在化学实验教学中培养学生的科学探究能力

文章编号：1005－6629(2008)04－0039－03中图分类号：G633.8 文献标识码：B

《化学课程标准》中把“发展科学探究能力”作为一项重要目标，而“化学实验是进行科学探究的主要方式”，因此，教师在化学实验教学中让学生在自我学习中发现问题、提出质疑，通过自主性的探究、交流、讨论及解决问题，从而培养学生科学探究能力和实践精神。通过多年的教学实践，使我深刻体会到开展探究性化学实验教学，可以培养学生的科学态度，调动学生的积极性，挖掘学生的潜力。本文结合化学实验教学谈谈如何培养学生的科学探究能力。

1 在课堂实验教学中培养学生的科学探究能力

课堂实验教学永远是培养学生科学探究能力的主阵地。在课堂教学中渗透探究性学习，要求教师积极深入研究教材，确定课堂要解决的主要问题，从教学内容和学生实际出发，将课堂要解决的主要问题分解为若干个相互联系、由浅入深的小问题，以便学生研究。想尽一切办法，在教学中设置问题和创设丰富的教学情景，充分利用实验仪器引导学生进行实验探究，用实验方法分析问题和解决问题，启发他们归纳总结并得出结论。

例如：对于二氧化碳溶于水的教学处理，以往我一直采用夏天喝的汽水里溶有二氧化碳来使学生认识二氧化碳的溶解性，但由于学生在前面学习的氧气、氢气都不易溶于水或难容于水，并且在学生的生活经历见得多的气体从水中冒出来的现象，极难看到气体进入水中消失，因此多年来，初中化学教学参考书或教师教学用书都认为二氧化碳的溶解性在课堂不便于实验，在新课程理念下，我将二氧化碳溶于水的实验设计如下：

问题情景：二氧化碳溶于水吗？

实验探究：在教师组织和指导下分组完成下列实验，并完成下表：

教学实践证明，增设具体、生动、直观的实验，可产生新的效果，可以培养学生动手能力、观察能力、分析能力，激发学生学习化学兴趣。

又如：对于二氧化碳不能供给呼吸的教学处理，以往我一直采用学生阅读课本，教师作解释，但显得抽象空洞，教师难解释，学生难听懂，新课程理念下，设计如下：

探究实验：二氧化碳不能供给呼吸

提出问题：氧气能供给呼吸，那么二氧化碳能否供给呼吸呢？

查阅资料：阅读课本相关内容

设计实验：让学生讨论分析，引导学生设计实验方案

进行实验：将两只小白鼠分别放入充满二氧化碳和空气的标本瓶内，指导学生观察小白鼠活动情况，并完成下表：

实际应用(小组讨论)：

(1)先简单介绍波曼尔和“屠狗洞”的故事，并提出下列问题：

①“屠狗洞”为什么会屠狗？

②“屠狗洞”为什么屠狗不屠人？

③波曼尔可用哪些方法证明屠狗妖就是二氧化碳？

(2)火灾现场，应采取什么措施才不使人窒息而死？

可见，在课堂教学中创设学习情景，联系日常生产和生活中的问题开展探究性实验教学，可以引导学生加强动手实验，培养学生善于发现问题和解决问题的能力。

2 在学生实验中培养学生的科学探究能力

化学家戴安邦曾经说过：“化学实验是学生学习化学的最佳场所”。化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂。探究能力的培养最显著的特点就是它的开放性、实践性和自主性，而学生实验是日常教学中学生进行自主探究的主舞台，是经验积累和知识应用的重要阵地。如果我们不失时机地把一些课堂演示实验和学生的分组实验结合成学生探究实验，这样既便于学生从实验中获得知识又能激发学生学习的兴趣，并且还能养成严谨的科学思维。

例如：探究“酸碱指示剂”

［课前准备］播放一段指示剂的小课件，让学生了解指示剂的由来。

［课前实验］学生利用家庭物品自制指示剂。

［实验引导］

(1)怎样从月季花、紫卷心菜、胡萝卜等植物花叶或果实中提取汁液？

(2)可用榨汁机榨取、可捣烂后用纱布装着挤出、可像煲汤一样煲出汁等。

［学生实验］各小组课前按自己设计的方法得到汁液，进行探究提取出来的汁液是否能代替紫色石蕊和酚酞跟酸或碱溶液起作用而显示不同的颜色。

［讨论与交流］交流实验结果，比较所制得的指示剂中，哪些在酸或碱溶液中的颜色变化效果较好？

［解释与结论］________________________。

［演示实验］如果学生没有用到课本中的月季花、紫卷心菜、胡萝卜等植物花叶或果实中提取出来的汁液，可补充演示实验。

［拓展与应用］各小组桌上都有一瓶失去标签的无色溶液，请对该无色溶液的酸碱性提出猜想，并根据本节课探究出的酸碱指示剂对你组的猜想进行验证。

又如，对于“水和酒精混合后体积变小”的结论，可以设计以下3种实验方案：

方案一：教师演示实验：将50mL酒精与50mL水混合，观察实验现象。

方案二：学生实验：将50mL酒精50mL水混合，观察实验现象。

方案三：学生探究实验：取几支量筒分别进行下面实验，事先预测结果，并与记录值进行比较。

对比3种教学方案可以看出，进行化学实验的探究化设计，让学生在实验中去经历、感受，领悟科学过程，能提高学生科学探究的水平。

3 在学生实验习题中培养学生的科学探究能力

探究性实验习题是中学教学课程改革出现的一类与研究性学习相应的试题，其最大的特点在于对问题解答过程的探究性。从目前各省市中考题、竞赛题和全国竞赛题的情况来看，这类题出现频率越来越高。教师在平时教学中如能设计好的探究性实验习题将会培养学生分析问题和解决问题的能力。

