如何在实验教学中培养和提高学生的科学探究能力

《全日制义务教育化学课程标准》要求我们在教育教学过程中应注重科学方法的教育，培养学生的探究能力，进行科学探究。这里所说的“科学探究”即是指科学研究人员在探索科学问题时，为了获取证据和解释而采用的研究途径和方法。现在的学生是未来科学问题的探索者和生力军，我们化学教师有必要让学生了解科学研究人员研究化学问题的基本途径：（1）发现问题，提出问题；（2）猜想与假设；（3）制订计划，进行实验；（4）收集证据，解释与结论；（5）反思与评价；（6）表达与交流。通过科学探究的实践，可以使学生在获得化学知识和技能的同时，受到科学方法的训练，体验探究的乐趣，形成和发展探究的能力，从而不断地提高学生的创新能力和综合素质，这是新课程标准的要求，同时也是时代赋予我们化学工作者的历史使命。

大家都知道，化学是一门以实验为基础的自然科学，化学的许多概念、原理都是从大量的实验中归纳、总结出来的，化学的未来同样需要我们通过实验作为基础去开拓、去创新、去发展。通过实验的直观性、形象性不仅可以激发学生学习化学的兴趣，同时通过实验的操作性、实践性也能培养学生实事求是的科学态度和科学探究的能力。为此，我们教师可以在以下几个方面多做努力：

一、穿插趣味实验，激发学生科学探究的兴趣

趣味实验可以作为化学教学过程中的调味剂，通过一些奇特的、有趣的现象，表现出化学变化的神奇性，从而能够激发学生的求知欲，提高了学生学习的主动性和积极性。例如我们在初三化学第一节课表演几个趣味实验：魔棒点灯、水上火舞、烧不坏的手帕、火山爆发等，调动学生学习化学的兴趣，并告之学生，学习了化学以后我们就能弄清以上“魔术”的原理，并能自己变魔术，从而激发学生科学探究的兴趣。再如我们在探究二氧化碳和氢氧化钠反应时，可以增做一个喷泉实验，这样既加深了学生对所学知识的理解，又能使学生在有趣的、生动活泼的学习情景中提高自身分析问题和逻辑思维能力，激发学生追求真理和探索真理的兴趣。

二、加强演示实验，培养学生科学探究的意识

《全日制义务教育化学课程标准》要求教师必须在规定的教学时间内很好地完成（一定要做，不是可做可不做）演示实验。通过演示实验中清晰、生动和神奇的现象不仅可以使学生的注意力得到有效的集中，提高学生的学习兴趣，加深学生对所学知识的理解和消化，也可以通过演示实验中出现的一些特殊现象，引导学生进行探究活动。例如：我们在讨论铁丝能否在氧气中燃烧时，通过演示对比实验，同学们可以看到铁丝在氧气里剧烈地燃烧，火星四射，集气瓶中事先放些水或细沙就是防止生成物熔化溅落炸裂瓶底，给学生以强烈的视觉效果，而铁丝在空气里是不能燃烧的，从而培养学生科学探究的意识。因此我们教师对于《全日制义务教育化学课程标准》列出的演示实验必须不折不扣很好地完成，没有条件也要创造条件完成，能补充的实验尽量补充。再如我们在探讨“氯化铜溶液的颜色”时可以通过演示实验引导学生注意观察以下现象：向氯化铜晶体中先加入少量的水，观察溶液的颜色，然后继续加水直至溶液很稀，注意溶液颜色的变化，通过观察我们发现溶液颜色由黄变绿，再变蓝绿，最后变成蓝色。这时教师就可以引导学生进行深度探究：为什么会出现这样的颜色变化，指导学生课后查阅资料，交流讨论，得出颜色变化的原因。这样不仅调动了学生的学习积极性，使学习的知识更深刻、更牢靠、更全面，也使学生逐步形成了科学探究的意识，培养了学生科学探究的精神。

三、注重学生实验，锻炼学生科学探究的实践能力

《全日制义务教育化学课程标准》也列出学生必做或选做分组实验，要求教师“要积极创造条件，努力完成，使每个学生都有动手做实验的机会”。通过学生实验让学生到实验室自己动手操作，亲身感受化学变化所带来的各种奇观的景象，不仅能够进一步巩固和加深学生已获得的知识，而且能够培养学生实验操作技能和互助合作的能力，使其养成理论联系实际的科学探究品质。在分小组进行实验时还可以培养学生之间相互交流、团结合作的能力。如我们在进行二氧化碳的实验室制法时，可以引导学生思考这样一些具有探究性的问题：（1）为什么实验中必须使用稀盐酸，而不能使用浓盐酸、稀硫酸？（2）没有石灰石、大理石可否用其他什么药品代替？（3）如何除去二氧化碳中的杂质？等。同时，我们教师还要指导学生进行实践操作，培养学生的动手能力。再如我们讲解水的净化时，可以让学生自制自来水，让学生自己做过滤器，自己准备药品，自己操作实验过程。当然，在实验操作过程中我们要“要求学生遵守实验室规则，注意安全操作”,鼓励学生多角度、多层次的思维，充分调动学生的积极性，激发学生的潜能，培养学生科学探究的实践能力。

四、增设创新实验，提高学生科学探究的综合能力

创新实验可以是对课本实验的改进和优化，也可以是根据一定的要求和提供的一定信息，让学生自主地选择实验方法，设计实验方案，进行实验操作，从而能够解决一些化学问题。当实验成功后，学生对化学的学习将会产生无比巨大的推动力。在这其中我们要求同学们的实验方案要具有合理性、周密性、技巧性以及可操作性等，这不但培养了学生的大胆创新精神和动手操作能力，也逐步培养了学生科学探究的创新意识和精神品质，为学生将来进行可持续性的学习和发展奠定了坚实的基础。

如我们在进行氢氧化钠溶液与硫酸亚铁溶液反应时，应引导学生学习如何才能制得到氢氧化亚铁并观察到氢氧化亚铁的颜色，这就需要我们解决如下问题：如何除去氢氧化钠溶液与硫酸亚铁溶液中的空气？如何除去试管中溶液上方的空气？等等，这就要求我们需设计出最佳的方案来进行实验操作，增设创新实验，不断提高学生科学探究的综合能力。同学们通过对这些问题的探索和求证，既培养了自身分析问题和解决问题的能力，又极大地发挥了自身的创造力，同时通过同学之间的交流、讨论，师生之间的信息反馈、整理归纳，也融洽了学生之间、师生之间的情感，让教师和学生真正体会到科学探究的魅力和乐趣，真正实现寓教于乐、寓学于乐的理想境界。

对于条件较好的学校还可以在课余时间向学生开放实验室，鼓励学生自主开展各种形式的实验，使其创造力得到充分的发展，正如戴安帮教授曾说过：“实验室应该成为学生学习化学收效最丰富的场所。”

为此，我们在教学中必须改变以往只重讲授，轻视实验的倾向，纠正为了应付中考用讲实验、背实验代替做实验的错误做法，纠正比较普遍存在的只满足于完成规定的实验教学任务，而忽视通过实验教学养成学生良好实验习惯，训练其观察思维能力和培养其科学态度、科学方法的问题。相反，如果我们能重视实验探究，我想不管哪一类型的实验都能提高学生学习化学的兴趣，增强学生学习化学的动力。同时，在实验中我们教师要善于引导学生发现问题、提出问题，并学会通过收集资料、提出假设、实验探究、交流讨论、验证假设等探究步骤，从而最终达到提高学生学习效率和培养学生科学探究能力的目的。

（作者单位 江苏省江都市小纪中学）