利用化学实验培养学生探究能力的策略

卢红青

【摘 要】本文论述利用化学实验引导学生学会探究，提出通过问题情境设置、布置课外小实验、改进实验流程、优化演示实验模式等策略，引导学生入探究之门，激发学生探究欲望，培养学生探究意识，增强学生探究能力。

【关键词】化学实验 探究能力 情境设置 课外小实验 演示实验

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）03B-0144-02

化学实验教学一直是高中化学教学必不可少的一个环节，通过实验教学，可以增强学生观察、动手、合作等能力。为了培养学生探究能力，需要化学教师联系教学应用课例，采取多样化手段去开展各种实验教学。本文探索通过实验问题设置、改造实验、多样化实验方式等提升学生的探究能力。

一、通过问题情境设置，引导学生入探究之门

在进行实验流程设计时，教师可以先提出问题，然后引导学生设计实验方案，再通过探索研究、讨论、完成报告、最终做出评价等步骤完成实验。同时，要选择具有代表性的实验让学生探究，让学生根据已有知识分析可能出现情况的好与坏，进而得出结论。这样，既能培养学生的思维能力，又可以让学生互帮互助，完成实验，在学习中培养独立自主性和团结合作性，还能慢慢引导学生学会探究、主动探究。

例如，在学习探究硅酸的实验室制法时，可以用分组合作探究的形式进行。探究前，教师提出几个问题：（1）回忆写出二氧化硅与强碱溶液反应的方程式;（2）向硅酸盐溶液中滴加盐酸，有什么现象？可以得到什么结论？（3）如何证明硅酸的酸性比碳酸的酸性还要弱呢？老师的引导提问，会激发学生寻找答案的迫切性，让他们在温故知新的基础上，以探索硅酸的实验室制法入手，掌握硅酸的性质。

同样，若要验证某集气瓶中可能包含 H2 和 CO 两种混合气体，教师可以先抛出几个问题：（1）H2 如何检验？（2）CO 如何检验？（3）若二者同时存在时，如何逐一验证呢？这几个由浅入深的问题，可以很好地引导学生进行思考并找出合理的检验方案。通过讨论设计，可得出验证气体的先后顺序：先检验是否含有 H2，再去检验 CO 的存在与否。然而，考虑到所产生的产物彼此干扰，首先验证产生的水蒸气然后除去，然后检查二氧化碳气体的存在。在此过程需要注意，无论是除去还是检验产物，存在先后问题。一个先除 CO2 再除 H2O，一个先除 H2O 再除 CO2，并且还有尾气处理问题存在。

此类例题，可很好地训练学生的发散思维，引导学生慢慢进行探究。在教学中要使用各类方法创造氛围，让学生养成学习化学的兴趣，运用自身特点，在寻找适合自己学习方法的同时，创新学习，发挥化学实验特有的作用。

二、布置课外小实验，激发学生探究欲望

要想每个学生都体会到实验的乐趣，真正参与实验，还有另外一个重要的途径，即课外小实验。课外小实验一般是教师先设计好课题，或是让学生根据书本上的家庭小实验说明，利用课外时间去使用生活中常见的简单器材完成的实验，是化学课堂的补充和延伸。因课外实验源于生活，有着较强的实用性与趣味性，学生独立完成实验的积极性较高，可以很好地激发学生的探究欲望，让学生更加积极地从生活中发现与化学相关的知识，感受到学习化学的重要性，多渠道培养学生的各方面的能力。

如布置学生探究家庭原电池的实践活动时，学生可使用苹果、柠檬或者西红柿等水果作为原料，再按照书本上原电池的相关知识点，利用家庭现有的电线、铁钉、小灯泡、苹果或西红柿来进行组装连接制作水果原电池。在实践过程中，完全可以独立完成，不仅自身得到锻炼，加深了对原电池原理的理解和记忆，还可以让学生智力得到开发，锻炼学生各种思维能力，提高学生的操作能力和兴趣。

在学习《分子结构与性质》时，为了把抽象的内容形象化、简单化，进一步理解物质的结构与性质有着密不可分的联系，可以鼓励学生利用课外时间用黏土、橡皮泥和牙签等材料制作分子结构模型，去理解一些重要分子的结构。在制作过程中，学生会把“结构决定性质”的思维联系起来，通过制作结构模型，分析其中官能团、键的特点，形象化地去理解分子的性质。当然，有条件的同学还可以参考书本的提示，在家通过电脑下载相关软件来制作分子的立体结构模型。这样既增加了学习的趣味性，又有助于在学习过程中增强学生动手动脑的能力。

这种把课堂实验延伸至课外的做法，是改变教学模式、更新教学方法的一种手段，可以很好地把化学与实际生活联系起来，推动课堂教学发展，能从实验中发现学生的潜在能力，提升学生认识，从而激发学生的探究欲望。

三、改进实验流程，培养学生探究意识

化学新教材中添加了许多化学实验，但在设计实验时，更偏向于罗列出实验流程。为加深化学生探究意识，使探究效果达到理想状态，可给学生提供一个创造探究的环境，适当提升化学教材要求及课堂的趣味性。

