从化学实验教学中提高和发展学生的探究能力
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作者: 钱 兵
摘要： 新课程特别强调创新精神和实践能力的培养，而学生创新精神和实践能力的培养需要通过学生具体的探究活动来实现。因此，科学探究成为新课程改革所倡导的重要理念。实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动，它是科学探究在化学实验教学中的具体化。教师在化学实验教学过程中应发展学生发现和提出化学实验问题的能力、猜想与假设能力、化学实验设计能力。
关键词： 实验探究 化学实验教学 发展 探究学习能力
新课程突出强调创新精神和实践能力的培养，学生创新精神和实践能力的培养需要通过学生具体的探究活动来实现。因此，科学探究成为新课程改革所倡导的重要理念。它不仅是一种重要的学习方式，而且是学科课程的重要内容。教材作为课程的重要组成部分，不仅是课程目标得以体现并最终实现的一种重要方式和途径，而且是教师教和学生学的资源与工具。因此，教师应善于从教材中挖掘适合的内容，有计划地为学生开展探究学习提出要求和创造条件，引导他们开展探究性学习，从而实现学习方式的改变。
实验探究是指通过实验来进行的一种探究活动，它是科学探究在化学实验教学中的具体化。它是化学教学中最常见、最主要的探究活动，是化学实验教学中落实科学素养目标的重要途径，也是以实验为基础的化学教学观的具体体现。以下就谈谈本人在化学实验教学过程中发展学生的探究学习能力的几点做法。
1.发展学生发现和提出化学实验问题的能力
爱因斯坦曾说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”在化学新课程中，“提出问题”作为科学探究能力的重要环节受到高度重视。
1.1化学新课程中所倡导的化学实验问题，应“有探究价值”。所谓探究价值，是指化学实验问题一定要满足化学实验教学的主体――学生发展科学探究能力的需要，对提高学生的科学素养具有重要的意义和作用。所以，教师在设计实验探究问题时主要要考虑学生主体的需要，还要考虑学校是否具有实验探究的条件。
案例1：下列化学实验问题是否有探究价值？
问题1：食盐能否溶解于水中？
问题2：食盐能否溶解于其他溶剂（如：酒精、汽油、氯仿和苯）中？案例分析。
对问题1：由于学生在日常生活中已经有这方面的生活经验，因而对学生来说，这一问题过易，不具有探究价值。
对问题2：这一问题属于扩展性化学实验问题。对于问题中所涉及的溶剂，如酒精、汽油、氯仿、苯等生活中常见物质，对学生有探究价值，而且能为将来的化学学习打下基础。
当有探究价值的实验问题确定后，教师应运用一定的教学策略来发展学生提出化学实验问题的能力，如创设使学生发现和提出问题的情景。创设情景的目的是促使学生的已有知识与未知知识产生激烈冲突，使学生意识中的矛盾激化，从而激发学生发现问题、探究问题的欲望，产生问题意识，提出有价值的探究问题。
案例2：在学习氯气性质时，可以提出问题：为什么配制化学试剂不能用自来水，而要用蒸馏水？为什么不能用自来水来养鱼？自来水厂用氯气消毒，漂白粉、漂粉精等用于漂白消毒，学生往往是有生活经验的，但其中起到漂白和杀菌作用的物质及其原理是学生不知道的。以学生熟悉的日常生活经验来创设情景，引导学生独立地发现和提出问题，对于学生科学探究能力的发展是很有意义的。在此基础上又可以引导学生提出在日常生活中怎样保存漂白粉、怎样使用漂白粉才能使漂白效果更好等新问题，扩展学生的知识视野，使学生体会科学方法对于化学学习的重要性。
1.2营造和谐气氛，鼓励学生大胆质疑。在创设问题情景的基础上，鼓励学生大胆想象、质疑、勇于求异，主动发现和提出问题。对敢于质疑的学生给予及时肯定和表扬，努力建立一种平等、信任的新型师生关系，营造一种民主、和谐、宽松的课堂教学气氛，让学生消除思想障碍，敢于质疑。让问题成为学生感知和思维的对象，使学生在问题中求知，在问题中发展，不断提高发现和提出问题的能力。
1.3留给学生独立思考、独立发现和提出问题的时间和空间。引导学生在阅读中、实验探究过程中发现和提出问题，并给学生的思维过程发展尽可能地提供时间，避免因担心教学进度而出现的“师演生看”、“师讲生听”。
2.发展学生的猜想与假设能力