习题一：(展示一瓶啤酒)啤酒是生活中常见的饮料，其中含有二氧化碳、水、蛋白质。

(1)观察一瓶啤酒，未见气泡，打开啤酒瓶会冒出大量气泡，原因：__________。

(2)要使啤酒冒出更多气泡，除了可采用振荡或搅拌方法外，其它方法有：_________。

(3)已知从啤酒中产生的气体是二氧化碳，请你设计2种实验方法检验啤酒中二氧化碳，请填写下表：

(学生完成习题后，请学生代表上讲台演示实验)

习题二：某同学在学习了燃烧与燃料的有关知识后，注意到一张纸容易燃烧，而卷成纸团却不易燃烧，联想到细铁丝受热后，在空气中一般只产生红热现象，而在氧气中能剧烈燃烧，于是引发思考，并进行了实验探究。

请你协助回答下面有关问题：

［发现问题］可燃物燃烧的剧烈程度与哪些因素有关呢？

［提出猜想］猜想一：燃烧的剧烈程度可能是_________有关；

猜想二：燃烧的剧烈程度可能与__________有关。

［验证猜想］实验报告如下：

［结论应用］请你结合工业生产或生活中的实例，就如何使燃料得到充分燃烧，而达到节约能源的目的，提出一条具体建议：_________。

两道习题设计以实验探究性学习为背景，问题具有开放性、实践性和创新性，同时问题设计面向全体学生，引导每位学生积极探索和创新。考查了学生是否主动获得知识和解决问题能力。

4 在家庭小实验中培养学生的科学探究能力

化学贴近生活、贴近社会，探究生活、社会中的化学问题，解决日常生活中的实际问题，体现“从生活走向化学，从化学走向社会”的特征，使学生体验以生活离不开化学，化学就在身边。教师要选择适当的生活素材，让生活走进课堂，通过“做”，拓宽化学实验的功能，培养学生的探究能力。

例如：探究“金属的腐蚀和防护”

［问题1］钢铁锈蚀的因素有哪些？

［猜想与假设］根据你的生活经验，铁的生锈跟_____有关。

［验证假设的实验方案］现有无锈的洁净铁钉，试管、蒸馏水、植物油、棉花、干燥剂，你还可以选用其他物品，设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。并按下表要求观察记录：

［讨论与交流］根据观察的现象讨论：

(1)造成钢铁锈蚀的主要因素有哪些？

(2)铁主要跟哪些物质反应而发生锈蚀，生成了什么？

［解释与结论］铁在空气中生锈，实际上是铁跟氧气、水等物质发生的一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要成分是氧化铁。

［问题2］你对铁锈有怎样的认识？

［实验2］收集生锈的铁钉放在滤纸上，用小刀小心刮下表面的锈并仔细观察颜色。

［讨论与交流］根据观察的现象讨论：铁制品表面有了铁锈能阻止铁的继续生锈吗？为什么？

［解释与结论］铁锈是疏松多孔的物质，易吸水，能让水分和氧气穿过它的空隙，不断向里渗透，继续与铁反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。

［拓展与迁移］根据以上结论，你认为防止钢铁生锈的基本原理是什么？

［交流与讨论］学生实验室有一批生锈的铁架台，需要进行除锈翻新。请你设计一个具体方案，要求说明方案的根据、除锈翻新方法、需用材料、施工步骤、注意事项等。

这些探究性实验，不但激发了学生浓厚的学习兴趣，激发了学生强烈的求知欲望，而且使学生深刻体会到化学在日常生活中应用的广泛性、实用性。

总之，在化学实验教学过程中开展探究性学习，为学生形成理性认识打下了感性认识的基础，使知识的传授和能力的培养有机结合起来，开展探究性学习的过程是学生认识化学知识必须遵循的过程，又是运用科学方法培养学生解决问题能力的途径，此过程使知识的掌握和能力的培养有机统一，使学生主体作用得到充分发挥。探究性学习要求学生始终处于不断探索的情景，主动实验、仔细观察、积极思维，因而能激发学生的积极性，发挥学生的主观能动性，从而使学生的探究能力得到有效的培养与形成。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.化学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]孟少凌.探究方案设计优化初探[J].化学教学.2006,(8):20-22.

[3]刘四方等.新课程标准下开展化学探究性学习的实践与探索[J].中学化学教学参考.2004,(5):26-29.

[4]吕海滨，肖冬梅.新课改中化学实验教学浅谈[J].中学化学.2006,(4):6-7.