利用实验教学开启学生的探究思维

摘要：教育要想实现人的可持续性发展，挖掘人的创造潜能，就必须开启人的前卫思维意识，激发人内在的好奇心与执著的意识形态，从根本上解放人的思想，培养人终身学习的能力与习惯。人类对世界认识的最大功臣是生产生活实践，而实验就相当于微型的生产生活实践，是学生走进知识、体验科学、激发内在好奇心的得力手段，因此在日常教学中我们应大力倡导实验教学。

关键词：实验教学；探究思维；课堂教学

中图分类号：G632.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）21-0224-02

科学理论的产生、发展和验证都离不开科学实验。实验教学不仅能加深学生对实验现象的认识，激发学生的学习兴趣，加强知识的巩固与理解，同时，实验教学能培养学生的观察、思考、探索能力，从而培养学生良好的思维习惯，开启学生内在的好奇心与探究欲望，实现学生认知系统的科学性发展。探究思维是指对问题不断进行质疑、探索、深化的思维。探究思维是人的认知系统科学性发展的必要组成部分，因此在教学中对学生探究思维的培养尤为重要。通过多次的实验教学实践经验，我觉得教师可以通过以下几方面来训练和培养学生的探究思维。

一、实验教学内容设计的开放性

为了尊重课堂的完整性，现阶段大多数实验教学留给学生发挥的空间很小，基本上仍停留在演示实验和学生验证实验的基础上，实验的目的显然是为了增强学生的直观认识，从而加固学生对教材知识的掌握和理解。整节课给人的感觉是：课堂进行的轰轰烈烈、人气很旺，但学生的思维始终被老师牵引着、搀扶着、甚至封锁着。遇到意外的实验现象，偶有学生提出疑问，教师的处理往往不外乎三种：①对意外现象作出解释；②回避问题——等以后有时间再探讨；③装聋作哑——感觉自己没听到学生的问题。这三种处理方式均体现了现阶段实验教学的功利性，这不仅会大大削弱学生对实验课的兴趣，同时也扼杀了实验课的真正意义和精髓所在。实验课最大的特色是：课堂上，学生可以主动参与，乐于探究，在教师的指导下，进行正确或错误的尝试，自由地表达自己的所思所想，体验获得新知识的喜悦和发现问题、解决问题的兴奋；同时，也体验面临问题的困惑，遭遇挫折与失败的痛苦。这样的课堂可以全方位开启学生的各种思维意识，让学生自己走进知识、走进科学。这就要求教师在进行教学设计时，要敢于尝试课堂的多角度开放性，比如，我们在学习Na2CO3与NaHCO3的性质时，我们告诉学生这节实验课的主要目的在于了解Na2CO3和NaHCO3的水溶性、Na2CO3和NaHCO3水溶液的酸碱性、Na2CO3和NaHCO3的热稳定性、Na2CO3和NaHCO3与酸碱的反应情况以及如何实现二者之间的相互转化。实验所需试剂尽可能多的提供给学生，比如酸可以同时提供强酸和弱酸，不要完全照搬教材。学生经过深入思考后，自行设计实验对上述问题进行尝试探究。这样的教学设计完全不同于演示实验和验证性实验，它要求学生在课堂上必须通过思考才能有效完成学习任务，因此，在教学设计上要更开放，在实施课堂教学时要更灵活。在这样的课堂上，学生的思维完全是主动的、自由的，非常有利于培养学生的独立思考能力、自主解决问题的能力，从而激发学生内在的好奇心和探究欲望，开启学生的探究思维。

二、教学过程中注重合作与交流

由于每个人的生活经历不同、思维方式不同、认知结构不同，因此，遇到相同的问题时，思考和解决问题的方法也大不相同。中学生正处于认知结构和思维的发展阶段，受自身知识的局限，往往在分析问题和设计实验方案时存在着这样或那样的不足，这就要求在实验课上，我们要注重学生之间的合作与交流。比如：让学生探究如何制备Al（OH）3沉淀时，我们指定了实验目的，提供了AlCl3溶液、NaAlO2溶液、盐酸、醋酸、CaCO3、NaOH溶液、氨水、蒸馏水等试剂，希望学生找到较优的制备方案。实验结果汇报基本分为：①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液；②向AlCl3溶液中滴加氨水；③向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后，再滴加盐酸；④向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后，再滴加醋酸；⑤向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后，再通入CO2。针对这五种结果，我不主张教师急于揭晓谜底，而是给学生一些时间，让他们思考、交流一下，交流之后可以再次进行实验探究进行验证。如果你真的这么做了，实验结果就剩下三种：①向AlCl3溶液中滴加氨水；②向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后，再滴加醋酸；③向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后，再通入CO2。课堂进行到这里，学生肯定很期待搞清楚各种实验现象背后隐藏的科学原理。整节课，教师只需在这里略显身手，Al3+、Al（OH）3和AlO2-三者之间的转化关系就会水落石出、清晰可现。通过学生之间的合作与交流，他们不仅找到了制备Al（OH）3沉淀的较优方案，同时也将Al（OH）3的两性以及Al（OH）3、铝盐、偏铝酸盐之间的相互转化关系搞清楚了。由此我们可以发现，实验课上重视学生之间的合作与交流，可以主动激活学生的思维，实现思维互补；这不仅能快速提升学生的综合思考能力、探究思维能力，而且能促进学生形成合作交流的意识，培养学生的优良科研素养。

