以实验探究为先导的教学模式的实践与思考

2011-04-13叶方猛

化学教与学 2011年1期

关键词：实验报告实验教学探究

叶方猛

（南京市第一中学江苏南京210001）

以实验探究为先导的教学模式的实践与思考

叶方猛

（南京市第一中学江苏南京210001）

实验是中学化学教学中不可或缺的重要环节，实验教学是培养学生创新能力的主要阵地。在新教材的使用中，我们通过尝试探究式教学，分析在实施新课程实验教学中的一些主要做法和案例，探讨了在新课标下实施以实验为先导的教学模式的作用及创新价值。

教学模式；实验教学；自主探究；充分体验；问题意识

从2005年使用新教材起，我们就开始尝试新的教学理念——探究式教学。结合新课程与新教材，我们引入了一些为探究教学服务的实验，设计了一些促进创新思维的实验，同时也改进了一些实验。通过一轮的教学实践与研究，在探究教学中的实验运用和创新上有了一定的认识和体会。

一、探究实验在教学中的作用

探究实验教学旨在让学生自主获取知识。实验教学重要的不是要让学生掌握多少现成的知识，而是要让学生学会获取新知识的方法，提高创造新知的能力。探究实验教学引导学生将学到的知识加以综合应用，逐步养成善于提问的意识，勇于探究的精神，勤于实践的习惯，培养收集有效信息，解决综合问题的能力。探究实验教学不是孤立的、静态的，也不是立竿见影的。不能仅记住要领、学会操作就万事大吉了。探究实验教学要与其它日常化学教学活动相结合，伴随化学学习的始终。

探究实验教学不同于单纯的课题研究，其着眼点不在于让学生解决多少实际问题，出多少研究成果，而在于让学生学会发现问题，熟悉研究过程，了解研究方法，培养研究意识。通过长期的探究实验教学，引导学生养成平等的态度、批判的意识、独立的精神，以及良好的合作能力和实践习惯。探究实验教学更不能仅局限于课外小课题研究，而应该向学习的各个空间延伸。让探究实验教学成为一种常态的化学教学方法，而不是仅在观摩课上才得以展示；让探究学习逐步成为学生的一种常态学习方法，而不是特例。这样坚持做下来，常态的方法成为习惯，良好的习惯化作意识，积极的意识形成品质，优秀的品质健全人格，此所谓实施探究实验教学的根本宗旨。

二、当前实验教学的现状和弊端

当前仍然有部分学校或教师急功近利，盲目追求教学进度，忽视学生学习能力的培养；盲目追求“立竿见影”的教学效果，只关注学业成绩。以实验录像或枯燥讲解代替学生实验，演示实验成了化学课堂的“调味剂”，教师是被动的“表演者”，学生是无奈的“看客”，这种现象普遍存在。化学实验则成为“公开课”的表演形式，“探究”流于形式、口号，未落到实处。

在传统教学中一般是将学生实验安排在新课内容授完之后进行，基本上是验证性实验。学生在实验时，已经知道了实验结果，实验兴趣不浓，也不去思考，更谈不上探究，只是验证一下实验结果是否和老师讲的一致。而边讲边实验的教学方式虽然加强了学生的体验与探究，但实验室安排以及教学秩序的维持使其在实际操作中有很大局限性。由于课堂教学时间有限，学生们探究实验的时间、空间有限，来不及对实验的现象和过程进行深入的思考，这样的课程教学缺乏开放性、发散性，更缺乏学生个性化的需求，削弱了体验探究的价值，没有充分体现探究的本质。

三、以实验探究为先导的教学模式的实践

1.课前实验，将探究机会和思考空间留给学生

针对新课程设计要求和教学实际情况，为保证学生在实验中有充分的探究机会和思考空间，主动实践、思考、发现。我们探索改变化学实验的安排体系，主要采取了两条措施：(1)把课本中的演示实验和探究实验尽可能地安排为学生的分组实验；(2)所有的实验尽可能在新授课之前完成。

案例一：探究海带中含有碘元素

该实验的主要步骤有：①将海带烧成灰；②将海带灰浸入水中，充分搅拌，加热煮沸五分钟，冷却后过滤；③往滤液中加入四氯化碳，振荡萃取，观察四氯化碳层的颜色变化。该实验所需的时间较长，如果以边讲边实验的方式进行探究式教学，不可能在一个课时内完成教学任务。在南京市教研室组织的示范课上，开课老师为节约时间，由几个学生在课前进行了海带灰的制备，课堂上只要求学生完成其余步骤，从而提高了课堂效率。

