探究性实验教学在初中化学教学中的应用

李汉

摘要：探究性实验体现了新课程的教学理念，实验和探究不仅是理科教学的重要内容和学习方式，也是理科教学最基本的课程目标。探究教学的形式是多种多样的，根据学科以实验为基础的特点，开展探究性实验教学具有重要的潜在价值和创新意义。本文简述了开展化学探究性实验教学的必要性和可行性，以及探究式实验教学的设计。

关键词：探究性实验;教学模式;教学设计

一、探究式教学的理论依据

探究式课堂教学，应以学生为主体，以学科知识为载体，构建一种适合学生探究的学习环境。在教师创设的探究性学习环境中，通过学生积极、主动地“动脑”和“动手”探究，培养学生学会收集和处理信息，发展学生问题解决意识和能力，最终使学生学会如何学习。经过几十年的研究和改进，在广泛吸收各种学习和教学模式优点的基礎上，探究教学模式不断发展和完善。如今，探究教学已经受到各国教育者的重视，被广泛称为“科学教育的中心环节”，许多发达国家都在教育目标中体现出了对探究的重视。

探究教学作为现代教学的一种模式，是一种积极的学习过程，它具有诸多传统教学模式所不具备的特征。其特点在于学生在教师有目的、有计划的引导下，可以积极参与课堂活动，充分发挥主观能动性。与“一讲到底”的教学方式相比，这种探究式教学在激发学生兴趣、培养学生创造力等方面均有优势。在侧重点上，探究式教学与注入式教学亦有不同，探究式教学注重科学知识的产生过程，而注入式教学注重的却是大量地灌输权威性的事实。

二、开展探究性实验教学的必要性和可行性

随着素质教育的整体推进，近年，我省化学教学改革积累了不少成功经验，化学实验及其教学的理论和实践研究有了较大的进展，例如：教师开始重视培养学生的化学素质、创新精神和实践能力，开始注重实验功能的拓展和实验设计的趣味化、生活化等等。但就总体的有效实施和落实情况而论，化学教学中重教轻学，学生被动学习;效率低、能力差的问题仍没有得到根本解决，教师的主导作用与学生的主体作用脱节的现象还比较严重。实验教学方法比较重视实验的规范化和形式化且验证性实验偏多。学生做这种“照方抓药”式的实验固然能提高学生实验操作的熟练程度和对所接受权威结论的再次感知。但在一定程度上忽视了学生的主动性，制约了对学生创造能力的培养。而实验作为化学教学的重要组成部分，其功能不仅体现在获得正确的实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。只有亲身经历了这样的过程，学生才能对化学实验有较为深刻的理解，形成科学的态度、情感和价值观，培养浓厚的兴趣。因此，在中学化学中开展探究性实验教学有其必要性。

三、探究式教学的一般模式

探究性实验教学，一般运用了以下教学模式：创设问题情景——提出假设——设计实验方案——实施实验方案——得出实验结论——合作交流。

四、探究性实验教学的设计——课堂实践

学生对实验方案的设计和实验基本操作及简单的仪器使用有了一定的了解后，教师可以适时引导学生从身边的一些现象中去发现问题、提出问题、作出猜想，进而独立地设计解决问题的方案、进行实验、分析实验，找出问题的答案。在探究过程中学生遇到困难时，我们总是鼓励他们采取一些可行的措施，如小组合作、师生合作的方式来化解困难。

如《质量守恒定律》的教学设计，我是这样设计教学片段的：

1.创设问题情境：取暖时所用的煤和平时蜡烛的燃烧之后质量变少，取一小断镁条在空气中点燃之后质量变大。再结合生活中的一些现象，引导学生进行猜测：你认为化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是什么关系？

2.学生提出猜想

生A：我觉得反应之后质量应该变大，根据前面学过的Mg+O2→MgO ;P+ O2→P2O5这两个反应就可算出是变大。

生B：我认为变小，煤和蜡烛的燃烧之后生成炉渣和灰烬或气体要比燃烧前煤和蜡烛的质量要小。

生C：我觉得不会改变。从表面上看煤燃烧后质量确实减少了，而我通过它燃烧的化学反应C+O2→CO2中却算出没变。蜡烛燃烧后质量确实减少了，情况与上述分析相似。因此我猜想化学反应前后物质质量总和与反应后生成的各物质的质量总和是不变的。

3.启发引导学生

大家通过刚才的讨论和交流，同学们产生了三种不同的猜想，那么究竟哪一个是正确的呢？它又隐含着怎样的道理呢？现各小组可根据你们自己的猜想来设计实验方案或参考书上的实验方案。在探究过程中若有不能解决的问题，可求助其他组的同学，也可问老师。

