个探究任务，探究生活中的哪些物质可以做指示剂，大部分学生选择了紫卷心菜作为探究目标。下面是学生设计的实验及实验内容。

    【提出问题】紫卷心菜汁液能做酸碱指示剂吗？

    【猜想与假设】紫卷心菜汁能做酸碱指示剂

    【查阅资料】紫卷心菜汁在不同pH值的溶液中显示的颜色。

    【设计实验进行验证】

    【得出结论】紫卷心菜汁在不同的酸碱性溶液中可以显示不同的颜色，但不适合做酸碱指示剂。

    【反思与评价】学生发言的积极性十分高涨，很快提出了用浓度10%、20%、30%的Na2CO3溶液进行实验，且将两种变为红色和变为绿色的溶液倒在一起，有的变为紫色，有的变为蓝色，学生的思路不断得到拓展，学生的创新热情越来越高。

    【表达与交流】生活中其他有色物质，如：胡萝卜汁、紫薯汁、苋菜汁等能否用作指示剂呢？

    将九年级化学教科书上的一些验证性实验改为探究性实验，既体现了教师教学行为的多样性，也充分调动了学生学习化学的热情，培养了他们的创新精神。

    三、进行验证性实验教学，培养学生的多向思维能力

    多向思维是一种立体思维，它告诉我们思考问题可以从多方向、多角度、多层次进行，从而形成解决问题的思路、方法。在思考问题时，善于利用多向思维，可以突破“点—线—面”的限制，从而使思路更加畅通;促进学生善于随机应变，打破常规和定式。

    例如，人教版九年级化学教材中，用实验验证酸和碱之间的中和反应，学生设计了许多的实验方案，如下：

    方案一 向NaOH溶液中先滴入石蕊溶液，再加入稀盐酸

    方案二 向NaOH溶液中先滴入酚酞溶液，再加入稀盐酸

    方案三 取NaOH溶液于烧杯中，测其温度为T1，再加入稀盐酸，测其温度为T2

    方案四 向稀盐酸中先加入足量的NaOH溶液，再加入铁钉

    方案五 向稀盐酸中先入足量的NaOH溶液，再加入Na2CO3固体

    方案六 向NaOH溶液中先加少量Na2CO3固体，再滴加稀盐酸

    方案七 向NaOH溶液中先入足量的稀盐酸，再滴入酚酞溶液

    学生们设计的实验方案数量超过了我的课前设计数量。特别是方案六，我带领学生们做实验，发现此实验方案很难出现预期的现象，若改成定量实验则能达到目的，但又会因此加大难度。我引导同学们对上述几个实验方案进行讨论，结合科学探究实验设计的基本要求，通过对七种实验方案的综合比较、判断，确定了最佳实验验证方案（从操作的简易程度，现象是否明显等诸多方面考虑，方案二为最佳）。

    四、实施科学探究实验教学的反思

    （一）注意科学探究实验的条件

    探究性实验要考虑四个条件：（1）学生对科学探究实验有一定的知识、方法储备;（2）科学探究实验内容不应超过化学课程标准，可以“起点高，落点低”;（3）教师要充分利用课余时间带领学生准备、进行实验。（4）科学探究实验结束后要及时总结反思，并要求学生将实验过程转化为小论文等形式的文字稿。

    （二）增加学生动手实验的次数

    随着动手实验次数的增加，学生们能很快熟悉科学探究的过程和方式。这样，在探究实验过程中，学生们就能更好地发挥主观能动性，从而更高效地达到实验目的。

    （三）鼓励学生寻找实验代用品

    我们身边的衣食住行蕴含着丰富的化学知识，教师可增加学生动手实验的机会和次数，发动学生多利用身边的一些日常生活中的物品，来进行课本上的科学探究实验和一些家庭小实验。

    总之，学生科学探究能力的培养不是一朝一夕能完成的，必须通过教师长期的课堂教学的渗透和学生亲手实验的全面锻炼，理论结合实践，才能得到满意的结果。

    参考文献：

    [1]陈进前.改进化学实验教学，培养科学探究能力[J].教学研究，2004（10）：1314.

    [2]赵坚志.化学实验方案的设计与创新思维能力培养[J].教学研究，2012（6）：4344.