将实验创新纳入探索式教学中，本文主要内容关键词为：式教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
我们备课组从2002年使用人教版的新教材起，就开始尝试新的教学理念——探究式教学。我们结合新课程和新教材，引入和补充了一些为探究教学服务的实验，设计了一些促进创新性思维的实验，也改进了一些实验，其中有很多宝贵的经验，亦有一些失败和不足。经过第二轮的试验和研究，在探究教学中实验的运用和创新上，总结出一些体会。
一、实验在探究式教学中的作用
我国基础教育课程改革的一个重要目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受、大运动量反复操练的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。
美国《国家科学教育标准》中对科学探究就是这样表述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”
学生的探究学习一定以问题作为起点，“问题”在探究式学习中的重要性，主要体现在它对学生合适与否，而不在于它是否一定是由学生探究得来的，那么问题的设置应由教师在教学实践中经过研究得出，同一个问题（专题）可能会有不同的探究角度，学生可以在教师的引导下进行高度探究式的学习活动。因此，在化学学科中，通过实验收集证据、解释现象和得出结论是探究式学习的关键处。
刘知新教授指出，探究在课堂中的3种作用：
(1)为教师提供一个教学生解决问题的途径；
(2)为学生提供实践和经受锻炼的机会；
(3)有助于改变传统的以教师讲授为主的教学方式。
学生需要探究式学习，教师就要使用探究式教学，因此，新的教学方法应运而生。探究式教学是以解决问题为重点，以充分调动学生主动性、积极性为前提，以发展学生的思维能力和创造能力，教会学生学习为目的教学模式。好的问题情境能启发学生的思维，在探究过程中能培养学生的能力。
著名科学教育家施瓦布建议科学教师考虑下面的3种实验方式：
(1)学生根据实验手册或课本教材中提出的问题及研究方案进行实验，以发现问题与课题之间尚属未知的联系；
(2)教材只提出问题，研究方案和问题答案留给学生自行提出；
(3)学生在没有课本或实验室提供问题的情况下，直接面对现象提出问题、收集证据，并根据自己的研究提出科学的解释，这是一种最开放的方式。
由此看来，探究式的模式有多种，我们在教学中尝试采用多种模式，如“实验引入、原理分析、理论指导、实验验证、知识应用”模式；或“假设—实验—探究—结论”的模式等，可见实验的重要性是不言而喻的。我们不仅要引导学生实验操作、观察实验现象，还要通过现象发现问题，并能挖掘出本质的东西，进而解决问题；不仅在老师的引导下完成课本或教师提供的实验，还要培养学生能自己设计实验方案；不仅在老师的引导下学会处理信息、还要培养学生具有获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。
在这几年的试验中，我们体会到实验教学本身就蕴含着探究，探究的过程需要实验来支持。化学实验产生出可研究的问题，又能提供给学生感性材料，而实验不一定难做或复杂，关键是教师如何运用、引导和重组，同时也需要教师和学生共同进行实验创新（包括实验方案、实验原理和装置），使学生对观察到的现象进行本质分析和探究，从而完成对某个知识的认知，或对某个概念的建立，这是学生探究过程也是学习过程，从感性到理性的上升过程。
二、实验创新在探究教学中的实施
1.将教材中安排的实验应用于探究教学中
教材中安排的实验科学性强、易于操作，现象明显，具有很强的信息资源。如何让教材中的实验在探究问题中为师生所用，是需要深入研究的。
课例1 氯水的成分与性质
【展示】1瓶饱和氯水。让学生观察。
【引言】同学们，请你们观察和推断一下，氯水中可能有哪些微粒呢？你的依据是什么？
【追问】除了有水和氯气分子以外，还可能有哪些微粒？
你怎样设计实验验证你的结论？
【学生讨论】
【结论】有
和
【学生实验】
(1)向盛有氯水的试管中滴加硝酸银溶液，然后滴加硝酸；
(2)向盛有氯水的试管中滴加紫色石蕊试液。
【过渡】实验(1)如我们预期的一样，为什么实验(2)先变红又褪色了？说明了什么问题？
【设疑】氯水中可能哪种物质具有漂白性？到底是哪种物质具有漂白性？请同学们设计实验加以证明。
【演示】将一长条红纸（不要用电光纸等），一半用水浸湿，一半干燥的，然后放入盛有干燥氯气的试管中。
【问】HCIO不稳定，分解生成什么呢？
