新课程体系下基于研究性学习的化学实验教学

黄庆云

摘要：在新课程改革实施的过程中，随着校本课程的开发，作为培养学生创新精神和实践能力的研究性学习，体现在化学实验教学中应是一种动态、开放、自主、多元的学习。为学生创设情境。提供条件，引导探索，形成完整的认知结构；研究与接受并重，重构教学结构，开展基于研究性学习的化学实验教学，培养学生多元思维能力、知识建构能力、建构科学思维方法、激发学生的学习热情、培养解题能力、培养严谨科学态度。

关键词：新课程改革；研究性学习；实验教学；能力培养

随着新课程改革的推进，教师要在实验教学中增加实验的探究性，突出学生的主体性，培养学生创新精神和实践能力，将实验教学中的“政策的课程”变为“习得的课程”，将“理想的课程”变为“课程的理想”，从而形成实验教学和研究性学习的有效整合。可是当前化学实验教学由于受传统观念的束缚，化学实验教学还面临两大热点：一是根据新教学理念，市视和改进传统实验教学；二是扩大实验的教育功能，增设基于研究性学习的实验教学。

一、审视传统化学实验教学的弊端

传统的实验教学理念纯粹是为了知识的掌握和巩固，为了技能的熟练和运用，为了验证知识而进行实验。教师从不考虑如何把实验教学与学生的发展联系起来，没有提供机会让学生参与实验探究活动过程、对实验结果作出分析、评价等，每次实验只让实验沦为知识灌输的附庸或点缀，忽视实验中的探究功能，严重影响了学生的学习质量和积极性，这样的实验根本不利于学生发现和解决问题，不利于学生能力的培养，更不利于创新思维的发展。确实，传统的实验室也只能为学生的验证性实验提供简单平台，很难为学生创设探究的环境，实验药品没有可供选择性，学生在实验室内活动时间少，探究学习的机会更少，实验室内的器材设备不能适应新课改的需要，其实实验室的座位安排本身也不利于探究讨论，传统的实验室建设更不能满足研究性学习活动的需要。

传统的实验模式是基于传统的“灌输式”、“填鸭式”教学方式，忽略了观察实验的整个过程，也即忽略了学习的过程，忽略了学生这一主体，甚至可以说是带有应试教育的目的性，因为它几乎是直接告诉了学生实验的结果，这样的学习有什么快乐可言呢?学生的成就感也只好停留于默写一百分上，却永远不能说“我发现了……”这种模式过分偏重于验证性，偏重于实验的结果。传统实验教学的现实的确重理论、轻实验，回避难做的实验；对实验仪器的许多缺点熟视无睹，不去革新研制，甚至过分夸大在电脑上制作的课件，以此取代实验操作；学生动手机会少，知识被动接受。照本宣科，照方抓药。不是真正意义上的实验，虽然每个实验操作都能顺利通过，但印象不深，过后就忘，学生在实验过程中，意识的创新、探究思维的开拓一定程度上受到压抑。

二、增设基于研究性学习的化学实验教学

教师要指导学生从教材、课堂、学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似科学研究的方式结合化学实验教学，帮助学生获得知识和技能，提高学生的研究能力和创新素质；教师在化学实验教学中要吃透教材中相关实验知识点的内涵和外延，找出可以放大、深入、延伸、开发、创新之处，以备选题拓宽眼界，并根据实验设计开放性、探究性、综合性、多样性和实践性的特点，遵循可行性原则和创造性原则，开展师生互动的小课题研究，从而有效地培养学生的综合能力。

1演示实验研究化，培养学生多元思维能力

中学化学实验多为验证性实验，学生探索欲望和对实验的神秘感往往会消失，学生实验常常思维单一，缺乏创造性。变验证性的演示实验为研究性实验，使感性认识得以升华，如果教师能积极创设情境，鼓励学生思维发散，进行多方位、多角度思考、探索、想象，从而提出多种设想和解决问题的方案，在此基础上，再引导学生进行思维收敛，确定解决问题的最佳方案，这不仅能培养学生的实验基本操作技能，而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性。在实验探究过程中，学生可以将实验过程与思维过程有机地结合在一起，演示实验的形式才会变得活跃，实验的内涵将会变得丰富，从而培养学生创新能力。

例如，学生在观察制备Al(OH)，实验时，往A1C13溶液中滴入NaOH溶液有白色沉淀生成，稍过量的NaOH滴入沉淀就会消失，而改用氨水代替NaOH，过量加入还可得到Al(OH)，沉淀，再加盐酸沉淀溶解，通过观察说明Al(OH)，具有两性，A1C13－A1(OH)3－NaAl02。通过研究性学习，可以培养学生在观察实验现象时，既注意色、态、味等明显现象，又要仔细观察探究隐蔽的现象，既能找出混淆现象的异同点，又能说明产生异同的原因，透过现象看本质，培养学生多元思维能力，提高学生的科学素养。

2实验知识过程化，培养学生知识建构能力

自我建构是对学到的知识进行深加工的过程，是学习素养的升华，在掌握了新的知识后，及时引导学生将新知识进行归纳整理，将新知识纳入自己的学科知识体系和方法知识体系，学生知识获取的过程也就成了一个科学研究的过程，是提高学习能力的过程，强调了知识的获取过程，而不是把获取知识当成学习的结果；在实验知识的教学过程中，让学生进行“背景式”、“相关式”、“难点式”、“尝试式”内容的思考，即收集相关内容的背景资料与知识，列出难点启发思考，建立平等、互动、合作的新型师生关系，加以点拨，通过独立思考，在感性材料基础上通过科学的抽象，形成概念，做出判断，激发兴趣，启迪思维，进行推理。

