充分展示验证性实验的探究魅力

摘 要： 验证性实验教学过程缺少探究性的问题引起了人们对验证性实验价值的怀疑。然而验证性实验作为一种重要的实验形式，无论在科学研究中还是科学教育中都是不可缺少的，其作用也是任何其他类型的实验所无法替代的。本文旨在挖掘验证性实验的探究魅力。

关键词： 验证性实验 教学现状 创设探究情境

课程专家叶澜说：“把课堂还给学生，让课堂充满生命的活力；把创造还给教师，让教育成为充满智慧的事业。”人本主义心理学家罗杰斯认为，一个人必须心理自由才能成为真正的自己，才可以完全自由思想和感觉，才能使创设探究情境创造力得以发展。所以在验证性实验的教学过程中，教师要淡化驾驭意识，将功能体现在创造条件、恰当引导上。将学习的主动权交给学生，善于激发和调动学生学习的积极性，保证学生有自主学习的时间和空间。如此则思维处于同频共振状态的学生，就可以想平时所不能想，说平时所不能说，做平时所不能做，创平时所不能创，才能充分展示出验证性实验的探究魅力。

一、对验证性实验教学现状的正确认识，客观对待验证性实验

化学学科的重要特征是以实验为基础，对全面落实和提高学生的科学素养，激发学生学习化学的兴趣，促进学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观，化学实验有着非常重要的作用。第七届国际化学教育会议的课程专家讨论会指出，各种课程改革中涌现的最恒定的趋向是“走向实验”，“我听见而我忘记，我看见而我记得，我亲手做而我理解”的格言经常被用来说明实验的重要性。虽然现行的化学教材已经考虑了探究性实验，但仍有不少实验偏向于验证性实验，做实验照方抓药。如何在化学课堂中实施新课标理念，是目前困扰广大教师的问题。

从理论上讲，验证性实验和探究性实验在化学教学中都有各自的作用，不存在谁代替谁的问题。若一味地因为验证性实验“结论”在前，“实验”在后，过于强调它对结论的验证，而不去体会过程中学生的感受，就加以“排斥”的话，那就曲解了验证性实验的功能。至于“告知了学生详细的实验步骤”、“学生已预见了结论”等问题，这并不在于验证性实验本身，而是实验设计和实施中人为因素所造成的。这也是我们在做验证性实验时所要极力避免的。

二、对改进验证性实验教学的思考，强化验证性实验的功能

教育工作者对验证性实验教学有诸多不满，原因既是对验证性实验的价值缺少应有的认识，更是对验证性实验教学缺乏应有的重视，同时还含有对验证性实验存一定的偏见。殊不知，“科学的本质是通过观察验证获得的”，科学教育应当运用验证性实验强化学生的实证意识。如何加强和改进验证性实验教学呢？

1.蕴涵探索性。验证性与探索性本来就是密切联系的，探索的过程离不开验证，验证的过程也充满了探索。其实，实验过程是否具有探索性，并不简单地取决于实验的类型，现实教学中探索性实验缺少探索性的情况也并不鲜见。因而，我们所面临的主要问题不应是“如何改验证性实验为探索性实验”，而是“怎样使验证性实验更多地蕴涵探索性”。探索是学生能动地求索未知的过程，瓮中捉鳖不具有探索性，轻车熟路也缺少探索性，一览无遗更谈不上有探索性。只有那些过程与结果都具有一定未知性、不确定性及适当的疑难性的验证过程才有可能蕴涵探索性。因此教育工作者要有效地把学生引入“问题情境”之中，进而引导和激励学生进行积极主动的探索。

2.贯穿开放性。在验证性实验的教学中，要努力将开放性贯穿实验过程的始终，实验的设计与安排应着眼于为学生营造可以自由驰骋的空间，便于学生在实验过程中能够自由充分地展开想象的翅膀，进而有效地实现对各种“陈规”及“俗套”的超越和突破。在实验过程中对学生要多一些信任，少一点担心；多一些“放任”，少一点限制；多一些求异，少一点趋同。在实验中要给学生充分的自由度，以促进学生主观能动性的充分发挥。要让学生舍弃以往用于“抓药”的“药方”和“索骥”的“地图”，提倡学生不带实验报告册进实验室，进而支持和鼓励学生围绕“实验课题”选择不同的实验方案、实验器材、操作方法，以及分析论证与评价方法。