我们认为，表面看海带的灼烧不是检验海带中含有碘元素的关键步骤，实际上它是检验实验的第一步，只有让全体学生参与这一步的实验，才是一个完整的探究实验。第一步的操作虽然费时较长，但也给学生留下了充分的探究时间和空间。为充分发挥这个探究实验的功效，我们让学生在课前预习实验步骤，并要求学生思考各种检验碘的方法。让学生在未知结果的情况下进行新知识探究实验。分组实验时，学生在制海带灰时花了不少时间，费了不少劲，当他们用自己想出的方法检验出碘时异常兴奋，实验后的成就感十分强烈。实验中学生的细致观察同时也引发了他们的问题意识：“海带为什么不能用水洗，而用酒精润洗？”、“海带灼烧中产生的白烟是什么成分？白烟对人有害吗？海带灼烧后产生的灰的成分是什么？”等。碘的检验中氧化剂的选择、酸的作用与选择等问题更是引起了很多学生的兴趣。

该实验由于给学生充分的探究机会和思考空间，较好地激发了学生的求知欲望、好奇心和问题意识。

案例二：探讨原电池的构成条件

我们在课前做个简单的铺垫，把Cu-Zn-H2SO4原电池和水果音乐贺卡演示给学生看。让学生经过预习后到实验室进行一节课的探究实验，实验室里准备了多种实验用品：稀硫酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液等，电极材料有碳棒、各种金属，学生还自带了各种水果。实验过程自主、开放，让学生充分发挥自已的想象力进行实验设计和验证。学生们经过充分的实验和观察，自己总结出了很多重要的结论。如：影响构成电池的电流强度的因素有：金属活动性的差异、电极间距离、电极插入的深浅、不同的水果汁(电解质)等；还有学生发现了异常现象：将电极插入乙醇中也测出了导电性？两个镁条为电极时也测出了电流？参加过竞赛辅导的学生还自制了盐桥，引起了其他学生的兴趣。

实践证明，将探究实验安排在新课之前，学生由被动学习变为主动探究，激发了学生的求知欲望和好奇心，他们向老师提问勤了，同学间的讨论热烈了，学习化学的兴趣变浓了。化学实验只有在学生自己动手操作下才能发挥其更大的作用，只有在不知道其结果的情况下，才能充分激发学生的探究意识和思维活动。通过改变实验安排体系，将实验安排在新课之前，会给学生留有充分的探究机会和思考空间。

2.改变实验报告的书写形式，体现学生的自主学习

学生做中和热测定的实验，我们让学生在白纸上写实验报告，结果全班能够合格的不到五分之一，表现在实验报告的基本格式不清楚、对实验原理分析不到位、对定量实验中十分关键的实验数据的记录和数据处理以及误差分析没有明确的意识，有的不进行数据计算，有的不知道怎么进行误差分析，更不清楚如何进行实验总结。这件事给我们触动很大，实验报告是科学研究的重要组成部分，掌握书写实验报告的基本方法是必备的素质，如果高中生连实验报告都写不好，科学素养的培养就存在很大的问题。反思写不好实验报告的根源：首先是学生对实验不重视，缺乏对实验的思考，必然会造成对实验方方面面的理解不到位，实验报告也就写不好；其次以往学生都是用实验册填写实验报告，一般是机械的填空，不需要多想应该写些什么，改成用白纸写，当然会造成束手无策，不知如何下笔，是训练不到位。

受到这件事的启示，我们对化学实验报告的书写进行了改革。让学生统一用16K白纸独立设计实验报告。对每次实验报告怎么写，老师除了交待一下基本的要素和要求外，报告的格式、实验记录、实验分析，由学生自主发挥。

开始时，多数学生的实验报告问题很多，我们就及时评讲，展示写得好的实验报告，引导学生注意实验报告的格式化、规范化和科学性。经过一段时间的实践，学生们基本掌握了实验报告的书写方法，写出来的报告也各有特点，有的详细，有的简洁，有的注重格式，有的注重内容，有的着重谈感受，有的着重写结论。如有学生在做了铝加热的实验后写道：“我知道了原来氧化膜是这么一回事”。还有学生这样写：“今天的实验由于我们很好的配合，做的既快又好，十分成功”。字里行间流露出实验中的真情实感。又如：有关钠的实验问题，学生们问道：钠燃烧生成过氧化钠，是不是说明过氧化钠比氧化钠稳定？钠燃烧后的产物中为什么有黑色物质？钠和硫酸铜溶液反应为什么比与水反应剧烈？钠的熔点是多少？他们的提问中，把熔点与熔化现象联系了起来，说明他们对钠的有关实验在进行深层的思考。

