于春香

摘 要：化學(xué)新課程的重要目標(biāo)之一是對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實驗探究能力的培養(yǎng)，化學(xué)實驗探究是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識，認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要途徑。在這個實驗探究的過程中，教師可培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰?，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)科素質(zhì)，為社會輸送合格的人才。

關(guān)鍵詞：提升;化學(xué)實驗探究能力;策略

【中圖分類號】G633.8? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1005-8877（2022）21-0031-04

Discussion on effective strategies for cultivating students' ability to explore

chemical experiments

YU Chunxiang? （Huangqu Middle School， Dunhuang City， Gansu Province， China）

【Abstract】 One of the important goals of the new chemistry course is to cultivate students' ability to carry out chemical experimental exploration. Chemical experimental exploration is an important way for students to actively acquire chemical knowledge， understand and solve chemical problems. In the process of experimental exploration， teachers can cultivate students' chemical experimental ability， further improve students' subject quality， and provide qualified talents for the society.

【Keywords】Improvement; Chemical experiment exploration ability;Strategy

化學(xué)實驗是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式，實驗探究不僅有利于內(nèi)容的探索和方法的獲得，而且有利于學(xué)生科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等目標(biāo)的形成。那么怎樣才能提升學(xué)生的化學(xué)實驗探究能力呢？根據(jù)筆者在教學(xué)中的體會，談?wù)勌嵘龑W(xué)生化學(xué)實驗科學(xué)探究能力的幾點建議。

1.利用教材中的化學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生良好的探究品質(zhì)

科學(xué)的發(fā)展需要許多科學(xué)家，從樹枝狩獵到金屬時代，從樹葉遮身到各種科技布面料，從鉆木取火到新型燃料……這些都是無數(shù)的科學(xué)家創(chuàng)造的化學(xué)史，化學(xué)史的發(fā)展不僅包含科學(xué)家的天才智慧，而且體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，百折不撓的探究精神、追求真理的執(zhí)著精神。例如，講到“空氣的成分 ”時，穿插了這樣一個故事，在17世紀(jì)的歐洲，存在一種“燃素”學(xué)說，對“燃素”學(xué)說持懷疑態(tài)度的拉瓦錫，不接受這一觀點。于是他用石墨把金剛石厚厚地包上一層，再把這些烏黑的圓球放在烈火中燒紅。幾小時后，剝開石墨外衣，里面的金剛石竟然完好無損。這個實驗結(jié)論和當(dāng)時流行的“燃素”學(xué)說截然相反。為了證明自己的結(jié)論，他又做了一系列的實驗，發(fā)現(xiàn)了一種稱為“有用空氣”的結(jié)論。這個結(jié)論和“燃素”學(xué)說截然相反，但對科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦咤a仍沒有貿(mào)然得出結(jié)論。1774年，他又做了定量研究，最終得出結(jié)論，絕對沒有“燃素”的存在。1777年，他把這種“有用空氣”正式命名為氧，徹底推翻了“燃素”學(xué)說，化學(xué)又重新恢復(fù)了科學(xué)的本來面目。又如，瑞典化學(xué)家諾貝爾為了研究炸藥，實驗室爆炸，當(dāng)場炸死了他的弟弟和幾個助手，諾貝爾在失敗和巨大的痛苦面前卻沒有動搖，繼續(xù)將實驗室建在了駁船上，又經(jīng)歷了駁船爆炸，經(jīng)過多次試驗，他終于發(fā)明了雷管。諾貝爾在科學(xué)探究的路上，把挫折踩在腳下，贏得了巨大的成功？還有對科學(xué)執(zhí)著的波義耳;在困苦中堅持不懈的道爾頓;為了科學(xué)事業(yè)堅韌和忘我的門捷列夫;為了中國的發(fā)展，不顧重重阻撓，毅然歸國的侯德榜;這些科學(xué)家的生平事跡、奮斗歷程、曲折經(jīng)歷和成敗得失都是一篇篇的奮斗史，他們在科學(xué)探索的過程中折射出的無私奉獻(xiàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)雀呱衅焚|(zhì)都是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究品質(zhì)的重要途徑。

