淺談探索型化學實驗教學

謝穎慧

摘 要：學生在化學實驗操作中，不僅要知道“做什么”和“怎樣做”，更重要的是要懂得“為什么這樣做”，“為什么不能那樣做”的道理和依據(jù)。只有這樣，才能增強其實驗操作的自覺性和主動性，克服和防止“照方抓藥”的被動操作，以提高實驗的成功率。所以，學生在化學實驗操作中積極進行理性思維活動是其能動性的重要表現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：實驗操作；探索型；能動性

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）03-250-01

“探索型”實驗又叫“啟發(fā)型”、“發(fā)現(xiàn)型”或“研究型”實驗，是指讓學生通過實驗和觀察，自己去探索、概括和歸納得出結(jié)論，以形成科學概念或獲得化學規(guī)律、原理等理性認識的一種實驗教學形式。其特點是，實驗在前，結(jié)論在后。這種形式的突出優(yōu)點在于能最大限度地調(diào)動學生學習積極性，激發(fā)學生的探究興趣，有有利于知識的理解和掌握，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力，但這種形式的組織與實施有一定的難度，主要是教學過程不易控制，造成學生耗時多，學習的知識不系統(tǒng)。盡管如此，從培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才角度看，“探索型”實驗仍然是化學實驗教學的一種重要形式。為了順利實施“探索型”實驗并取得良好效果，教師首先應從方法上給學生適當?shù)闹笇?，防止學生走彎路，提高實驗探索的效率；其次，應選好實驗內(nèi)容，使之具有典型性，以保證實驗的時間、進度能得到較好的控制；最后，要結(jié)合學生的實際，人計劃、有步驟地安排進行，不可操之過急。

那么，如何培養(yǎng)學生在化學實驗過程中的探索精神呢？具體地說，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一、學生在提出化學實驗問題中的能動性

化學實驗教學中，常常有這樣的情況：有的學生能提出一些有意義的實驗問題，而有的學生則不能，究其原因，主要在于他們掌握的化學基礎知識、科學方法論的初步知識及實驗能力發(fā)展水平等方面存在差異；在于他們是否能在實驗中積極思維，獨立思考；在于他們是否具有懷疑和批判精神。這實質(zhì)上就是學生在提出化學實驗問題中的能動性是否得到充分發(fā)揮的問題。

例如：當做FeSO4溶液與NaOH溶液反應的實驗中，因生成的Fe（OH） 2被空氣中的O2迅速氧化成Fe（OH）3，導致學生不易觀察到白色的Fe（OH）2沉淀，而觀察到的是紅棕色的Fe（OH）3沉淀。這時，那些對化學基礎知識、 實驗技能掌握較好，實驗能力較強的且善于思考的學生就會提出：“怎樣實驗才能使Fe（OH）2的氧化速度減慢？”這一實驗問題，并進一步提出實驗方案加以解決，從而表現(xiàn)出學生在實驗教學中的能動性。反之，如果學生的知識、技能差，能力不強，不積極思考，只停留在對奇異現(xiàn)象的好奇感知上，即使看到了重要現(xiàn)象的出現(xiàn)，出不可能提出化學實驗問題，因而他們在實驗中的能動性就不可能得到發(fā)揮。由此可見，學生提出化學實驗問題是其在實驗教學中能動性的具體體現(xiàn)。

二、學生在化學實驗設計中的能動性

學生在化學實驗設計中的能動性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：例如，要計學生設計一實驗來制取干燥、純凈的CO2氣體，則學生首先必須明確有關(guān)的實驗原理：（1） ，（2） ，（3）濃H2SO4具有強烈的吸水性，可作干燥劑。只有這樣，才能正確選擇大理石、鹽酸做反應物，用NaHCO3除去CO2氣體中HCl氣體，用濃H2SO4除去CO2氣體中H2O蒸氣，而不致于選擇稀H2SO4做反應物，或者選擇NaOH或NaCO3等來除去CO2氣體中HCl氣體，或者選用堿石灰來做干燥劑。另外，CO2氣體的實驗發(fā)生裝置的選擇等也要以上述實驗原理為依據(jù)?？梢?，學生要明確實驗原理就必須運用所學的有關(guān)元素化合物知識和化學基礎理論進行積極思維。

以明確實驗原理為依據(jù)的同時還必須具備有關(guān)化學實驗儀器、設備及藥品的理論知識。例如，若實驗中反應物為固體與液體且需要加熱，宜選用燒瓶或錐形瓶，為了保證被加熱物質(zhì)受熱均勻或恒溫，宜選用水浴鍋加熱；除去氣體中的少量雜質(zhì)，要依據(jù)氣體的性質(zhì)來選擇合適的試劑，選用干燥劑干燥氣體時，則要了解該氣體與干燥劑的性質(zhì)之間的關(guān)系等等。

構(gòu)思實驗裝置、實驗步驟與選擇實驗方法和實驗方法是化學實驗設計思想的具體化，是關(guān)系到實驗成敗的關(guān)鍵，學生運用有關(guān)的化學基礎知識和實驗知識及邏輯思維方法進行積極思維的過程，是學生在化學實驗設計中的能動性的充分表現(xiàn)。例如，學生構(gòu)思HCl氣體的水吸收裝置，就要考慮到HCl氣體易溶于水中，才能取得良好的實驗效果等。

三、學生在化學實驗操作中的能動性

要保證實驗成功，做到實驗現(xiàn)象鮮明、直觀、快速，就必須嚴格地對實驗條件加以控制。

例如，在NH3氧化制HNO3的實驗操作中，學生要控制好好實驗溫度（700～900℃）、氨水濃度（3：1氨水）和催化劑（CrO3）等實驗條件，才能觀察到催化劑保持紅熱，氧化瓶中迅速出現(xiàn)紅棕色的實驗現(xiàn)象。為此，學生應學會實驗條件的控制這一方法并能正確、熟練地運用。

為了保證實驗成功，學生不僅要正確控制實驗條件，還必須正確、規(guī)范、熟練地進行其他的實驗操作，這是進行化學實驗的基礎，也是學生掌握測定和實驗條件的控制等實驗方法的重要前提。在定量實驗中，對學生的實驗操作要求更高，不僅在常規(guī)的實驗操作，如溶解、加熱、冷卻、干燥等，要準確、熟練，以減少實驗誤差，而且在測量儀器的使用和數(shù)據(jù)的讀取方面也應力求做到準確，以減少測定中測量誤差。故而，學生正確、規(guī)范、熟練地進行化學實驗操作，是學生在化學實驗操作中的能動性的重要表現(xiàn)。

學生在化學實驗操作中，不僅要知道“做什么”和“怎樣做”，更重要的是要懂得“為什么這樣做”，“為什么不能那樣做”的道理和依據(jù)。只有這樣，才能增強其實驗操作的自覺性和主動性，克服和防止“照方抓藥”的被動操作，以提高實驗的成功率。所以，學生在化學實驗操作中積極進行理性思維活動是其能動性的重要表現(xiàn)。