3.融入设计性。传统的实验无论是验证性实验还是探索性实验对实验设计这一重要环节都缺乏应有的重视，在大力倡导科学探究的今天，既然实验设计已成为探索性实验的基本组成部分，那理所当然地也应将其融入验证性实验的步骤之中。而且从操作层面看，与探索性实验相比，验证性实验的设计则更为容易、可行，因而这不应当成问题。但是在对一些经验规律进行验证性实验的设计时，要考虑到实验验证的内容应有别于在得出经验规律时已考察、研究过的情况，进一步地说应超出得出经验规律时所依据的经验事实的范围和实验条件。这既是出于对提高验证性实验所提供的证据价值的考虑，同时又有助于增强实验的探索性。

4.渗透假设性。教学中的经验规律的来源一般有两条途径：其一是根据学生在生活经历或探索性实验中所获取的经验事实进行归纳概括得出；其二是利用已知的科学经验规律进行理论演绎得出。无论从何种途径得出的经验规律在未经证实之前，都只能将其作为尚待进一步验证的科学假说来对待，唯有如此，才有进一步验证的必要。未能将待验证的经验规律明确作为科学假说对待，这确实是传统验证性实验教学的一根“软肋”。而且验证性实验的安排往往是在教学中所得出的经验规律已被视为一条普遍正确的科学定律的基础上进行的，学生已用此进行解题，教科书上也会用理论规律对此加以解释论证，有时甚至还指出这一经验规律已被大量实验所证实，从而使得学生在未做验证实验之前就已经不知不觉、有意无意地把该经验规律当成了一条毋庸置疑的科学定律了。当然在此基础上进行的验证性实验他们便不是感到必需而是感到可有可无了。对一件不是发自内心需要的事他们怎么还会去积极主动地探索呢？为此，我们需要借鉴探索性实验的做法，在实验过程中渗透假设性，让学生能在未做实验之前将经验规律明确作为假设对待，同时要结合教学进度考虑适当增加实验的提前量，而且在验证性实验中亦要注意避免一味证实的现象，要适当创造条件让学生尝试“证伪”。这不仅可使学生切实地体会到个人对客观规律认识的可错性、局限性，以及实验验证的必要性，而且将促使学生进一步深入探索和理解科学经验规律。

5.“尝试”预测性。科学预测在科学理论形成中的作用是极其巨大的，尤其在元素化合物的性质中得到了充分体现。在验证性实验教学中，要努力提供机会让学生尝试科学预测。当然，教学过程中的预测是相对于学生的未知而言的，凡是学生依据所研究的经验规律通过演绎推理而作出的关于某种未知自然现象的理论预言对他们来说便是一种科学预言，而检验这种预言的实验便是教学意义上的预言性验证实验。对这些经验规律设置预言性验证实验，将不仅为学生确认物理经验规律提供新颖有力的证据，而且能让学生体会到科学理论在认识自然方面所表现出的巨大能动作用。

三、验证性实验的课堂设计案例

在教学《化学1（普通高中课程标准实验教科书）》中的“氮肥的生产和使用”时，应有意识地突出新课标理念，发挥学生的主动性，活跃课堂教学氛围，探索中学化学验证性实验的探究魅力。可以先活跃同学们的思维，然后再集中讨论，最后进行总结，这样不仅能验证实验涉及的知识点，而且能串联相关的知识，使所学的知识系统化，也使学生灵活的思维能力得到培养。建议教师在教学过程中应充分发挥化学实验的优势，设计化学探究实验练习，这样不仅能巩固相关的化学知识和实验技能，而且能培养学生的思维能力。实验是一个全方位获取知识的过程，不可能在黑板或草稿纸这样的二维空间取得相同或相似的效果。学生在分组实验过程中，会暴露很多问题，也会发现很多问题，这些问题的产生不都是我们能够预测的，这些问题可以说是非常宝贵的教学资源，教师加以重视、整理和解决，一定会让学生有意想不到的收获。同样，我们也会有意想不到的收获。

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师：同学们，今天我们一起来解决几个问题。第一个问题是：我们都知道教材中要求分别取氯化铵和氢氧化钙各一药匙，放在纸片上，边用玻璃棒迅速搅拌均匀边注意闻是否有气味产生，等会儿你们闻的时候要注意气味会有什么变化，为什么。