【观看】自己用DV拍摄的光照氯水分解的短片。同学们推断一下，生成的气体可能是什么？
【讨论】氯气？氢气？氧气？学生提出检验的方法。
【结论】氯水的成分与性质。
课例2 电解原理
【设问】我们已学习过氯化铜溶液的电解：
（学生板演化学方程式）那么电解饱和氯化钠溶液可得到什么产物？
【学生】（仿写）
【演示实验】电解饱和食盐水。
【设问】实验事实与设想不一样，阴极产物是
而不是Na！氢气从何来？
（用实验暴露认知上的矛盾，让学生产生强烈求知欲望，一个良好的问题情境产生了。然后，利用对实验现象逻辑的分析，再次暴露认知上的矛盾，产生第二个情境）
【讨论】实验事实告诉我们，阴极上生成的不是我们设想的金属钠而是氢气，氢元素只能来自水，显然，在电解时，溶液中的水也参与了反应，因此电解质在水溶液中电解，要考虑由水电离出来的和
。
【追问】那么，在电解过程中，氢气是怎样产生的？
电解氯化钠溶液与电解氯化铜溶液从离子角度思考区别在哪里？
【讨论】（互相补充后）只有2个可能。
要么是生成的钠与水反应，要么是水电离出的直接获得电子。
【追问】从实验现象分析哪一个解释更合理？
【讨论】教师适时启发引导，由学生自行总结出阳离子在阴极上放电次序。
（形成第一个结论后，请学生按照总结出的规律，讨论硫酸铜溶液的电解。
学生必然遇到难点，无法判断阳极电解产物是什么，再次制造矛盾，引导学生
“用实验探究”，利用创设的情境培养科学思想，进入下一个环节的“实验—探究”。）
【学生实验】电解硫酸铜溶液。
【设问】实验告诉我们，在阴极放出了氧气。
是
还是由放电形成的呢？
（再创设情境，学生议论，引导学生设计实验证明）
【讨论】（设计实验方案）可用实验检验电解后溶液的pH是否有变化。
【归纳】两极分别滴加酚酞试液，分析实验结果，总结出阴离子在惰性阳极上的放电顺序。
这2个课例都采用了教材安排的实验，由于是在探究的情境中完成的实验，取得的效果大不相同。
2.设计新的实验方案应用于探究教学中
在探究学习中，有些实验的引入是要根据所探究的问题设计的。这些实验往往是学生了解的和熟悉的，实验在整个探究过程中起到验证的作用。有些知识的学习，教材中并没有安排实验，为了能够给学生一个探究学习的情境，我们需要引入一些实验内容和实验方案。
课例3 离子反应
【设问】从初中的化学知识，我们知道NaOH和HCl会发生反应，又知道在溶液中NaOH和HCl都是以离子形式存在，那么，当它们相互反应时，实际上真正发生反应的是什么微粒？（提出探究的方向）
【设问】怎样用实验来验证这个问题？请思考设计思路。
【讨论回答】用实验证明反应后有些微粒“消失”了，有些微粒依然存在。
【引导】根据同学们的设计思路需要设计3个实验。
证明：(1)这个反应确实发生了；
(2)反应后溶液中仍然有带电的微粒；
(3)溶液中的粒子是什么？
【讨论实验方案】
用酚酞试液证明问题(1)；用导电性装置证明问题(2)；用
和
解决问题(3)。
【分组完成实验】
【讨论现象实质】滴有酚酞的NaOH溶液在加入盐酸后红色消失，因为酚酞可以指示的存在，所以说明反应确实发生了（反应后试管变热也说明反应发生了），并且参加了反应；中和后的溶液仍能导电，说明有些离子在反应前和反应后都存在，经检验，其中有，可见NaOH和HCl两种溶液的中和，实际上只是和结合生成了水。
【结论】方程式中只将实际变化了的、和生成的
表示出来就可以了，像这样的方程式就叫离子方程式。
课例4 浓、稀硫酸性质不同的原因探究
【复习提问】稀硫酸具有酸的通性，其原因与溶液中的哪种粒子有关？()
【问题情境】浓硫酸具有吸水性、脱水性、氧化性，稀硫酸不具有，与什么有关？
【学生讨论】结构不同、溶液浓度不同、粒子种类不同……
【评价】确定可能合理的解释如果是粒子种类不同，如何通过实验验证？
【设计实验】浓硫酸中滴入石蕊试剂验证氢离子
【实验操作】
【现象解释】是没有氢离子，还是浓硫酸有强氧化性，如何进一步证明或采用其他方法。
【设计实验】再稀释上述溶液、或将饱和氯化钡溶液滴入浓硫酸中。
【现象解释】
【结论】浓、稀硫酸微粒种类不同所以性质不同。
这2个课例是教师根据探究问题而创设、或引导学生创设的实验，实验本身都是学生掌握的，所以很自然地由学生在探究问题的过程设计、实施、得出结论。
3.探究教学改进实验方法
有些实验在探究教学实施的过程中，略显深度不足，或有更为理想的实验方法、方案，这样我们经过研究和操作，会在探究教学中引入最佳的实验方法。
课例5 压强对化学平衡的影响实验改进
在2个注射器中分别装入相同体积的二氧化氮和空气并与一个U型压强计两端相连接，同时推动这2个注射器增大压强，观察U型管内液面的变化。这样就很容易看到压强对化学平衡移动的影响。