2.利用演示實驗和分組實驗，有機(jī)結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在演示實驗中，教師在示范操作的同時，引導(dǎo)學(xué)生有目的地觀察實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生在實驗中邊觀察邊思考，分組實驗是培養(yǎng)學(xué)生的獨立動手能力，分析和解決問題的能力以及基本探究能力。若將兩者有機(jī)地結(jié)合會達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的效果。例如，在做實驗室制取氧氣的實驗時，先要給學(xué)生示范操作，并提示學(xué)生觀察現(xiàn)象，有些步驟故意留下伏筆，然后將實驗臺交給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行分組實驗，學(xué)生在操作過程中會產(chǎn)生疑問：試管口為什么略向下傾斜？實驗完畢后為什么一定要先撤導(dǎo)氣管，然后熄滅酒精燈？水槽中的水為什么變紅了？氧氣為什么一直收集不滿？試管為什么炸裂了……出現(xiàn)了這些問題，便指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)帶著疑問找答案。通過演示—實踐—質(zhì)疑—探究的模式，學(xué)生自主地掌握了知識，又提升了探究能力。在演示完CO和[CO2]的性質(zhì)實驗后，給學(xué)生提出這樣一道實驗題：“現(xiàn)有無色無味的兩瓶氣體，可能是CO和[CO2]，請你用幾種方法進(jìn)行檢驗，并進(jìn)行實驗驗證。”學(xué)生分組進(jìn)行實驗 ，設(shè)計這個實驗的目的在于相互探究，挖掘思維能力，使學(xué)生養(yǎng)成一種時時探究的習(xí)慣，提高學(xué)生的探究能力。

又如，在演示黃泥水的過濾實驗后，學(xué)生受到了啟發(fā)，在做分組實驗時，從家里拿來手絹、紗布、小沙粒、棉花、打孔的瓶蓋、吸管等做了簡易的凈水器，對實驗效果進(jìn)行了檢驗，面對濾液渾濁的原因又進(jìn)行了分析探究，對裝置進(jìn)行了改進(jìn)。再如，在講二氧化碳的實驗室制取時，分析發(fā)生裝置選擇的依據(jù)，給出了用多孔隔板的發(fā)生裝置，分享了裝置的優(yōu)點，學(xué)生也受到了啟發(fā)，在分組實驗時，學(xué)生從家里帶來了廢舊的注射器，輸液管、塑料瓶，再利用實驗室的儀器，組裝出了不同的發(fā)生裝置，并進(jìn)行了實驗，同樣達(dá)到了可隨時控制反應(yīng)的發(fā)生與停止的效果。 因此演示實驗和分組實驗的有機(jī)結(jié)合，給學(xué)生質(zhì)疑、思考和探索的機(jī)會，長此以往，就能提升學(xué)生的實驗探究能力。

3.利用化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)情景，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

探究性學(xué)習(xí)首先要提出問題，提出問題的前提則是發(fā)現(xiàn)問題，只有提出問題才能引發(fā)學(xué)生的一系列探究活動。在化學(xué)實驗中，學(xué)生要自主地發(fā)現(xiàn)問題，教師還要通過不同問題情景的創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。例如，在學(xué)習(xí)碳酸鹽時，為了探究碳酸鹽的化學(xué)性質(zhì)，筆者給學(xué)生做了這樣的實驗：在盛有足量稀鹽酸的燒杯中放入一個新鮮的雞蛋，觀察到雞蛋一邊冒氣泡一邊沉到燒杯底，一會兒又慢慢上浮，到接近液面時又下沉，反復(fù)進(jìn)行。學(xué)生很是好奇，為什么雞蛋會上浮下沉？教師問：“氣泡是什么？雞蛋殼的主要成分是什么？”一連串的提問，使學(xué)生的思維由淺入深，最后經(jīng)過討論解決了問題：由于雞蛋外殼的主要成分是[CaC03]，[CaC03]遇到稀鹽酸時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成[CO2]，反應(yīng)的化學(xué)方程式：[CaC03+2HCl=CaCl2+C02↑+H20]，[CO2]的氣泡緊緊地附在雞蛋殼上，當(dāng)產(chǎn)生的浮力大于雞蛋的重力時，雞蛋上升;當(dāng)雞蛋升到液面時氣泡所受的壓力小，一部分[CO2]氣泡破裂，浮力減小，雞蛋又開始下沉，稀鹽酸接著又和蛋殼發(fā)生反應(yīng)，又產(chǎn)生了[CO2]，從而使雞蛋再次上浮，如此循環(huán)往復(fù)上下運動?；瘜W(xué)實驗中千變?nèi)f化的實驗現(xiàn)象讓學(xué)生驚異和不解，正是由于驚異和不解，才開起了探究之旅。又如，在講到“常見的酸和堿”時，事先在準(zhǔn)備好的紙上用無色酚酞溶液畫一朵小花，上課時將那張畫有無色小花的紙展示給學(xué)生，學(xué)生看到的是一張白紙，然后往白紙上噴上NaOH溶液，紙上立即出現(xiàn)了一朵紅色的小花，一會兒之后，再向紅色的小花上噴稀鹽酸，紅花又消失了，這時在學(xué)生的詫異和驚嘆中及時提問：“酚酞遇酸、遇堿變成什么顏色？是NaOH溶液中的哪一種粒子使酚酞變成紅色的？紅花為什么又消失了？”問題層層深入，啟發(fā)學(xué)生一步步探究。通過精心設(shè)計和創(chuàng)設(shè)問題情景，使學(xué)生主動探索，獲得知識，極大地激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，不但訓(xùn)練了思維的深度，還培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