生1：氯化铵和氢氧化钙可以发生反应产生NH，应该有刺激性气味。

生2：不对，刚开始时应该没有多少气味，随后才有气味产生，而且越来越浓。

生3：可是氯化铵和氢氧化钙发生反应产生NH需要加热呀！我们只是搅拌并没有加热呀！

生4：快速搅拌不就是摩擦吗！摩擦生热，应该相当于加热。

师：很好！的确，迅速搅拌相当于快速摩擦，摩擦能够生热，产生热量虽然少，但足以促使NHCl和Ca（OH）发生反应释放出有刺激性气味的氨气。同学们在今后的学习过程当中也要注意，加热并不都是指用酒精灯加热才算是加热，加热的方式有很多种，像迅速搅拌利用摩擦产生的微热也是加热，还有利用热水的水浴加热也是加热，用酒精灯加热只是常规加热的一种，我们要根据具体的实际情况来考虑、分析、进行选择。另外，同学们也要注意混匀的目的是什么。把你们的想法写在课本上（学生的情绪很高，跃跃欲试要做实验）。

师：同学们先别急，再考虑一个问题，采用什么方法来防止尾气的外逸？

生5：用稀酸液来吸收尾气！

生6：对！先用稀酸把棉花润湿，然后塞在出气管的管口就可以了。

生7：太麻烦了！直接把导气管插到盛有水的烧杯中不就得了。

生8：完了！那水肯定会顺着导气管进到大试管里，大试管不就炸裂了！

师：好！非常好！同学们的考虑比较全面，由于氨极易溶于水，1体积的水可以溶解700体积的氨，氨全都溶于水了，大试管内几乎接近真空，在大气压作用下，水会迅速进入炽热的大试管，大试管急剧冷却，必然引起炸裂。同学们的思路很好，都知道利用氨气的碱性和极易溶于水的性质来防止气体的外逸。那么，针对此次实验是否有更好的方法？（学生们有些茫然）你们是否可以把氨的性质实验2结合在一起呢？还有其他的方法吗？

几个学生赶紧看书，似有所悟，几乎同时说：“老师！我们有新招了，赶紧得试一试。”（学生们摩拳擦掌，跃跃欲试）

师：同学们再想一想，在用氯化铵（NHCl）、硝酸铵（NHCl）和硫酸铵（（NH）SO）与氢氧化钠（NaOH）溶液反应时，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处的最佳时间是什么时候？

生9：什么时候？先放和后放都一样吧？没有想过。

生10：那肯定不对，先放和后放的效果应该不一样。

生11：应该是开始加热时把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处最好，因为产生的NH一点不浪费，全都与湿润的红色石蕊试纸反应了。

生12：嗯！对，后把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处肯定效果不明显，我估计如果把溶液加热到沸腾后再放湿润的红色石蕊试纸是没有现象的，看不到红色石蕊试纸变蓝。

师：很好！同学们分析得相当不错，现在我们开始做实验，操作的时候要注意观察，到底会有什么现象发生，然后把看到的和想到的都写在课本99页的表格中，课后我们再加以讨论、总结。

教学反思：利用教材中传统的验证性实验，尝试将传授化学知识与培养探究性学习方法相结合，让学生在实践中学会认识世界，在探究中学会科学方法，在创新中锻炼科学思维，在思索中养成良好的科学品质。通过教学，让学生积极关注和参与当今社会中科学的研究问题，让他们提出自己的看法和设想，增强他们的社会意识。

化学老师应充分发挥学科优势，利用验证性实验设计，充分挖掘其中的探究魅力，给学生创设求异思维的情境，提供发散思维的机会，创造逆向思维的环境，设定有序思维的空间，让学生手脑并用，使学生灵活的思维能力得到进一步的培养和发展。因此对验证性实验创设探究情境是一种最直接的、良好的方式、方法，收效非常显著，学生也非常欢迎，自然会乐于接受。

参考文献：

［1］化学1 普通高中课程标准实验教科书.江苏教育出版社，2007.

［2］《教师教学用书》全日制普通高级中学教科书（必修加选修）.人民教育出版社化学室，2007.

［3］中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验）.人民教育出版社，2003.

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