猜想与假设是实验探究能力的构成要素，是制定计划的重要依据，也是学生创新能力的重要体现。假设是对所要解决的问题提出的一种初步设想。当所要探究的问题确定以后，学生自然要思考如何解决问题。这时，学生就要从大脑中回忆或提取与所要解决的问题有关的经验和知识，对解决问题的思路或切入点等进行综合思考，并提出一些初步的设想。
案例3：钠、镁、铝的金属性随着原子序数的递增有什么规律吗？
已有的理论知识：元素原子最外层电子数由1至3，应表现出失电子能力由强到弱的特点。
假设：钠、镁、铝的金属性逐渐减弱。
实验检验：金属Na、Mg与冷水、热水的反应，Mg、Al与酸的反应，Mg（OH）2、Al（OH）3与强酸、强碱的反应等，尽可能多地设计实验方案并验证。
在教学的过程中，可通过具体的实验探究活动，使学生认识猜想与假设的重要性，体会到猜想与假设是化学实验学习的重要且具体的学习方式；通过创设生动活泼的实验教学情景，在实验探究的氛围中，自然而然地引发学生的想象力，引导学生主动、大胆地对所探究的问题进行猜想与假设。
3.发展学生的化学实验设计能力
所谓化学实验设计是指学生在实施化学实验之前，根据一定的化学实验目的和要求，运用有关的化学知识与技能、方法，对化学实验的仪器、装置、步骤和操作方法所进行的一种规划。化学实验设计对于发展学生的科学探究能力、提高他们的科学素养具有重要意义。在设计探究性实验时，要注意：科学性的原则，所设计的实验应该符合科学道理，不能凭空捏造；对照性的原则，要设计一个对照性的实验，要想这个实验更能够说明问题，一定要有正反两个方面的实验。
案例4：含有酚酞的氢氧化钠溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲生认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙生认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质。
分析：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则红色可能重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，则红色不可能重现。
实验设计：向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液，若红色重现，则是因为HCl和HClO的酸性所致；若红色不再重现，则是因为HClO的强氧化性所致。
发展学生的化学实验设计能力有如下教学策略：
3.1尽可能为学生提供进行化学实验设计的机会。能做学生分组实验的，就不用教师演示实验来代替。对于一些教材中的演示实验，有条件的学校可以改成边讲边实验，来增加学生的动手能力化学实验设计能力是实验探究能力的重要组成部分，进行化学实验设计的过程，也就是学生经历制定实验探究活动计划，发展实验探究能力的过程。因此，教师在化学实验教学中，要尽可能多地为学生创造进行化学实验设计的机会，使学生在化学实验设计的过程中体会实验设计的重要性，认识实验设计应遵循的基本原则，初步掌握化学实验设计的基本方法。
3.2增强发展学生化学实验设计能力的计划性。增强发展学生化学实验设计能力的计划性是发展学生的化学实验设计能力很重要的一个方面。教师应根据化学实验教学内容的特点、学生知识与技能的基础和能力发展水平，有目的、分阶段地制定化学实验设计能力的发展计划。
3.3鼓励学生对化学实验设计方案进行交流、论证、反思与评价。化学实验方案的设计通常通过实验小组人员讨论的形式来制定，但离不开教师的指导。因此，教师在化学实验教学中，要鼓励学生积极参与化学实验方案的设计活动，大胆地提出自己的设想，并主动与组内的同学、与教师进行讨论和交流。同样一个化学实验问题，可以设计出多种解决方案。在讨论和交流的过程中，教师要鼓励学生运用多种证据对自己的实验方案进行论证，引导学生倾听别人的设计方案和别人对自己的实验设计方案的评价意见，通过反思和自评，发现自己与他人的长处以及存在的问题，提出进一步完善和改进的具体建议。
参考文献：
［1］袁金华.课堂教学论.江苏教育出版社.
［2］钟启泉等.普通高中新课程方案导读.华东师范大学出版社.
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