例如在学习《几种重要的金属化合物》时，要进行焰色反应实验。课本实验要求是通过一系列的步骤，使用洁净的铂丝蘸取少量的盐溶液后，在酒精灯外焰上进行灼烧，观察外焰的颜色。但因为蘸取溶液的量少，往往导致观察效果不是很明显。此时教师可以通过使用几个塑料喷雾器，把不同的盐溶液分别装入后，对准酒精喷灯的火焰喷洒，在喷洒那一刻，就像放烟花一样绚丽，效果会变得很明显。这样既可以更清楚地观察焰色，又增加了课堂的趣味性，还可以通过让学生在改装实验操作标准的过程中体会探究学习的乐趣，领悟化学知识的神秘感。

在研究化学课题“人体呼出气体和吸入空气”时，可在原来基础上改课题为“人体在呼吸空气时，吸进 O2，排出 CO2”，将呼出的气体和空气分为两瓶装置，设计实验验证此结果。经研究后，可用以下方案得出结论：（1）先将燃着的木条放入装满空气的瓶子中，若会继续燃烧，则证明空气中有氧气，将澄清石灰水放入呼出气体的集气瓶中，若变浑浊则证明此瓶中还有二氧化碳气体。（2）先向两瓶气体倒入澄清石灰水，如果在装有呼出气体的集气瓶中出现浑浊，而装有空气的集气瓶中没有明显变化，则证明人体呼出的气体中包含二氧化碳。紧接着再分别向这两个集气瓶中放入点燃的木条，若装有空气的集气瓶能使木条继续燃烧，装有呼出气体的集气瓶使燃着的木条熄灭了，则证明人呼吸中需要消耗氧气。（3）将上面第二個的骤反过来，先将两瓶气体放入木条观察情况，再倒入石灰水，然后判断两瓶气体的情况。经以上方案可知，虽然步骤与仪器和教材相同，但结果却不同，让学生感受到探究性学习的重要性。

在原有基础上改进实验流程，是教学改革创新的一个方向。可以更进一步探究实验结果，培养学生的发散思维，还能在改进过程中培养学生的探究意识。

四、优化演示实验模式，增强学生探究能力

通常情况下，演示实验的基本方式是由教师先主导演示过程，同时向学生展示实验现象，以此提醒学生通过观察、思考并分析实验现象，从而获取新的知识。为有效提升学生的接受程度，教师可以将演示实验变成教师边讲学生边操作的形式或者分组实验模式来进行。

将演示实验改为边讲边操作的形式，需要学生在老师进行讲解时，一边思考老师抛出的问题及设疑，一边进行实验操作，仔细观察，从而做好记录，做出合理解释的结论，如果发现错误，应探究各个流程的不足。例如钠和水的反应、配置一定浓度的溶液、铝及化合物的性质等实验都可以采取边讲边操作的形式进行。

在学习钠和水的反应时，教师根据学生的认知，一边讲解实验步骤，一边让学生跟着老师的提示，通过取钠块、吸干煤油、切割、放到事先滴加酚酞的水中并盖上玻璃盖等步骤，然后观察实验现象。通一系列的操作及观察，学生可以得出金属钠质软、熔点低、密度比水小、与水反应产生气体和碱性物质等性质。这样的课堂效果，能在优化课堂教学模式的基础上，增强学生的探究能力，要比老师独自演示好得多。一方面培养了学生严谨的学习态度，另一方面又可以优化学生心理品质，有利于巩固知识。通过锻炼，学生可以获得更加稳定的知识，也可以在学生的比较分析中培养良好的思维。

此外，还可以采取分组实验模式代替演示实验。例如要证明某溶液是否含有 Fe2+ 或 Fe3+ 时，可以用分组合作探究的形式进行。根据老师的指导，学生通过小组讨论设计出合理的实验计划，然后以分工和合作的形式完成探索，最后得出几种正确的鉴别方法：（1）先滴加 KSCN 溶液，溶液颜色无明显变化，证明没有 Fe3+，再滴加氯水后显红色，证明存在 Fe2+;（2）直接加入 NaOH 溶液，若首先产生白色沉淀，接着变成灰绿，最后变成红褐色沉淀，证明只含有 Fe2+;（3）若直接加入 NaOH 溶液，立刻产生红褐色沉淀，则证明肯定有 Fe3+，可能含有 Fe2+。

这种分组实验模式，很大程度上打破了传统的实验课堂的做法。传统的实验课堂是教师指导学生怎样根据流程进行实验，学生掌握实验结果，学生通常在实验中处在被动地位，故会造成学生依赖性，此种办法阻碍学生发散思维，未感受实验成果，限制了学生的创造能力。要改变此现象，需要在研究中提高学生设计思想、思维能力、实验技能等，以此达到分组实验的真正目的。这样，通过一系列的思考操作，极大地训练了学生的发散思维，增强学生的探究能力。

总之，学生在课堂中需要主动探究，去感受化学实验课程的实用性与重要性。因此教师授课时，要充分发挥化学学科的特点，将实验探究当作优化课程的起点，调动学生学习的积极性和实践创新意识，让学生在学习过程中融入对社会及自然的亲和感，发挥化学独特的作用，从而更进一步地拉近生活和科学的距离。

【参考文献】

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[2]董 寅.促进化学教育硕士专业发展的课例研究[D].郑州：河南师范大学，2015

[3]赵美芬.通过生物科学史教学培养学生的逻辑推理能力的实践研究[D].昆明：云南师范大学，2014

[4]李 焱.初中化学课堂实驗教学常态化的调查研究[D].石家庄：河北师范大学，2014

（责编 江月阳）