创新实验教学模式 提高学生科学素养

卢仲

化学课程标准明确提出，初中化学的教育理念是以提高学生的科学素养为宗旨，而科学素养无法像知识那样直接“教”给学生，因此必须通过一个个探究活动，让学生在参与这些活动的过程中，获得感受、体验并内化。因此，教师在实验教学中应尽可能地创造条件，多开展体现学生自主性的探究活动，增强实验的趣味性、探索性，促进学生掌握知识，发展智力，提高动脑、动手能力，培养学生的创造能力和创新意识。实践证明，通过科学探究，让学生体验科学和亲身经历探究过程，激发他们的学习兴趣，培养科学的情感，理解科学的本质，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。下面我结合自己多年的教学实践，谈些粗浅的看法。

一、创新优化教材实验，培养学生科学探究的方法

新教材倡导化学课堂要开展探究性教学，即要通过学生亲身实践和思考掌握知识与技能，培养良好的思维习惯和品质。因此，在实验教学中，教师要注重因材施教，积极拓宽实验思路，使化学实验更具有趣味性、探索性和综合性，以满足学生动手、动脑、求新的心理特点，支持学生在实验中萌发的创新意识，鼓励他们去探究事物的本质。

例如，在学习“质量守恒定律”时，我设计了如下探究问题：在前面的学习中我们认识到物质反应都是化学变化，也就是生成了新物质，物质在种类上发生了改变，那么反应前后的总质量发生变化了吗？我强调“总”字，并从学生熟悉的实验中提出问题，激发学生探究的欲望。学生会有以下两种不同的假设：可能改变，也可能不变。这需要实验探究来验证。在这个环节，我对教材中的实验设计进行了调整，考虑到白磷燃烧实验操作难度大且不安全，硫酸铜溶液与铁反应的实验现象在短时间内不明显，故将硫酸铜溶液与铁反应的实验换做硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应，并将白磷燃烧改为演示实验，实例分析中的稀盐酸与碳酸钙反应的实验改为学生实验。这样，降低了学生实验的难度，增强了实验的可操作性与效果。在实验过程中，学生们积极参与。学生实验后发现，硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应前后物质的总质量没有改变，而稀盐酸与碳酸钙的反应前后物质的总质量发生了改变。此时我适时提出问题：是不是有些反应物质的总质量会发生改变呢？如果不是，如何改进碳酸钙与稀盐酸反应的实验装置来测定反应前后物质的总质量呢？

这样，让学生亲自动手实验，来证实自己的猜想和假设，与同学进行讨论和交流并作出结论。学生不仅学到了丰富的知识，而且体验到了科学探究的过程，掌握了科学探究的方法，知道了科学的真正含义，有效地提高了科学素养。

二、注重探究性实验的开发，强化学生思维能力的培养

实验探究是中学化学新课程的最基本特征，是引导学生自主学习、培养学生创造性思维能力的有效手段，具有其他教学形式无法替代的特殊作用。在实验探究过程中，观察离不开思维，观察越深入，思考越深刻，就越能从大量的现象中获得规律性的东西。同时实验开发过程要体现以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣，给学生提供自主学习、主动探究的时空，为学生提供动手、动脑的机会，促使学生产生质疑、提问、探索求解的创造性学习动机。现以“探究雪碧饮料中气体的性质”为例，细述我在教学中的具体设计。

1.创设探究问题情境

在上新课前，我播放了一段充满激情的雪碧广告的视频，然后取出一瓶雪碧饮料，让学生倒出饮料对其进行观察。然后教师提问：这是什么？你仔细观察过它吗？在打开之前，如果用力摇动再打开，会有什么现象？由饮料引出二氧化碳后，继续提问：你怎么能确定里面的气体是二氧化碳呢？然后让学生自己动手实验去验证。提示：既然饮料中可以逸出二氧化碳，说明二氧化碳能溶于水。接着教师又发问：由饮料你还能想到什么？

学生提出以下几个探究问题：二氧化碳有哪些物理性质和化学性质？它的颜色、气味、密度大小如何？是否溶于水？是否可燃？为什么说常喝雪碧会伤害牙齿……对于这些问题，可让学生分小组讨论，提出自己的假设，并设计探究性实验来进行验证。

2.引领学生参与探究

让学生做对比实验进行探究：取两个塑料瓶各盛一半水，一个通入二氧化碳，一个什么都没有通入（要提醒学生里面有什么东西），充分振荡，让学生观察两个瓶中的现象，从而得出二氧化碳能溶于水的性质。这时有学生问：“为什么一些饮料商标上写碳酸饮料而不写二氧化碳饮料？”另一个学生答：“我知道，因为二氧化碳与水反应生成了碳酸。”这时我马上提问：“为什么说常喝雪碧会伤害牙齿？”（向学生提示：酸会腐蚀牙齿）同时设计了如下探究方案进行对比：①在稀醋酸、稀硫酸、稀盐酸中分别加入几滴紫色石蕊试液，全部都变成了红色；②把紫色石蕊试液滴入雪碧饮料中，结果变色了，由现象说明紫色石蕊遇酸变红；③把浸有紫色石蕊的滤纸条晾干后放入装有二氧化碳的干燥集气瓶中，由现象说明二氧化碳本身不能使紫色石蕊变红；④往紫色石蕊试剂中通入二氧化碳，会变色；⑤把第④步试管中的液体取一半加热，另一半作对比观察。

