中學化學探究性實驗教學模式的研究＊

張少麗，苗深花

（曲阜師范大學化學與化工學院，山東 曲阜273165）

化學是一門以實驗為基礎的自然學科．化學實驗是化學教學過程中最基本的也是最能體現(xiàn)化學學科獨特性的教學手段．現(xiàn)代社會的高速發(fā)展對學生的探究能力和實踐能力提出越來越高的要求．化學探究性實驗是由教師或學生提出化學實驗課題，學生自己設計實驗方案，然后根據(jù)方案進行實驗探索，正確處理實驗結論的一類實驗［1］．它可以有效地使學生學習科學的探究方法，逐步形成自主探究意識，開發(fā)創(chuàng)新性思維，從而培養(yǎng)其科學探究和實踐能力．化學實驗探究性教學恰好迎合了當代社會對培養(yǎng)學生探究能力和實踐能力的要求．因此，研究適合中學化學探究性實驗教學的教學模式十分重要．

1 化學探究性實驗教學實施的前提和保障

1．1 教師與學生角色的轉變

師生角色的轉變是化學實驗探究性教學順利開展的前提．

1．1．1 教師角色的轉變

教師要轉變教育理念．化學實驗探究性教學過程不再由教師全盤控制、主導，教師應該相信學生的能力，適當放手還學生的主體地位，通過設置合理的問題情境，引導學生主動探究，逐步增強其實踐探究能力．

1．1．2 學生角色的轉變

學生要逐漸適應自己是課堂主人這一角色的轉變，在學習過程中從被動接受化學知識變?yōu)橹鲃犹骄坎⒄莆昭芯炕瘜W物質變化的方法和程序，相信自己離開老師的“悉心呵護”而在老師的引導下也有能力自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，最終升華為自主探究的能力．

1．2 探究性實驗課題選擇要合理

合理的選題是使探究性實驗教學順利進行的保障．探究性實驗在所有的實驗類型中難度較大，如果探究課題選擇不合理很容易打擊學生探究的自信心，進而失去對實驗探究的興趣，所以要求教師要十分明確課題探究的內容，對其有整體的把握，設置合理的問題梯度．選擇的探究性實驗課題不應太難、太復雜，要簡單易于操作，其主要目的是激發(fā)學生的興趣、培養(yǎng)探究意識，在學生有了自主探究能力的基礎后，可以讓學生自主選擇探究課題，教師給出建設性意見，循序漸進提升學生的探究能力．

2 化學探究性實驗教學的特點

2．1 學生的主體性

教師不再是化學探究性實驗教學過程中的主角，而是通過創(chuàng)設合理的問題情境，啟發(fā)引導學生自主發(fā)現(xiàn)并思考要探究的問題，提出探究方案，解決要探究的問題．學生變被動為主動，在積極探求知識的過程中，掌握研究化學物質變化的一般方法和程序，培養(yǎng)化學創(chuàng)新思維，增強自主探究與創(chuàng)新能力，學生在課堂教學中的主體性得以充分體現(xiàn)．

2．2 教學過程的探究性

化學探究性實驗不同于傳統(tǒng)的驗證性或演示性實驗，整個探究過程不再由教師全盤控制，教師只負責提出富有啟發(fā)性的指導建議，幫助學生認識到解決探究過程中出現(xiàn)的問題的方法并不唯一、明確．學生通過自己思考發(fā)現(xiàn)探究問題、提出研究假設，收集數(shù)據(jù)資料、討論交流后制定驗證方案．在這一過程中，學生在教師的鼓勵啟發(fā)下獨立思考、大膽質疑，在探究過程中能提出解決問題的新方案［2］．教學過程的探究性特點可以啟迪學生的思維，增強對自主探究的認識并培養(yǎng)積極探究的精神．

2．3 教學課題的開放性

化學探究性實驗教學內容的選取不再僅僅局限于課本所提供的實驗內容，探究的內容及形式豐富多樣．既可以將一般的驗證性實驗改進后進行探究，也可以就與生活息息相關的化學問題以及工農業(yè)生產(chǎn)中的化學問題進行探究．課題的開放性不僅可以幫助學生理解學科知識，豐富學生課堂探究的內容，還可以認識到化學學科的生活性，樹立科學源于社會生活，學習科學是為了更好地造福于人類生活的思想，為以后立志從事科學探究打下基礎．