4.利用信息化手段直觀地培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力

化學(xué)通常借助實驗來揭示物質(zhì)的內(nèi)在奧秘，但有些化學(xué)實驗現(xiàn)象是不能直接觀察或不便觀察的，更有甚者不能通過實驗操作來實現(xiàn)，如果用語言文字加以說明，會顯得蒼白無力?？梢越柚嗝襟w技術(shù)，把課堂上看不清楚的實驗現(xiàn)象展示給學(xué)生，使學(xué)生對知識有更深入、更全面的認(rèn)識。例如，在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”這節(jié)內(nèi)容時，探究四種金屬Mg、Zn、Fe、Cu的活動性，這些金屬哪些能和鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？反應(yīng)的劇烈程度是怎樣的？要借助實驗現(xiàn)象對比得出四種金屬元素的活動性順序。但由于教室學(xué)生多，只有坐在前排的學(xué)生能看見，而且現(xiàn)象微弱得看不清楚，因此筆者采用了西沃白板和西沃手機(jī)助手，利用西沃手機(jī)助手實物展臺的直播功能，將實驗全過程放大，直播到了西沃白板上，這樣全體學(xué)生都看到了化學(xué)反應(yīng)的全過程——是否產(chǎn)生氣泡、產(chǎn)生氣泡的數(shù)量、反應(yīng)速度快慢。在整個演示實驗過程中，通過實驗現(xiàn)象較易地掌握了四種金屬的活動性順序強(qiáng)弱，為學(xué)生開展探究提供了條件。同時筆者經(jīng)常使用虛擬化學(xué)實驗室、西沃白板、樂樂課堂、愛學(xué)堂等解決實驗中遇到的問題，可以通過動畫、文字、聲音，利用放大、慢速、定格展示微觀世界，模擬化學(xué)反應(yīng)，用各種感官來感知信息。例如，在講解水的電解實驗的實質(zhì)時，運用動畫演示，學(xué)生清楚地觀察到了水分子分裂為氫原子和氧原子，每2個氫原子結(jié)合成1個氫氣分子，每2個氧原子結(jié)合成1個氧分子，很多個氧分子構(gòu)成氧氣，很多個氫氣分子構(gòu)成氫氣。這就很直觀揭示了化學(xué)變化的實質(zhì)：分子分裂為原子，原子重新組合成新的分子。同時揭示了原子是化學(xué)變化中的最小粒子，分子是保持其化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。通過多媒體演示，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、自主探究能力以及在信息化社會下信息的收集處理能力，更有利于學(xué)生的主動參與，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，符合現(xiàn)代學(xué)生的思維學(xué)習(xí)習(xí)慣。又如，CO還原[Fe2O3]的實驗，這些實驗操作雖然有一定的危險性，但筆者還是放心地讓學(xué)生大膽操作，要求學(xué)生在操作時和裝置保持一定的距離，出現(xiàn)的不良后果再進(jìn)行研究探索思考，這樣的實驗有利于出現(xiàn)問題后再探索研究。不但能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗創(chuàng)新意識和能力，還能提高學(xué)生的綜合探究能力。