例如，在做铜与浓硝酸反应实验后，让学生列举出缺点：生成的二氧化氮较多，污染空气；只有等铜或硝酸消耗完，不然反应无法停止。然后提出问题：用什么方法制硝酸铜既可以节约硝酸，又可以减少污染呢?学生不断考虑实验的每个过程，通过积极的思维活动，最后列出方法。①正确选择硝酸浓度；②及时移去反应物；③减少铜片质量；④将此装置改成类似制氯气的装置；⑤用试剂吸收二氧化氮；⑥将铜片改成铜丝，绕成螺旋状伸入试管底部与浓硝酸接触，另一端伸出试管外；⑦将浓硝酸装入u形管，一端塞上橡皮，另一端塞带铜片的橡皮。

3学生实验探索化，建构科学思维方法探索性实验的特点是：学生在不知道结论的情况下，以教师所给的一系列启发学生动手、动脑的问题为指导，进行实验并探索结论；探索性实验不仅是停留在使学生获得实验的基本操作技能上，更为重要的是学生通过实验得到了科学方法技能和科学思维的培养。使研究性学习在实验教学中得到正确的运用，要开创“创设情境、以情激趣、以趣激学、教学直观、主动发现、自主发展”的实验教学模式，做到管而不死，放而不乱，获得亲身参与研究探索的体验，培养学生动手能力。

例如，回收银的实验，学生按以下步骤进行：①收集破镜子和开水瓶胆，洗净；②应加酸溶解，生成可溶

性盐；③查阅资料，根据性质要用氧化性酸HN03溶解；④设计实验方案；⑤利用锌比银活泼发生置换反应，将附在表面的银刮下，并用盐酸浸泡，洗净并干燥，使学生认识到化废为宝、资源的可再生利用，培养了动手能力，实事求是的科学精神与合作精神，巩固了基本操作技能。

4课外实验生活化，激发学生的学习热情

化学实验教学生活化，最主要的取向是借此消除教学与生活、社会实践之间的隔阂或对立，推出“从学科走向生活，从生活回归学科”的教学模式，激发并保持学生的学习兴趣，将学生生活中的点滴带进学科实验教学中，通过从自然、生活到学科的认识过程，让学生领略自然现象中的美好与和谐，以生活中的美丽元素培养学生热爱地球、热爱大自然和热爱生活的情感，激发学生的学习兴趣。在生活中结合综合实践研究性学习开展化学课外实验活动，为巩固和拓展实验知识，可布置课后“观察式”、“动手式”、“调查式”作业，培养学生独立自主和合作精神，调动积极性，激发创造性。如生活中的几种简易水处理方法研究、关于含碘食盐的日常保存的研究、如常见含银废物中银的回收研究、关于延长电池寿命的研究等等。

5实验考查综合化，培养学生的解题能力

学生在设计实验时，首先是模仿、移植现有的实验方案，然后联系所学的有关知识。学生研究性学习的一般步骤：提出设想——收集资料——实验或调查——结果处理——形成成果——交流和展示，探索逐步在设计中展现自己的个性，在矛盾——探究——深思——发现解决的过程中，具有一定的创新性，培养解决问题的能力。

例如，在离子鉴定实验中：怎样设计用实验证明氯酸钾中含有钾、氯、氧三种元素?通过教师提示，学生用所学知识分析，KCl03受热分解产生气体能使带火星木条复燃，证明其中含有氧元素；在剩余固体(KCl)中加水配成溶液，分成两份，一份加入AgN03和稀硝酸，有白色沉淀(AgCl)生成说明有氯离子；另一份进行焰色--反应，看到浅紫色火焰证明有钾离子。

教师要从经验型向研究型转变，把探索主动权交给学生，善于编制研究性、开放性试题，以封闭题出发引申开放性信息题，以实际问题为背景、体现应用价值的自然科学发展动态编题。

6定性实验定量化，培养学生严谨的科学态度

研究性学习的核心是在于它促使中学生通过研究相类似的认知方式和心理过程进行学习，从定性向定量化考虑，培养一丝不苟的科学态度。

例如，研究以铝、稀硫酸、氢氧化钠为原料制取氢氧化铝，设计最佳方案。若定性考虑第一方案为先使铝与稀硫酸反庆生成硫酸铝，再与氢氧化钠反应(2AI+3HzS04=A12(S04)3+3H2 6NaOH+A12(SO４)3=2A1(OH)3+3Na2S04，第二方案为先使铝与氢氧化钠反应，生成偏铝酸钠，再与硫酸反应(2AI+2NaOH+2H20=2NaAl02+3H2T 2NaAl02+H2S04+2H20=2A1(OH)3+Na2SO4)，两方案都可行，但从量上比较，制得相同质量的氢氧化铝消耗的铝相同，而方案一消耗的硫酸与氢氧化钠都比方案二多，还较多生成了副产品硫酸钠，按常规选方案二。为了突破定势思维，研究一个更为节省试剂的方案，引导学生用方案一制得的硫酸铝与方案二制得的偏铝酸钠直接以1：6的量进行反应，制得氢氧化铝，为最佳方案。

总之，在新课程下的实验教学中要改变学科课堂教学模式，提高学生参与程度；讲究实验教学策略的设计，以发现法为教学指导思想，培养学生自主学习能力，全面优化教学过程；以问题解决为基本模式，增加实验实践性探究、综合实验题。在进行实验研究性学习过程中，教师是组织者、参与者和指导者。实验教学策略设计过程中要处理好几种关系：学生主体性与教师主导作用的关系；基础知识学习与研究性知识学习的关系；继承与创新的关系。