2．4 同學之間的合作性

21世紀是一個個性化十足的時代，每個人看待問題的角度不同，對問題的理解也就不同，解決問題的方法也不同．因此，學習只有集百家之長，才能不斷取得進步．所以學生想要取得學習上的成功，就應該學會與同學之間以及與老師之間的合作．化學探究性實驗往往采用實驗分組的方式合作探究，小組成員相互配合，小組之間討論交流，教師在整個探究過程中進行指導，使實驗在合作中有條不紊地進行下去．探究過程中個體之間的交互過程，可以有效地鍛煉培養(yǎng)學生的合作精神．

2．5 教學內容的趣味性

化學實驗有著濃厚的趣味性，不論哪個學段的學生對化學實驗的認識都存在著一定的感性．所以化學探究性實驗教學要抓住學生的認知特性，教師在教學過程中不斷出新招、出奇招，盡最大努力增加探究內容的趣味性，激發(fā)并保護學生的好奇心，逐步將對探究性實驗的興趣轉變?yōu)樽灾魈骄康膬炔縿恿Γ?/p>

3 化學探究性實驗的教學模式及其程序

3．1 化學探究性實驗的教學模式

參考有關學者對探究性實驗教學的研究，并綜合考慮學生的心理認知發(fā)展特點，以及由探究課題內容的來源、難易程度和師生間的互動方式，將化學探究性實驗教學模式分為課內限定式師生共同探究和課外開放式學生自主探究兩種模式．兩者呈遞進關系，前者的開展是為后者順利進行做鋪墊．

3．1．1 課內限定式師生共同探究教學模式

這種教學模式在課堂教學的限定下，探究課題大多源于教材的實驗內容，難度較小，教師對于實驗過程和結論大多都能預測，其主要的目的是激發(fā)學生探究化學的興趣并鍛煉基本的實驗操作技能，引導學生發(fā)現(xiàn)問題并培養(yǎng)解決問題的能力．學生在教師的啟發(fā)引導下按照一定的教學程序循序漸進，借助探究學習化學知識以及探究的過程與方法，體驗探究的樂趣，教師和學生是一對共同探究體．

3．1．2 課外開放式學生自主探究教學模式

這種教學模式是在課內限定式師生共同探究教學模式的基礎上，學生有了初步實驗探究的能力后，根據(jù)自己的興趣選取與社會生活密切相關的探究課題進行探究．探究的內容和過程都十分開放，但探究的難度較大，對于實驗的探究過程和結果一般不能準確預知，所以教師一般只提供建設性的意見和指導．其主要目的是通過學生自主探究進一步提高學生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，認識到化學在社會生活中的巨大作用，樹立科學源于生活、源于社會的意識，培養(yǎng)學生運用所學知識解決生活和工農業(yè)生產(chǎn)中問題的能力．

3．2 化學探究性實驗教學的程序

學生可以通過化學探究性實驗學習化學知識、掌握科學研究的方法并學以致用提高實踐能力．根據(jù)化學課程標準中關于重視探究學習活動，發(fā)展學生的科學探究能力的教學實施建議［3］，總結出兩種不同探究模式下的化學探究性實驗的教學程序．

3．2．1 課內限定式師生共同探究教學模式的程序

課內限定式師生共同探究教學模式的程序，見圖1．

圖1 課內限定式師生共同探究教學模式的程序

確定課題：不是所有的課題都適于課內探究性的實驗教學，因此需要教師對教材有全面、深刻的認識和把握．探究課題的難度要適宜，過大會打消學生的積極性，難度太小則激發(fā)不起學生的探究欲望；內容則既要貼近實際生活又要使學生學習到相關的化學知識，這樣才能保證學生在完成學習知識的基礎上，積極主動地進行探究活動．課內限定式模仿探究教學模式課題的確定對教師的能力有很高的要求．

提出假設：在探究課題確定后，教師要利用相關的問題情境引導學生思考、發(fā)現(xiàn)探究的問題，并聯(lián)系學生已有的化學知識，針對探究問題提出合理的研究假設．探究的初始階段，學生的知識有限，只給出探究課題會讓學生感到無從下手，學生只有帶著探究問題才能有針對性地完成探究，所以教師要遵循學生的認知規(guī)律，明確課題的探究內容以及要達到的探究效果，引導學生找到正確的探究方向，逐步提升學生提出探究問題的能力．

制定方案：對課題要探究的問題提出有針對性的假設后，學生在教師的引導下，根據(jù)所學的知識以及查閱資料后模仿已有的實驗方案制定驗證方案．對于中學階段的學生來說模仿比自主創(chuàng)新容易得多，但完全照搬已有的實驗方案就失去了探究的意義．學生應該有自己的想法，教師則要鼓勵學生在前人的基礎上大膽創(chuàng)新，引導啟發(fā)學生積極思考，制定出合理、可行的驗證方案，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神．