5.通過舉辦化學(xué)實驗技能大賽，提高學(xué)生的實驗探究能力

實驗技能比賽是培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)，勇于實踐，提高創(chuàng)新能力和實驗探究能力的一個行之有效的辦法。通過一段時間的化學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)，有組織地開展一次化學(xué)實驗技能操作大賽，在全校學(xué)生中營造一個良好的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力和實驗探究能力。本校每年都會舉行“化學(xué)實驗操作技能大賽”，大賽分為個人賽和團(tuán)體賽，既有個人的競爭，也有團(tuán)體的配合，試題分為化學(xué)實驗基本操作和實驗探究，個人賽可以凸顯學(xué)生的獨立操作技能，需要學(xué)生冷靜思考，有序地操作;團(tuán)體賽既要有個人的能力又要有團(tuán)體的智慧，在合作中設(shè)計實驗方案，分工合作，集思廣益。例如，在個人賽中給出儀器，組裝一套實驗室制取[CO2]的裝置，并驗證[CO2]的相關(guān)性質(zhì)，這種操作鍛煉了學(xué)生的獨立思考和操作能力，而操作能力的提高也為學(xué)生的探究能力打下了基礎(chǔ)，探究的成功需要實驗驗證，實驗操作技能不過關(guān)，就談不上探究。又如，在團(tuán)體賽中設(shè)計趣味賽，每兩名學(xué)生事先設(shè)計一個趣味實驗，然后上臺介紹實驗原理、所用的藥品、儀器，并進(jìn)行操作演示，而臺下的學(xué)生則驚嘆和羨慕 ，因此每年報名參加比賽的學(xué)生都爭先恐后，學(xué)生都會事先進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，上網(wǎng)查找資料，反復(fù)地做實驗，且不斷改進(jìn)裝置和更換儀器，使實驗達(dá)到最佳效果。再如，在探究性實驗環(huán)節(jié)中，教師事先準(zhǔn)備好多題目，由競賽選手抽簽決定試題題目，如有這樣一道實驗題：“請同學(xué)們設(shè)計不同的實驗方案，鑒別稀[H2SO]、[Na2CO3]溶液、[CaOH2]溶液。”學(xué)生抽到題后，經(jīng)小組合作討論、寫好實驗方案，再根據(jù)實驗桌上提供的藥品，進(jìn)行驗證，方案可行的保留，最后提交答案，在驗證過程中，評委也在一直觀察實驗現(xiàn)象及結(jié)論。教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計的方案評出優(yōu)勝者。學(xué)生的潛力是無窮盡的，這樣的平臺給他們提供了探究的空間。每年通過這樣的比賽，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性都很高，每次做實驗也不再是照本宣科，出現(xiàn)問題積極探究，都能自主地設(shè)計和探究一些課外的實驗，極大地調(diào)動了積極性和思維，逐步提高了學(xué)生的實驗探究能力。

6.通過家庭小實驗或生活實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

創(chuàng)新精神與探究能力的激發(fā)，探究潛能的挖掘，僅依靠課堂上的演示實驗與分組實驗遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要設(shè)計一些課外小實驗和家庭小實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手實驗?zāi)芰σ约皩嶒瀱栴}的思維分析能力。恰當(dāng)?shù)剡x擇日常生活中的一些常見物品就能開展家庭小實驗，這類實驗學(xué)生在家就能獨立完成。這些實驗相對安全，且操作相對簡單，例如，在做鐵釘生銹的實驗時，實驗時間太長，可以提前一周布置學(xué)生在家里做，學(xué)生每天觀察在不同條件下鐵釘?shù)淖兓樾?，并將觀察現(xiàn)象記錄下來，然后在課堂上進(jìn)行匯報分析;又如，長期使用的燒水壺和熱水瓶膽內(nèi)會有沉積的水垢，在實驗室可以利用稀鹽酸或稀硫酸去除，那么在家里可以利用廚房中的哪些用品去除水垢？筆者讓學(xué)生回到家里親自實驗，學(xué)生通過實驗選擇了白醋和食醋，并將實驗現(xiàn)象記錄下來，到學(xué)校匯報分析后，學(xué)生提出問題：“為什么食醋除水垢不能除得很干凈？”筆者給他們解釋白醋和食醋的主要成分都是醋酸，但白醋中醋酸的濃度是36%，而食醋濃度比白醋濃度小，所以會有差別，對他們提出的問題進(jìn)行鼓勵，他們的積極性都很高，這樣不但激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，而且提高了學(xué)生的觀察能力，增加了學(xué)生的實驗生活技能。再如，在學(xué)習(xí)了酸堿鹽的知識后，要求學(xué)生回家利用廚房的用品鑒別食鹽和碳酸鈉，第二天交流匯報：一種用物理方法，嘗兩種用品的味道并提醒學(xué)生廚房的用品無毒，可以嘗，但實驗室的藥品不可以嘗;另一種是滴加食醋，若觀察產(chǎn)生氣泡的是碳酸鈉，無現(xiàn)象的是則為氯化鈉。家庭小實驗不受實驗室規(guī)則的限制，但同樣能培養(yǎng)學(xué)生動手實驗的能力，且將抽象的化學(xué)知識應(yīng)用于生活實際中，提升學(xué)生解決實際問題的應(yīng)用能力。將化學(xué)實驗應(yīng)用于生活實際，讓學(xué)生走向社會，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)與生活實踐的密切關(guān)系。在學(xué)習(xí)有關(guān)溶液酸堿性和PH等化學(xué)知識后，筆者給學(xué)生布置作業(yè)，回家檢測家里洗發(fā)水、洗滌劑、食醋、牛奶的酸堿性，或檢驗村子附近小溪水質(zhì)的硬度和酸堿性。實踐證明，課外實驗中呈現(xiàn)出的化學(xué)現(xiàn)象，都來源于生活，更能引起學(xué)生濃厚的興趣，激發(fā)他們的探究欲，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

