如何培养学生的实验探究能力

赵冬梅

(呼兰师专附属实验学校,哈尔滨 150500)

如何培养学生的实验探究能力

赵冬梅

(呼兰师专附属实验学校,哈尔滨 150500)

探究实验是学生在实验和观察基础上,通过科学抽象来获得结论的一种实验。探究实验能够帮助学生获取基础知识和基本理论,激发学生的创新欲望和兴趣,发挥学生的积极性、主动性。在探究实验过程中学生始终处于不断探索的情境中,主动实验,认真操作,仔细观察,积极思维,充分发挥学生的潜能,培养学生的创新精神,发展学生的创新能力。

化学实验;创新精神;探究能力

化学是一门以实验为基础建立起来的自然科学,实验是激起化学兴趣的首要外部因素,要使学生学好化学,就必须重视和加强实验教学。探究实验能够帮助学生获取基础知识和基本理论,能够激发学生的创新欲望和兴趣,发挥学生的积极性、主动性。在探究实验过程中学生始终处于不断探索的情境中,主动实验,认真操作,仔细观察,积极思维,充分发挥学生的潜能,培养学生的创新精神,发展学生的创新能力。新教材在活动与探究方面为师生搭建了一个可以大显身手的广阔的舞台。如何充分利用新教材培养学生的实验探究能力,笔者认为可以从以下几个方面作努力。

一、通过探索实验来唤醒学生的探究欲望

化学教学中,开放演示实验,是渗透探究性教学的良策。大多数学生认为,看老师的操作,不太注意操作动作,只注意现象,看同学操作注意每一个步骤,不对马上指出,既注意实验现象,同时又担心能否成功。大多数学生愿意在全班同学面前演示,以显示自己的实力,一旦操作错误,改正后记得特牢。学生们很喜欢用实验进行物质的鉴别,因为各种方法任自己挑选,希望自己的方法与众不同,鉴别出来后有一种成功的喜悦感。因此,教学中大胆地把演示实验向学生开放,除了能引起他们有意注意、增强观察力外,更重要的是培养学生的自信心和创新精神。在这基础上,把一些验证性实验改成探究性实验。探究性实验是学生在实验和观察的基础上通过科学抽象来获得结论的一种实验。在教授“二氧化碳”一节时,让学生自备一瓶汽水 (雪碧、可乐均可),其他的实验仪器有:酒精灯、火柴、小木条、两支小试管、带导管的单孔橡皮塞、集气瓶(毛玻璃片)、放有两支高低不同蜡烛的小烧杯;药品有:澄清石灰水、石蕊试液。前一天布置时,学生就很惊奇:“上化学课要带汽水?”上课一开始,出示的课标题“探究汽水中气体的性质”就让学生情绪高涨。有的学生已迫不及待地动起手来。这时老师应及时地强调探究计划,“你准备探究哪些性质?”引导学生有目的、有计划的实验探究。通过自由发言,补充,归纳出副标题:该气体的物理性质:(1)颜色、状态、气味;(2)密度;(3)溶解性。化学性质: (1)可燃性或助燃性;(2)能否与石灰水反应?(3)能否使石蕊试液变色?开始实验,学生打开瓶盖,静止着观察。汇报观察到的现象:有气体产生,气泡冒出,发出丝丝响声,泡沫溢出瓶口等。“这些现象说明什么问题?”引导学生从现象到本质的思考。然后,让学生喝掉一些,用已有的仪器设计收集一瓶气体(可适当摇动瓶子)。有的学生用向上排空气法,有的用向下排空气法,有的拿着集气瓶不知所措(可个别提醒一下),1分钟后,把收集的气体倒入燃有高低不同蜡烛的烧杯中。通过实验现象,学生讨论加争论后得出结论:该气体的密度比空气大,不能燃烧,也不支持燃烧。最后,用适宜的方法收集两试管气体,并试验气体的其他性质,推断出气体的名称。结论一出来,有的学生就嚷道:“二氧化碳也可以吃呀?”这时,老师简单介绍汽水中二氧化碳的作用。使学生进一步了解生活中处处有化学。

在学到实验室制取二氧化碳时,实验前给学生准备一些仪器和药品,如石灰石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、酒精灯、试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶、注射器、分液漏斗、长颈漏斗、烧杯、集气瓶、水槽、导管等。实验前,让学生根据自己的设计连接实验装置,并鼓励他们充分利用现有的器材设计出一些新颖的装置到讲台前展示给大家看。当有的学生选用碳酸钠与稀盐酸反应制取二氧化碳,正为反应速度太快而收集效果不佳苦恼时,教师可向他们介绍分液漏斗与长颈漏斗的区别,让学生自己操作。这样,本实验的意义会更丰富,学生的收益也会更大更多。用探究性教学改变了原教材的编排顺序,使教学更紧凑,学生有更多的时间参与讨论甚至争论。伟大的化学家门捷列夫曾经说过:“学生时代的争论给我留下了不可磨灭的影响。”教育学原理也告诉我们:“必要的集体学习和良好的讨论气氛对学习者的信心和学习效果会产生积极的作用。”变“验证性”实验为“探究性”实验,不仅体现了“教为主导,学为主体”的教学关系,而且通过学生亲自动手,设计实验,把生活、社会实际问题与已有知识、技能结合起来,使他们认识到学以致用。更重要的是使被动接受老师的知识传输为主动积极地构建知识,在讨论和争论中提高学习素质。