改变实验报告的书写方式，不仅仅是一种形式的变化，它的本质是强调了学生的自主学习、给学生自主研究创造了机会。学生在完成实验报告的过程中，对实验的理解能力，书面表达能力等都有了较大的提高，也发展了学生学习的自主性和个性，学生通过实验报告向老师和同学表达自己对实验问题的理解和看法，提出自己的独到见解，这种变化是格式化的实验报告无法达到的。

3.开设实验研讨课，集中解决学生提出的问题

从学生需求来看，通过预习、作预习实验报告、实验、作实验报告和提出反思，学生对整个知识框架已经有了一定程度的理解，并对有疑问的地方提出了自己的反思。但教学仅仅停留在这个层面上是不够的，必须在此基础上进一步的升华，突出对知识的理解和应用。所以从教学安排上，首先点评学生实验报告，与学生一起回顾实验内容，让学生简述实验中得出的基本结论，同时整理知识要点。然后重点通过对学生实验反思的讨论，配合教师补充实验，在解释中突出对所得结论的运用，培养学生多角度分析问题的能力。

案例三：乙酸乙酯制备的实验问题研讨课

(1)需要教师重点讲解的问题。如：乙酸与乙醇反应的原理、浓硫酸的作用、饱和碳酸钠溶液的作用、试剂的添加顺序和用量？为什么要缓慢加热？如何做好这个操作？

(2)对实验的反常现象进行重点分析、讨论。如：为什么加热的试管中颜色加深？变棕黄色？变黑？为什么几乎闻不到香味？

(3)进行进一步的实验探究。如：此反应是可逆的，该装置原料利用率又不高，如何改进装置提高产率？这个反应的适宜温度是多少？

(4)指导学生通过课外阅读、自学、查找资料解决问题。生成的果香味的酯与水果产生香味的物质有关吗？工业上是怎样制取乙酸乙酯的？酯有什么用途吗？

(5)个性化的问题个别指导。这也成为老师与学生交流的契机。

学习中的问题如果学生能思考在课前，老师的讲解必然能发挥最大的效益。在新授课前作探究实验会引发学生很多的思考，他们提出的许多问题正是教师要在新授课中讲的问题。所不同的是，学生听老师讲解己提出的问题时，其兴趣和专注力远远大于由老师对学生提出相同的问题。教师在对学生提出的问题进行分类归纳中，对学生想知道什么，对那些问题的理解比较困难等更加明确，教学时也自然会站在学生的角度上，把教学要求和解决学生的需求结合起来，从而帮助学生构建知识体系。由此教和学的面貌都发生了变化，不仅课堂效率提高了，课后反馈的效果也很好。这也给老师提出了更高的要求，虽然有些问题课堂上不一定讲，但作为老师有必要弄清楚。有的问题如果不翻大学教材，上网搜索资料，很难解释清楚，查阅资料时还会发现自己对某些问题的认识上有偏差。有的学生在老师上课讲某个问题时会突发奇想，立即发问，这就激励老师不断的学习，不断扩大知识面。因此，探究实验教学方式的改变，获益的不仅是学生，教师也从中提高了自己的业务能力。

四、实施以实验为先导的教学模式的一些体会

1.课前实验给了学生充分的体验、探究、思考空间，学生实验报告的记录和反思中充分反映了这一点。教学形式新颖，将学生所做实验以图片形式展示讨论，能吸引学生回味实验情境，积极参与课堂讨论。从实验引导到课堂讨论，充分体现了老师与同学之间的互动，营造了更广阔的思维空间。

2.在实验的基础上，课堂上通过对实验的反思，引导学生对于自己先前所做的实验进行总结，水到渠成、顺理成章，在总结的基础上通过进一步探究，潜移默化中让学生感悟了如何控制变量、如何抓住主要矛盾等科学思想方法。在宏观讨论的基础上，进一步从微观的角度分析实验中的本质原因，使知识点由感性认识上升到理论层次，有效的提高了学生的思维能力。

3.教学中不回避学生提出的难点、疑点，而是将问题深刻分析，得当拓展。在此过程中教师的课堂驾驭能力和严谨求实的教风得到较大的提升。