论优化设计在中学化学实验探究课教学中的应用
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作者: 王 锟
中学化学既要培养学生动脑思考问题和利用化学知识解决实际生活问题的能力，还要训练学生的动手操作能力，这是化学的特色之一。化学本身是一门以实验为基础的科学，实验是化学学科的生命线。化学教学是以试验为依据、以理论为先导，通过对化学知识的学习，对实验过程的观察、记录，对问题的分析、理解、概括、综合，以达到形成概念、掌握理论、启迪心智、陶冶情操的目的。下面，笔者就中学化学实验探究课的设计作些探讨。
一、实验探究的内涵
通过实验探究我们想让学生获得什么？在化学教学中，我们更想让学生通过具体的实验活动，体验科学探究的过程，培养他们的探究能力，形成科学的态度和价值观。科学探究的过程有很多，在化学教学中我们主要通过实验和学生活动去体现这一过程。
科学探究的过程包括研究与结论、反思与评价、表达与交流。当然科学探究过程未必完全是上述过程，这仅仅是科学探究的“形”；科学探究中更重要的是它的“神”，即科学态度和科学精神，其中包括求知、进取和求实，求知是科学探究的先导，进取是科学探究的保证，求实是科学探究的基本要求。在教学中，教师往往更关注科学探究的“形”。可能我们会有这样的想法：在教学中，对于试验或实际问题，学生只是经过了实际上是在教师设计好的步骤中进行的虚假的探究活动，并没有形成科学的态度和价值观。形神兼备才能使教学中的科学探究过程有意义，让学生把“想”与“做”结合起来，使学生在过程中真正有自己的体验。
二、教学设计过程
1.构建情境，形成认知矛盾。
苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在儿童的世界中，这种需要更为强烈。”科学家的探究过程都是从问题开始的，是因为他们有探索未知世界的好奇心，有批判性的眼光，所以他们能够通过已知思考未知，这就是基本科学素养。但实际上我们很多人都没有这种素养，都缺乏探索的欲望和批判的眼光，都只习惯于接受，因此我们进行的活动往往是被动的。在教学中，更应该注意情境的设置，一个好的情境能够使学生产生无知的感觉和解决问题的愿望。
针对课程内容，我们应该注意问题情境的构建。这些问题应该具备下列特征：含有与我们的观念或现实相冲突的事件，并不是每一个疑惑都可以成为问题的。可能某个疑惑之所以成为疑惑仅仅因为我们不知道答案，然而要解决它却并不需要新的概念，因而没有进行探究的必要。从这个意义上讲，一个好的问题应该具备以下几点要求：问题应该能激发学生“求知”心态，使学生产生解决问题的愿望；问题应该有足够的复杂性，包含许多相互关联的部分；问题应该具有针对性，能够引出我们要学生理解的相关概念、原理；问题能促进学生的合作学习；问题有助于学生作出可检验的预测，并随时反馈和评价。
2.学生探究，发现新知。
应该让学生亲自动手去做实验（可以分组实验），而不是教师演示，体验过程不是说出来和听出来的。在“做”中“学”，在“学”这“做”，才能使教学真正有效。这里，教师应该引导学生进行合作分析，以分组讨论的形式让学生找到解决问题的正确答案，然后通过合作的方式完成课本上的实验，或在此基础上设计新的补充实验去探究。
学生根据假设――氯气可以与水反应，组织小组成员设计方案。在设计中他们将会遇到很多问题，这些问题将对其自身思维形成冲击：氯气通入到水中，可能溶解于水，可能与水反应；氯气如果能与水反应，将会看到什么现象？这个现象能否支持做出的假设？如果不能，还需要什么过程才能证明？在一步步做实验和探讨的过程中，学生通过自身经验与新问题的撞击，通过和同学之间思维的交流，感受到探索过程的艰辛与乐趣。
3.分析数据，解释现象。
在收集到一系列的实验数据和观察到一系列的实验现象后，引导学生对实验数据和实验现象进行分析，用已知的知识去感悟未知的东西。在这里应该注意设计有层次的问题去引发学生的思考，因为学生单纯的行为参与并不能引发起高层次的思考，只有有价值的问题才能使学生有深层次的认知，从而促进学生的全面发展。问题应该具有层次性和开放性，使得每个学生都可以根据自身对实验的体验讲出自己的意见。
教师应该利用好的问题情境，引导学生构建自己的知识体系，帮助学生解决问题。比如，在本实验中HCIO的性质是学生在已有的知识基础上无法探究的，在这里教师应该补充或建议学生补充实验进行进一步的探究活动，同时将知识进行小结和深化。
4.教师、学生评价。
教师应提出适当的应用问题来激发学生进一步思考，学生则将已建立的科学概念和学会的科学方法加以应用。比如，可以布置更加开放的探究问题：探究水的净化。鼓励学生进一步感受生活，理解化学知识在生活中的应用，同时锻炼自己的探究能力。
5.问题讨论。
（1）探究过程中学生的收获
探究既是学生学习的目标，又是学生学习的方式。在学习过程中，只有使认识过程、情感过程和意志过程得到协同发展，才能收到好的效果。探究学习，可使学生得到全面发展。
（2）获得亲自参与研究探索的体验
通过类似科学研究的学习活动，学生获得亲身的体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、努力求知的积极态度。
（3）培养发现问题和解决问题的能力
实验探究学习是围绕一个相对复杂的问题来进行的学习活动，在学习活动中，教师引导和鼓励学生发现和提出问题，设计解决问题的方案，引导学生在实验中通过分析、比较、研究得出结论。
（4）学会交流合作
构建相对复杂的问题，使得一个学生很难独立得到比较完善的结论。在探究学习中，学生之间通过讨论、交流，分享对问题的看法和解决方案，感受到合作学习的乐趣，培养他们的团队精神。
（5）形成科学的情感态度
在学习过程中，学生通过提出假设、试验探究、搜集资料、得出结论、交流反思等过程，可以认识到进行科学研究要有踏实、认真、实事求是的态度；在探究中，要学会尊重他人。通过学习和训练，学生会逐渐养成严谨、求实的科学态度，不断进取的科学精神。
6.教师在实验探究活动中的作用。
（1）教师作为设计者和指导者
教师是实验探究活动的主要设计者。学生在探究的初期，对探究的过程和方法存在不全面、不安全等因素，教师在探究活动过程中应该引导学生共同探讨，排除不安全因素，创设问题情境，激发学生的探究欲望，并对探究过程作出合理有度的指导。
（2）教师作为参与者
教师在实验探究活动中的参与，是一种“催化剂”的作用，教师的任务是帮助学生去探究，而不是代替他们去探究。必要时，教师可以通过提供新信息，引导学生集中于某一问题或提出新的问题来推动探究的进行。
运用探究式教学可以改变教学机械沉闷的现状，能激活学生的思维，给学生提供一个敢想、敢做的空间，让课堂充满生机，使师生双方处于平等、民主、自由、公正、宽容的氛围中，师生之间是鼓励和帮助的“伙伴”关系，使教师成为学生中的首席者，双方互相接纳、互相敞开、互相理解，从而达到共享知识、共享智慧、共享人生价值的目的，真正摆正教学过程中教师的主导地位和学生的主体作用，使课堂教学达到理想的效果。
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