二、通过设计实验,激发学生的探究灵感

学生的相关思维、技能、能力的形成不但需要浓厚兴趣的培养,还需要教师创造性的激发学生潜能,使学生在互讨互研、不断尝试中对思维发散过程中所获取的信息进行分析、整合,最终使思维聚合以达到能力的提高。

1.设计求异的探究性实验装置

例如钢铁制品腐蚀条件的实验,可以通过先利用冷却蒸馏水、植物油、无锈铁钉和试管设计实验证明铁制品锈蚀的条件,再让学生分小组互相激励、互相启发、自由发挥,设计多种不同的实验装置,逐步使学生养成一种时时探究的习惯,以达到探究能力的提高。

2.设计验证性探索实验装置

例如在介绍氢氧化钠与二氧化碳反应时,教师可先引导:在 250ml的圆底烧瓶中,充满二氧化碳,并用带尖嘴导管的单孔胶塞塞紧 (导管另一端的橡胶管事先用夹子夹紧),实验时打开瓶塞倒入 10毫升 30%的氢氧化钠溶液,立即塞好,振荡烧瓶,待瓶壁发热时,将它倒置于铁架台的铁圈上,导管伸入盛有 4/5四体积的蒸馏水 (其中加几滴酚酞试剂)的 500ml烧杯中,打开夹子,可观察到烧杯里的蒸馏水迅速进入烧瓶,形成红色喷泉。此实验现象明显,有趣且具有启发性(气压变化造成)。教师点拨、引导,趁热打铁。

3.设计家庭替代性实验装置

由于学校实验条件及实验资源有限,教师可创造性地选择适合学生的探究课题,让学生从生活中搜集代用品并投入实践活动中,这样不但节约资源,而且也培养了学生的开放思维和开发能力,提高了学生学习化学的兴趣,开阔了知识视野。例如:在学校化学实验室没有适用钟罩的情况下,对于空气中氧气含量测定的实验,我鼓励学生想土办法回家去做。学生设计方案之一是用一个大碗盛半碗水,取一小段蜡烛固定在小木板上,使之浮在水面上。用一个直筒形玻璃杯按容积分成五等份,用橡皮筋做上记号。将蜡烛点燃后,立即将杯子扣在蜡烛上,并使杯口边沿刚刚没入水面成全封闭状态,在蜡烛逐渐熄灭并冷却后,可观察到杯内水面上升且不到一个刻度 (教师就现象提出问题并组织讨论,主要是因为空气的热膨胀,以及二氧化碳是气态生成物且比二氧化碳难溶于水)。又如在做完“测定溶液的 pH”实验后,我发给每个学生一张 pH试纸,将实验拓展到测定责任田土壤或家庭常见物质的酸碱度上,并要求他们第二天到课堂上交流测定结果。这种拓展实验,有助于学生提高分析、解决问题的能力,提高学生升学或就业运用化学的能力。

三、通过改进实验来培养学生的探究能力

传统实验装置设计兼顾直观性、规范性、基础性原则,思路简单而唯一,往往束缚学生的开放探究思维,我们必须创造性地改进实验,有效地培养学生的探究能力。例如蜡烛火焰各层温度的比较,人教版教科书上采取如下方法:取一根火柴梗,拿住一端迅速平放入火焰中,约 1秒后取出,观察并比较火柴梗在火焰的不同部位被烧的情况。此操作学生很不容易把握,有时看到火柴烧着了,有的中间两端全变黑了。对此,我们让学生用一根细铁丝或细铜丝拉紧平放在火焰上。学生可明显地看到金属丝在外焰的部分发红,内焰及焰心部分较暗,从而可以推断出蜡烛火焰各层温度的高低,而且易操作,现象明显。这种对实验装置的改进和推广应用,不仅培养了学生的创造性思维,还培养了学生的实验整合与整体探究能力。

总之,让学生通过自行探究、亲身体验、整合改进,逐步使他们形成一种喜爱质疑、乐于探索、努力创新的心理倾向,在互讨互研、反复尝试的过程中享受化学实验所带来的喜悦与成就,促进他们养成良好的探究习惯,最终在化学实验教学中使学生的探究能力不断提高。

How to Cultivate Students'Exper iment and Exploration Ability

ZHAO Dong-mei
(Exper iment SchoolAffiliated with Hulan Teachers College,Harbin 150500,China)

The exploration experiment requires students,based upon experiment and observation,to reach conclusion through scientific abstraction.It can help students acquire basic knowledge and basic theory,motivate their innovative desire and interest and give fullplay to their enthusiasm and initiative.In the processof the exploration experiment,students,placed in contextof constant exploration,take initiative to carryput experiments carefully,make seriousoperation and carefulobservation and think actively.It gives full to students'potentials,cultivates their innovative spirit and develops their innovative ability.

chemistry exper iment;innovative spirit;exploration ability

G633.8

A

1001-7836(2010)04-0049-02

(责任编辑:侯秀梅)

2009-12-23

赵冬梅(1968-),女,黑龙江哈尔滨人,中学一级教师,从事化学教学研究。