4.学生设计实验方案。（教师此时巡视辅导帮助他们分析可能出现的一些新问题）

学生设计的方案有很多，选出有代表性的有以下几种。

学生方案①：取一小段蜡烛在一小块木板上，把它们一起放在托盘天平上，调节托盘天平达到平衡。在托盘天平上点燃蜡烛，观察托盘天平的平衡情况。

学生方案②：取一段镁带，在托盘天平上称的质量m1。用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，把燃烧后的白色粉末收集起来并在托盘天平上称的质量m2，比较反应前后质量的变化。

学生方案③：在小烧杯中加入20mL稀硫酸铜溶液，取一根砂去铁锈的铁钉，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1。将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察现象，将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m2，比较反应前后质量的变化。

[说明：其中方案①和方案②，学生从老师提出的问题情境中受到启发。方案③同学们参考了教材上的实验方案。由此可见，学生自主设计实验方案的灵活性和创新性有待于提高。此时教师的引导和指导是很重要的。]

5.师生共同评价

学生对以上实验，产生了如下想法：

①蜡烛燃烧后质量减少，是由于生成的气体没有被称量所造成的”。

②镁带燃烧后质量变大，是由于参加反应的氧气没有被称量所造成的”。

③铁与硫酸铜的反应质量不变，因为反应中既没有气体参加反应，又没有气体生成”。

④“研究蜡烛燃烧反应的质量变化，应将参加反应的氧气和生成的二氧化碳、水一起称量”。

⑤“在密闭容器中进行实验，反应前后物质质量肯定不会发生变化”。

6.进行实验再探究

同学们在采纳大家意见的基础上重新修改实验方案后，再实验就看到了反应前后天平是平衡的。

7.师生得出结论

通过化学实验探究大家达成共识，最后总结得出：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。我们把这一规律称为质量守恒定律。

可见，探究性实验教学的特点在于把教师的讲授转化成了精心引导，把学生的被动接受转化成了主动探究把学生的学习过程转化成了发现认识过程，促进了学生的动脑思维、动口表达、动手实验和动眼观察。探究性实验教学不仅要求学生十分重视课本知识的学习，还要求学生及时的、积极的、主动的把所学知识转化为解决实际问题的能力，要求学生运用发散思维、联想思维、逆向思维对教师提出的课题根据已有的知识和技能，根据现实条件制定不同的实验方案，并对方案进行筛选、验证，最终得出结论。

五、探究性实验教学的体会

在探究性实验教学中，学生自主的活动多了，教师的活动看似少了，实际上要将探究性实验教学开展好，教师需要做的准备比以前更多了。在探究性实验教学中，教师最大的任务不再是研究教材，而是要不断地研究学生，注意依据学生的需求设计和不断调节教学过程，注意对学生进行科学方法和探究能力的培养。教师要努力挖掘化学实验教学中富有启发性、探究性的实验内容，以化学实验作为探究性學习的途径，变“验证性实验”为“探究性实验”，恢复化学探究性的本来面貌。要注意从生产、生活实际挖掘素材设计实验方案，因为来源于生产、生活实际的实验探究性强，能极大程度的调动学生探究的主动性，使学生产生强烈的探究欲望。

化学实验是学生形成探究性学习的重要方式之一，为培养学生思考问题，解决问题的能力提供了条件。所以，应该提倡利用化学实验进行探究性学习，使学生掌握科学的学习方法，形成终身学习的意识和能力。

爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”。自从化学实验探究性教学开展以来，学生学习的情绪很高涨。其原因就是充分调动了学生的学习兴趣，调动了学生的学习主动性：探究性学习使学生由被动接受而转为主动学习，从而形成通过自己的主动探究获取知识的学习方式。形成“我要学”的学习风气。

参考文献：

[1]钟启泉 普通高中新课程方案导读，华东师范大学出版社，2003.10.

[2]彭蜀晋 探究教学论析，化学教育，2011.4.

[3]王 秋 探究学习的历史延革，化学教育，2009.11.

[4]范兆勇 课程资源系统分析，西北师大学报，2010.5第39卷第3期.

[5]何军华 课程资源开发及利用中存在的问题及对策，当代教育科学，2010.6.

[6]段兆兵 课程资源的内涵与有效开发，课程教材教法，2009.3.

[7]徐继存 课程资源及其开发与利用，学科教育，2010.2.

[8]徐学复 探究教学理论的发展及启示，西南师范大学，2010.7第27卷第4期.

[9]义务教育课程标;实验教科书（科学）2001浙江教育出版社.

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