實驗驗證：學生在確定探究方案后分組進行實驗，在探究過程中，除了認真進行實驗操作、仔細觀察實驗現(xiàn)象并做好記錄外，還要注意與同組其他成員的分工與合作．這樣既可以提高學生最基本的實驗操作能力，又能增強學生與人團結合作的意識．

得出結論：結論是將提出的假設與實驗驗證統(tǒng)一起來的重要環(huán)節(jié)，通過問題觀察現(xiàn)象，透過現(xiàn)象思考問題，最后由小組成員間討論交流得出實驗結論，從而將實驗現(xiàn)象與對應問題的假設有機地聯(lián)系起來，并通過實驗現(xiàn)象幫助學生理解知識，加深記憶．不是所有的實驗都可以成功地做出相應的實驗現(xiàn)象，教師應該抓住實驗的這一特性，引導學生自主分析實驗失敗的原因，提高分析問題的能力，體驗到科學探究的艱辛．

例如“驗證碘鹽中碘元素的存在形式”的實驗探究教學程序，如圖2所示．

圖2“驗證碘鹽中碘元素的存在形式”的實驗探究教學程序

3．2．2 課外開放式學生自主探究教學模式的程序

課外開放式學生自主探究教學模式的程序，見圖3．

圖3 課外開放式學生自主探究的教學模式的程序

確定課題：學生在進行了課內實驗探究之后，有了一定的自主實驗探究能力，可以根據(jù)自己的興趣，選取與社會生活相關的化學問題作為研究課題，并在教師的建議啟發(fā)下發(fā)現(xiàn)、提出要研究的問題．

制定方案：教師對學生選定的課題進行要點分析、點撥，學生則通過教師提供的方法途徑收集、查閱相關資料，制定出合理的實驗方案．教師與學生探討交流以確保實驗方案的安全性、可行性、科學性和創(chuàng)新性．

實驗驗證：學生根據(jù)擬定的實驗方案進行驗證，探究過程中要仔細觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，教師則全程提供指導，學生可以對實驗過程中出現(xiàn)的問題與老師討論交流，及時消除疑惑，保證探究實驗順利地進行．

得出結論：完成實驗驗證后，學生將整個過程以實驗報告的形式整理得出探究結論，將實驗過程中出現(xiàn)的問題、實驗成敗的關鍵加以分析總結，并將自己的體會也以文字的形式總結出來．教師則對學生的探究過程進行分析、評價，肯定學生的優(yōu)點，加強學生自主探究的信心，并針對過程中出現(xiàn)的問題給出合理的解釋和改進意見，掌握學生對于實驗探究的心理動向，及時予以鼓勵和調整，保持學生對實驗探究的欲望和興趣．

實踐應用：自主探究選取的課題源于生活，學生將自己的探究成果應用到生活實踐中去，有利于強化探究成果．英國著名哲學家培根曾經(jīng)說過：“知識就是力量．”沒有經(jīng)過實踐驗證的知識是無法轉變成所謂的“力量”的．學生自主探究化學知識也是如此，只有通過實踐運用才能轉化成自己解決問題的有效動力，沒有實踐過的知識永遠只是殘存在大腦中的文字或符號，不能成為幫助自己克服困難、解決問題的經(jīng)驗或方法．所以學生應學以致用，在實踐中檢驗探究實驗的結論是否具有應用價值．

例如“碘鹽中碘含量的測定實驗”的探究教學程序，如圖4所示．

圖4“碘鹽中碘含量的測定實驗”的探究教學程序

化學探究性實驗教學模式的實施，不僅有利于學生學習和掌握化學知識、鍛煉實驗操作技能；而且可以促進學生轉變學習方式，學生從被動接受轉變?yōu)榉e極探究；相比于強調實驗結果，更加注重體驗探究過程；化學探究性實驗教學模式作為實現(xiàn)人才素質全面發(fā)展的一種有效手段，對教師的素質要求更高．因此，教師不僅要研究課本內容，更要了解學生的心理認知需求，找到學習知識與培養(yǎng)解決實際問題能力的最佳契合點，不斷改進教學方法、調整教學進程，使教學達到最佳的預期效果．總之在化學實驗教學的過程中，教師應重視探究性實驗教學模式的開發(fā)和利用，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才打下基礎．

［1］苗深花，韓慶奎．化學實驗教學論［M］．北京：科學出版社，2012．

［2］李紅．中學數(shù)學實驗探究教學模式的研究與實踐［D］．濟南：山東師范大學，2005．

［3］中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（實驗稿）［Z］．北京：人民教育出版社，2003．