在新课程中如何设计化学探究性实验

摘 要：在新课改中改变学生的学习方式是重要目标之一，其倡导自主、合作、探究式学习是课改能否成功的关键。本文以如何设计化学探究性实验入手，探讨了如何在新课改中树立探究式学习方法，为深入贯彻新课改提供了依据。

关键词：新课程改革；安徽省；探究的学习方式

【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0110-02

新课程改革在安徽省已经有几个年头了，新一轮课程改革中改变学生的学习方式是重要目标之一。倡导自主、合作、探究的学习方式是实施新课程的关键环节。探究性学习是学生通过自己探索发现问题和解决问题的一种学习方式，是一种积极的学习过程。化学是一门建立在实验基础上的自然科学，化学课程标准关于科学探究的教学活动表述为，“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”课标版化学教材一个显著的特点就是增强实验探究性。教学中，不仅要强调训练学生的实验操作能力，更应该通过实验探究过程的体验，培养学生动脑思维提出问题的能力；分析判断实验原理和反应条件确定实验方法的能力；观察、记录实验现象和结果并据此得出结论的能力。为此面对教学现状和学生实际，如何指导学生进行化学实验设计和操作，分析和解决与化学有关的实际问题，已经成为化学教学必须解决的一个关键问题，以下是笔者在教学过程中的一些体会和做法。

一、精心设计实验让学生在探究性实验中学会思考

1.根据教材进行拓展

例如在鲁科版教材中海水中的化学元素内容（氯气）中可设计以下实验：

提出问题：含有酚酞的NaOH溶液中，滴加新制氯水，边滴边震荡，直到红色褪去。对于红色消失的原因，甲同学认为是Cl2与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致；乙同学认为是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色物质。

知识分析：如果红色消失的原因是因为酸碱中和，则红色可能重现，如果红色消失的原因是因为被氧化，红色不可能重现。从这两种原因导致的褪色效果看，前者是暂时褪色，是可逆的，酚酞作为酸碱指示剂，遇酸性、中性变无色，遇碱变红；而后者次氯酸的漂白是其强氧化性所致，会破坏酚酞原有的分子结构，即这种氧化漂白是不可逆的，是永久漂白。学生思考后热烈讨论，很多学生都想出了验证方案。

实验探究：向溶液中滴入NaOH溶液，若不再出现红色，则为原因二，如果出现红色，则为原因一。

反馈思考：通过这样的实验探究，学生对氯水的成分有了充分的理解和掌握，学会了检验和验证物质性质的一些方法。该习题还可以继续拓展，如将题干中的氯水改为SO2饱和溶液。

实际化学教学中设计探究性实验的一般方法是：（1）变教师的演示实验为学生的探究性实验，使学生有自己动手演示和思维同步发展的机会。比如，可以邀请部分平时比较害羞，不敢动手的学生上讲台，师生共同合作，以消除他们的害怕心理。在喷泉实验中把有关演示改为学生的探究，分析探讨喷泉的影响因素，让学生自主进行探究、了解、掌握密闭容器中气体或液体由于压强变化形成喷泉的知识：易溶于水的气体，由于压强变化形成了喷泉。让学生自主探究、掌握“气体与液体”、“气体与气体”，只要压强变化足够大，都能形成喷泉现象的本质，最后由教师和学生一起共同归纳出喷泉原理、喷泉实验中要注意事项等。（2）变验证性实验为探究性实验，变简单传授为学生探究。如对同一周期、同一主族元素性质的递变关系的推论，可用探究的方式去分析，得出递变关系：首先分析教材中数据，由学生归纳1～18号元素的原子结构特点，学生进行思考和交流得出原子核外电子排布的规律，在此基础上提出新问题（如元素的金属性、非金属性是否随元素原子序数的变化而呈周期性变化呢），设计出实验探究方案（也可在预习时就事先准备实验探究方案），通过学生单个或分组实验得出结论，在整理归纳，概括出元素周期律，最后结合元素周期表总结出元素性质的递变规律。通过这样的调整，不仅使学生掌握了知识，还受到了辩证唯物主义思想教育。（3）变试题的文字回答为学生实验探究回答，使学生进一步掌握探究性实验的设计方法，如“在两只试管中，盛有相同体积的浓硫酸和稀硫酸，试设计简单的方法区别它们，看看谁设计的方法最多，谁设计的方法最简单，谁设计的方案最有创意。”，把这种试题变成探究性实验，要求学生从理性到感性、从知识到技能，全面的掌握浓、稀硫酸的物理性质和化学性质，学生在其变化中既解决了问题，又培养了科学的学习态度。

2.设计对比试验

例1：设计浓硫酸强吸水性和脱水性对比实验

（1）提出问题：学生对浓硫酸的吸水性和脱水性经常混淆，指导学生设计一组对比实验。

（2）控制条件要求。体现浓硫酸的吸水性和脱水性。

（3）设计对比实验。实验①取2块表面皿，向一块表面皿内滴入约1ml浓硫酸，平置于桌面，另一块表面皿用水润湿内壁后盖在前一块表面皿上。实验②取一只小烧杯，放入适量蔗糖再滴入一定量的浓硫酸，再用一只大烧杯将小烧杯罩住。

（4）实验现象对比。实验①用水湿润内壁的表面皿变干了，浓硫酸吸收环境的水分，体现强吸水性。实验②蔗糖发泡变黑，蔗糖组分中H、O以水的形式脱去，体现了强脱水性。

（5）结论。由学生自行根据实验现象对比，分析得出结论，并用语言和书面文字形式表达出来。

二、教学应用中应该注意的问题

1.不同的教学环节提出不同的实验问题，设计不同的探究性实验

化学实验设计的根本原则是适合学生学习，有利于学生的发展。不同的教学环节对探究性实验设计应有不同的要求。课堂教学中应该引导学生根据学习内容，从课程目标的基本要求出发，提出问题和设计探究性实验应尽量降低难度，要面对全体学生强调全面发展。在综合实践活动、研究性学习过程中，则设计运用要求比较高的探究性实验，促进学生特长形成和个性发展。

2.对学生提出的实验问题加强指导，注重可行性的论证

引导学生自主提出实验问题并设计运用实验，是教学中落实学生主体地位的必然要求，有利于学生创新能力的培养。从减轻学生的课业负担考虑，教学中教师应帮助学生对提出的实验问题做出正确判断，确定是否有设计成实验的必要、可能和意义，避免造成时间和精力的浪费。鼓励和指导学生自己制作实验用品或采用替代品创新或改进实验装置，完成家庭小实验或实验习题。

总之，从上述各个变化的探究性实验活动中，让学生充分发挥自己的兴趣爱好、寻根究底的精神；让他们展开想象的翅膀，在广阔的科学世界中去发现、探究；让学生体验知识获得的过程，同时也获得情感、态度、价值观的体验；让学生从知之不多到知之较多，从学会知识到会学知识和利用知识，最终把知识转化为能力。教师在课堂中提出对学生有意义的、有针对性的实验问题要能够丰富学生的探究活动，但是它们不能是深不可测的，而必须是能够通过学生探究实验活动获得的科学知识来解决的。学生首先必须掌握解答探究实验问题的基本知识的步骤，而这些知识与步骤又要适合学生的发展水平。教师在探究性实验中的作用是：指导学生做好实验方案的设计并加以验证，指导学生收集、分析与处理实验数据，指导学生归纳整理出实验得出的知识。因此贯穿在探究性学习中的思想是：遵循学生的认知规律，以素质教育思想为指导，学生主动参与为前提，自主学习为途径，合作学习为形式，培养创新精神和实践能力为重点，构建教师导、学生学的教学程序。