通过课题设计，用生活中学生非常喜欢的一种饮料（碧雪）引入新课，以“饮料中的气体”为载体，通过实验不仅得出了二氧化碳能与水反应的结论，还证明了碳酸的不稳定性，同时解决了“为什么说常喝雪碧会伤害牙齿”的问题。学生观察生活提出疑问，设计方案进行探究，在探究对比中学到了科学探究的方法。教师对学生的设计都给予点评，并充分肯定设计中的优点。学生在完成富有挑战性的任务后，他们的心情是多么愉快和激动，这正是《课程标准》中提出的新教学理念：“让每一个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学，积极探究化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。”

三、创新演示实验，培养学生的观察能力

在化学实验教学过程中，教师注重培养学生的观察能力已成为目前实验教学的首要任务。而培养观察能力要注意做到：细心、对比、准确、全面等。在化学实验教学中，教师在课本演示实验的基础上，应不断改进和创新。例如，教学“分子性质”时，用一条约40～50cm的玻璃管，堵一端，然后从另一端分别注入水（用品红染色）和酒精，然后颠倒，这样更能准确地讲明分子间存在间隙；用等质量的碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应，根据产生二氧化碳的速度不同，说明反应速度快、慢的对比。又如，镁带的燃烧实验，用两条不同的镁带，一条用纱布除去表面氧化膜，另一条不用，然后放在酒精灯上点燃，进而表明可燃物的燃烧条件。实践证明，创新演示实验，能强化实验演示效果和实验的直观性，有利于培养学生的观察能力。endprint

四、创新实验方案，培养学生的实验设计能力

实验教学为培养学生的创新精神提供了一个良好的平台，让学生自行设计实验，这为培养学生的创造力提供了良好的土壤。学生自行设计实验，制订科学的探究计划，体验科学活动的过程与方法，科学素养得到很好的培养。近几年来，中考更加突出考查化学实验的探究能力，实验题的探究性和开放性不断增大，也更重视实验设计活动。无论是学生的思维方法还是实验综合能力，都得到了良好的训练与提高。

如在探究“燃烧与灭火”的实验时，我设计了如下探究过程。

探究1：根据教材给学生提供了如下的仪器和用品：蘸有酒精的小棉花球和蘸有水的小棉花球；小木条、小煤块、蜡烛、小石子、镊子、药匙、火柴、烧杯、酒精灯等。学生自主设计实验方案，亲自动手实验来验证自己的猜想。为了辅助学生得出结论，我将几种物质的着火点以资料在线的形式展示出来。学生通过比较归纳，获得燃烧的条件。

探究2：教师演示课本第124页燃烧条件的探究实验时，因这个实验生成的五氧化二磷会污染环境，而且实验相对不安全，所以我对实验进行了如下的改进，并提出两种方案的优点，让学生自己设计改进方案。

以上的两个探究性实验，先从生活中熟悉的事物入手，符合学生的认知规律，培养了学生的实验操作能力、收集和处理信息的能力。通过实验探究，获得燃烧的条件，实现了知识与技能目标。通过同学之间的交流、合作，体验探究活动的乐趣，实现了过程与方法、情感态度与价值观目标。

五、开发课外小实验，激发学生的实验兴趣

新课程精心编入了大量实验内容，注重创设情境，让学生能够主动参与、乐于探究、勤于动手，使学生经历相应的思维活动过程。而开发课外小实验，更能增加学生对实验的兴趣。如，我们学校地处农村，学生有机会接触各种各样的植物。学生中喜欢玩一种名叫“痒痒果”的植物，这种果涂到皮肤上会很痒。抓住这个机会，我对学生提出问题：痒痒果涂到皮肤上为什么会痒呢？同时向学生布置课外实验。学生对这个问题很好奇、很感兴趣。通过测定该果汁的pH，学生明白了原理，同时使学生真切感受到化学就在我们身边，化学与我们的生活和社会发展密切相关。

总之，在初中化学实验中，我们不仅要做好每个实验，而且要不断创新实验，因地制宜，利用各种优势改进实验。通过优化实验教学，改进实验方案，使实验教学与提高学生科学素养融合起来，不但让学生获得知识、学到技能，而且使学生的科学方法、科学思维得到培养，提高并保持了学生对实验的探究兴趣和创新实验的兴趣。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.化学课程标准（实验稿）[M].北京：北京师范大学出版社，2001.7.

[2]麦曦主编.中学化学教学设计[M].广州：新世纪出版社，1999.

[3]广州市教育局教学研究室编.发展性评价的原理与方法[M].广州：广州市教育局教研室，2003.

[4]彭蜀晋.试析义务教育化学课程新理念[J].中学化学教学参考，2003（3）.

（责任编辑 罗 艳）endprint