您好, 访客   登录/注册

验证性实验与探究性实验的整合

来源:用户上传      作者:

  化学实验可以分为两类,一类是验证性实验,另一类是探究性实验。为了更好地进行实验教学,澄清部分教师对这两类实验的模糊认识,克服在实验教学设计中存在的认识偏差,本文试图从不同的角度分析阐明两类实验的区别。
  
  1 两类实验的区别
  
  探究性实验是指探究研究对象的未知性质,了解它具有怎样的组成、有哪些属性和变化特征,以及与其他对象或现象的联系等的一种实验。它根据实验的目的,利用已知的、外加的因素去干扰或扰动研究对象,看它会发生怎样的变化,出现什么样的现象,产生怎样的结果。这种实验一般都具有试探的性质。
  验证性实验是指对研究对象有了一定了解,并形成了一定认识或提出了某种假说,为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。它注重探究的结果(事实、概念、理论),而不是探究的过程。验证性实验给我们传递这样一个信息:了解一个发现和如何把一个发现结果应用到一个确定的问题上,比直接学习如何发现要重要得多。
  1.1 教学目标不同
  探究性实验以学生获取知识和技能、培养科学探究能力、体验情感为教学目标,它不仅仅关注“正确的实验结果”,更重要的是使学生经历获得实验结果的探究过程,并在这样的过程中受到科学方法的训练,形成科学的态度、情感和价值观。探究性实验始于一个有刺激性的问题或引起关注的现象等,探究的过程受一个为了理解的事实或解决一个问题时的好奇心所驱动,由于探索结果是未知的,学生的兴趣和积极性都很高。
  验证性实验以训练学生的实验技能、验证基本理论原理为主要目标,如注重培养学生的使用和装配仪器、实验操作、实验观察、实验记录、数据处理和计算等技能,因此在实际的教学中,强调操作技能的程序化和规范化。学生们所能做的就是按照已经设计好了的实验方案,去检验一个已知的结果是否正确。学生处于被动的接受地位。
  1.2教学模式不同
  根据科学研究的一般过程和具体教学内容的特点,探究性实验的教学模式主要有两种。
  模式1:问题假说――实验事实――推理和判断――验证假说――结论――应用
  该模式以假说的提出及验证为主要内容,假说是根据已知的实验事实和科学理论提出假设,并对未知的自然现象及其规律进行推理和判断,在此基础上,运用直觉思维、逻辑分析等手段构成一个新的组合来解决新的问题。它能最大限度地发挥学生的主动性和创造性,培养他们解决问题的能力和探究能力。
  模式2:创设情境――发现问题――设计实验――实验探究――科学抽象――结论与应用
  在实验探究的教学过程中,教师通过创设问题情境,使学生明确探究发现的主题,然后设计实验实施方案,在实验和探究的基础上,准确地获得正确的、符合实际的事实和现象,随之利用这些现象和数据,进行思维加工并得出科学结论。元素化合物知识,化学概念、定律、原理,有机化合物知识等,均可采用这种模式来获得。
  在上述两种教学模式中,根据学生主体活动的程度,又可分为引导探究和开放探究两种形式。引导探究的教学模式是教师提出问题,学生提出假说,引导学生朝着教师预先设计的方向提出实验程序,预测可能的结果。学生进行实验,并获得实验数据,分析解释实验数据,得出结论。学生提出新的问题来检验已得出的结论,有时还需进一步做实验。这种模式是已被教师构建好的,但允许学生在假说和数据解释的范围内去创造。教师的引导并不是刻意的引导出一个唯一的结果,而是让学生在探究过程中理解科学、获得知识。
  1.3 教学实施的一般程序不同
  在探究性实验中,教师对实验程序不作详细指定,要求学生根据自己的思考,选择实验材料,设计实验方案和步骤。一般的程序是:提出问题(教师创设问题情境,教师或学生提出问题);猜想与假设(在教师的引导下,学生通过查阅书刊、浏览各种资料或上网等途径,筛选其中有用的信息,大胆提出自己的猜想假设);制订计划(根据猜想假设,设计合理的、详细的实验探究计划,并就猜想和假设设计出实验的方案,教师检查学生的方案,给予适当的指导);进行实验并收集证据(按实验步骤进行实验,收集、记录实验数据);解释与结论(对实验数据进行处理和分析,得出结论,并与实验前的猜想假设进行对比,再对结论进行分析,进行小组或班级讨论,讨论收集的数据和对数据进行的解释,发现问题,提出进一步实验的建议);反思与评价(在教师的指导下或通过与他人讨论,对实验探究活动进行反思,发现自己与他人的长处及存在的不足,然后提出具体的建议改进自己的探究活动);表达与交流(用口头或书面等方式表达探究过程和结果,让各个小组进行交流和讨论,虚心倾听别人的意见,互相促进,进一步完善整个计划)。
  验证性实验,采取“照方抓药”式的操作,实验材料、实验步骤是设计好的,时间是已定的,一切都是按教师的指令进行,学生做实验时,没有机会也没有必要去思考、询问和尝试。教学的一般程序是:教师引导学生回顾需要验证的概念或科学结论,提出注意事项,或针对学生普遍容易出现错误的实验操作进行示范;然后学生按照教师或教材上指定的步骤,按部就班的操作、观察、记录;完成并填写好实验报告。
  1.4 教学内容和教学时空
  从时空范围看,验证性实验只限于教室、实验室等,而探究性实验不仅在实验室,还可延伸到校外(科技活动中心、高校或国家实验室和图书馆、网吧、化工企业研究室、工厂、农村等)。
  验证性实验的教学内容来源于教科书,而探究性实验的内容既可以是出自书本的,也可以是来源于社会和生活实际的,往往更注重后者。
  验证性实验一般伴随对概念、原理进行分析、讨论或者在学完某一知识点之后进行,时间从几分钟到1节课。探究性实验则往往安排在概念、原理的学习之前,以此推动对化学概念和原理的讨论。根据探究性实验的难易程度,所用的时间差异很大。引导探究一般需要的时间相对较短,而那种具有跨学科性质和利用社会考察活动的开放性探究性实验则可能需要几天甚至数周的时间。
  
  2 验证性实验与探究性实验的融合
  
  从上述分析、比较中可知,两类实验各有特点,在化学教学中有着各自不可替代的作用,如验证性实验有利于在较短的时间内获得更多的知识,对学生实验技能的训练规范化、程序化,能落到实处等;应当承认,验证性实验是一种非常重要的科学实验方法,在中学化学中引入验证性实验,可以使学生了解科学研究的一种方法,认识到科学理论或发现都必须经过验证才能被确认;并且,学生在完成验证性实验的同时还可体会得到结果的乐趣,加深对知识的理解;所以说验证性实验的作用是不可忽视的。
  但是在初中,由于受学生掌握的化学知识和技能的限制,通过简单现象来验证结果、对于过程和方法照方抓药的验证性实验过多,没有真正发挥验证性实验的作用,容易造成学生不能正确认识科学的研究方法。探究性实验有利于理解科学过程和培养科学探究所需要的能力、思想方法、行为方式和价值观念。所以,改进验证性实验,增加探索、研究性实验是非常有必要的。但过分强调探究性实验而对验证性实验加以排斥,也很容易走人另一个极端。化学教育工作者应很好地理解两类实验的涵义和本质区别,树立探究教学的理念,大力提倡探究性实验教学,同时不随意摒弃验证性实验,使培养学生的创新精神和实践能力真正落到实处。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-9604876.htm