7.利用試題中的探究性實驗習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力

化學(xué)試題中的探究性習(xí)題主要考查學(xué)生對信息的提取匯總能力、學(xué)生的發(fā)散思維能力和科學(xué)探究能力，體現(xiàn)了素質(zhì)教育的要求，這類試題往往以實驗為載體，對實驗設(shè)計能力、觀察分析、實驗操作技能、探究實踐能力等進(jìn)行全方位的綜合評估。例如，中考試卷中出現(xiàn)這樣一道題：某學(xué)校化學(xué)課外實驗小組的學(xué)生在做酸堿中和反應(yīng)的實驗時，向盛澄清石灰水的燒杯中加入一定量的稀鹽酸，反應(yīng)了一段時間后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)忘記滴加酸堿指示劑了，于是，他們想知道此時燒杯中溶液的溶質(zhì)成分究竟是什么？于是進(jìn)行了探究。

提出問題：此時燒杯中溶液的溶質(zhì)是什么？

學(xué)生討論后提出了以下幾種猜想：

猜想一：[CaCl2];

猜想二： ;

猜想三：[CaCl2]和[CaOH2]的混合物;

猜想四：HCl、[CaOH2]和[CaCl2]的混合物。

小組討論后一致認(rèn)為：猜想四不合理，理由是 。

資料提示：[CaCl2]溶液呈中性。設(shè)計實驗：學(xué)生設(shè)計了幾種不同的實驗方案，證明猜想二是成立的.請你幫他們填寫有關(guān)的實驗步驟或?qū)嶒灛F(xiàn)象。

反思交流：要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)僅含有[CaCl2]，需要除去其他雜質(zhì)，其中的一種方法是向燒杯中加入過量的 ，然后過濾，該除雜反應(yīng)原理用化學(xué)方程式表示為 。

這樣的試題設(shè)計具有合理的梯度，不但有助于學(xué)生理解知識間的縱橫關(guān)系，而且有助于學(xué)生拓展思路，提供思維的空間，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。又如，這樣一道實驗題：要得到[CaCl2]溶液，有下列實驗方案：方案一CaO和稀鹽酸反應(yīng);方案二[CaSO4]和[BaCl2]溶液反應(yīng);方案三[CaOH2]和稀鹽酸反應(yīng);方案四[CaC03]和稀鹽酸反應(yīng)，選取最恰當(dāng)?shù)膶嶒灧桨浮W(xué)生在實驗探究中舍棄實驗步驟復(fù)雜的、產(chǎn)率小、原料成本高的方案，最后找出最好的三種方案：[CaC03]、[CaOH2]分別與稀鹽酸反應(yīng)制取[CaCl2]溶液。通過實驗試題，做探究性實驗，學(xué)會了用實驗研究化學(xué)問題的方法和方向，為探究性實驗提供了思路，掌握了實驗的基本操作和技能，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并培養(yǎng)了學(xué)生分析問題，獨立操作，解決問題的能力，提高了學(xué)生的思維能力，更提高了學(xué)生的探究能力。

總之，實驗探究能力的培養(yǎng)與提升，是進(jìn)行一切實驗探究活動的基礎(chǔ)，也是化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的一種基本知識的技能儲備，更是提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的一種最直接、有效的方法。提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，對國家富強(qiáng)、民族振興和我國在21世紀(jì)國際競爭中占據(jù)主動地位都具有深遠(yuǎn)的意義。

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