实验时：向下推动连杆压进注射器活塞，注射器内气体压力同时增大，可见左管内液面上升，右管内液面下降，说明左管内气体压力小于右管内气体压力，其原因是：左管内的气体在压力增大的情况下，分子数目减少，而右管内分子数没有变化，在体积大致相相同的情况下，左管内气体压力小于右管内气体压力。左管内气体分子数量减少的原因是由于有更多的
转化为
，说明平衡向生成的方向，即分子数减少的方向移动。
向上拉动连杆，可见到相反的现象：左管内液面下降，右管内液面上升。通过分析可说明，当气体压力减小时，左管内的气体分子数增多，有更多的转化为，说明平衡向生成的方向，即分子数增多的方向移动。
通过这个演示实验的改进，使同学理解并认识，克服思维定势最有效的方法就是换位思维，从不同的角度来重新审视自己需要完成的任务。
4.预测物质性质设计实验
模拟科学家假设法，先假设物质的性质，然后由学生设计实验，操作、解释现象、质疑、再实验、得出结论。
课例6 预测过氧化氢的性质
【自学】教材高中第一册。
【问题情境】请预测过氧化氢具有哪些化学性质，依据是什么？
【学生讨论】弱酸性、不稳定性（教材）、氧化性、还原性（化合价）、漂白性
【设计实验】双氧水与酸性高锰酸钾溶液、溴水、KI溶液、品红试液、石蕊试剂。
【实验操作】
【解释现象】
【置疑】双氧水不能使石蕊试剂变红，如何证明其具有弱酸性？
【设计实验】用pH试纸测30%双氧水的pH。
【归纳】略
课例7
【问题情境】阅读“苯酚软膏”药品说明书，预测苯酚的性质
[性状]黄色软膏，有苯酚特臭味。
[药物组成]每克含苯酚0.02克(2%)。
[作用类别]皮肤科用药品。
[药理作用]本品为消毒防腐剂，其作用机制是使细菌的蛋白质发生凝固和变性。
[贮藏]密闭，在30℃以下保存。
[药物相互作用]不能与碱性药物并用。
[注意事项]
①6个月以下婴儿禁用，儿童必须在成人监护下使用。
②避免接触眼睛和黏膜。
③用后拧紧瓶盖，当药品性状发生改变时禁止使用，尤其是色泽变红后。
④连续使用一般不超过1周，如仍未见好转，请向医师咨询；涂布部位如有灼烧感、瘙痒、红肿等症状，应停止用药，洗净。
【学生讨论】有特殊气味、易挥发、有毒、弱酸性、还原性、与金属钠反应。
【设计实验】苯酚溶液与石蕊试剂、与NaOH溶液；液体苯酚与金属钠
【实验操作】
【解释现象】
【置疑】苯酚的酸性强弱？
【设计实验】苯酚溶液与
溶液、与
溶液；苯酚钠溶液中通
【归纳】苯酚的弱酸性不能使石蕊试剂变红，酸性比碳酸弱，能与NaOH溶液、溶液反应，不与溶液反应。（苯酚的其他性质略）
三、我们的做法
我们备课组在确定了这一研究课题，就把重点放在每一次的备课活动上，一般的操作步骤如下：
(1)在重点章节、重点物质、重点理论或概念教学中，进行分工，确定主讲教师。
(2)主讲教师选择专题或微格进行初步备课。
(3)将探究教学过程细化。
(4)收集查找资料、改进和增加实验。
(5)课堂实施。
(6)总结。
在教科研中，有些问题需要注意，如：①实验在探究教学中的选择和位置、实验的改进等，都要做到充分准备，同时要对课外及改进的实验进行反复研究和操作，确定其科学性和可操作性。②实验是为学生探究式学习、教师探究式教学服务的，要与探究知识的过程结合得恰到好处。
为了更有效地取得教研成果，且能得到同行教师的帮助，我们还积极参与区、校教研活动，撰写相关论文，并在公开课上展示将实验创新纳入探究式教学中。
·白无瑕“物质的量浓度”2005年11月区级示范课；2005年论文《高中化学教学新理念的建立——浅谈实验探究式教学》获市一等奖、全国二等奖；
·张薇2003年“压强对化学平衡的影响”实验改进获北京市二等奖；2003年论文《把握高考实验特点和趋向，强化实验复习中能力的培养》获京津沪川一等奖；
·荣顺杰2005年校级研究课“红砖中
的测定”、市级展示课“碱金属元素”；2006年北京师大附中展示课“
水中微粒推断与性质”、区级研究课“
的化学性质推测”、校级研究课“硝酸的化学性质”；2004年论文《浅析新课程标准下的教与学》获市二等奖；
·全芙君“碱金属”“苯酚性质”“原电池工作原理”“蛋白质”校级研究课；2005年论文《化学课堂上有效教学的提问策略》获市一等奖、全国一等奖。
我们将坚持携手共进，继续将新的教学理念渗透在教学中，继续研究探究式教学、研究化学实验，使学生能在教师的指导下，发挥主体作用，搜索信息、利用和加工信息，评价信息，以期加强学生用科学的方法和态度解决化学实际问题的能力，达到激活创新思维、提高科学素养的目的。