三、及时、科学整理实验课的探究思路和过程

人的记忆能力都是有限的，如果我们不能及时记录、分析、整理自己的探究过程，一段时间之后，我们可能完全或部分忘记在实验探究过程中自己的所思、所做、所想。因此，在实验探究课之后，我们必须要求学生及时准确地记录该实验课的探究目的、实验试剂、试剂用量、实验原理、实验方法、实验结果、实验反思以及实验中产生的异常现象。这种记录当然不是简单地复制课堂内容，它要求学生课后依据实验的原始纪录内容，对实验方法、实验注意事项、实验现象以及现象背后所蕴含的科学原理进行分析整理，类似于写研究论文。例如：在探究Na2CO3和NaHCO3与盐酸的反应时，多数学生的原始记录为：Na2CO3溶液+HCL产生气泡；NaHCO3溶液+HCL迅速产生大量气泡。针对这一原始记录，在课后进行整理时，要求学生就两者产生CO2气体速率不同的原因进行加注说明，从而让学在彻底了解Na2CO3与盐酸反应的过程首先是CO32-+H+=HCO3-，接着HCO3-+H+=H2O+CO2，因此，产生气体的速率会慢一些。这一问题的思考与解决可以让学生接触到我们化学中第一个很神奇的字：“量”，同样的反应物在相同的反应条件下，仅因反应物相对量的不同，反应产物竟大相径庭。这样的反思与总结需要严密的思考过程，它要求学生亲身体验知识探究之后，对潜意识中留下的直观形象思维重新进行保温与加工，使科学知识客观、理性地保留在自己的记忆中，这一过程不仅科学地巩固了所学知识，同时可以培养学生形成反思与总结的好习惯，这一习惯是科学探究中必不可少的一种素养，是探究思维的重要组成部分。另外，通过对“量”的理解和把握，可以培养学生的换位思考能力，从而使他们能唯物地、辩证地看待自然科学知识。

四、全方位挖掘教材，让学生走进实验室

看到高考化学卷中实验题与化工流程题的得分率，许多一线的教师倍感辛酸，抱怨学生的思维灵活性太差，知识应用能力太差，知识迁移能力太差……我们很少去想，学生的各方面能力为什么这么差。常言说：名师出高徒，学生的能力差是否可以在一定程度上说明我们的教学思路或方法不够恰当呢？根据生物学常识，要想形成稳定的条件反射，就必须经过多次的强化刺激。如果在教学中，我们想让学生形成一套完整、稳定的探究思路，增强学生的各方面思维能力，就必须多给学生提供机会，让学生不断地锻炼自己的意识形态和思维过程。这些能力锻炼的最好方法不是让学生跳进题海，而是让学生走进实验室，进行科学探究。化学教材人教版必修1、必修2模块中，很多教学内容都可以设计成实验探究课来进行学习。当然这里所说的实验探究课不是验证性探究，而是指在探究目的明确的前提下，让学生根据自身的知识水平、认知能力，自由地进行思考与探究。这就要求教师必须潜心钻研教材，在明确教学目的和教学大纲的前提下，对教材知识进行全方位挖掘与探讨，首先解放自己的思维，走进教材的同时能灵活地走出教材，用心设计出包罗万象、思路新颖的实验探究课，大胆给学生提供更多的实验探究机会，让学生真正把实验室当课堂，在实验课上自由主动地进行着所思所想。俗话说：只要功夫深、铁棒磨成针。我相信，如果我们在教学中能真正实现给学生提供持续、长久的探究性教学思路和方法，不断强化学生善于思考、勤于探究的习惯，那么学生的探究思维能力以及各方面素养一定会得到提升。

大教育家叶圣陶先生说：“教是为了不需要教。就是说咱们当教师的人要引导他们，使他们能够自己学，自己学一辈子，学到老”。这说明教师的主要任务在于培养人的终身学习能力，即培养人的思维能力、创新能力。这就要求我们在教学过程中能重视实验课，尽力挖掘实验课的潜能，从而培养出适合时代要求的可持续发展的人才。

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