綜合(高中)化學(xué)-高中-在化學(xué)實驗中開展研究性學(xué)習(xí)

1、在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，充分利用化學(xué)學(xué)科“以實驗為基礎(chǔ)”的基本特征，挖掘和開發(fā)化學(xué)實驗在探究性學(xué)習(xí)中的功能，對于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，形成終身學(xué)習(xí)的能力具有重要的意義。本文擬對化學(xué)實驗作為探究性學(xué)習(xí)途徑的有關(guān)問題作初步探討。一、化學(xué)實驗是探究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學(xué)探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學(xué)的價值觀和活動過程?；瘜W(xué)實驗是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的能動的實踐活動形式。化學(xué)實驗為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能?；瘜W(xué)實驗的功能和探究性學(xué)習(xí)的特征決定了化學(xué)實驗必然是探究性學(xué)習(xí)的重要途徑。1化學(xué)的學(xué)科特征決定了化

2、學(xué)實驗可以作為探究性學(xué)習(xí)的途徑“以實驗為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科的基本特征。即使在由經(jīng)驗化學(xué)向理論化學(xué)發(fā)展的今天，化學(xué)實驗仍然是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的最現(xiàn)實、最生動、最有效的物質(zhì)載體。學(xué)科的基本特征決定了學(xué)科的學(xué)習(xí)特點，在實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)無疑是最有效而又最重要的化學(xué)學(xué)習(xí)方法之一。在化學(xué)實驗中，學(xué)生通過實驗研究和認(rèn)識物質(zhì)，掌握化學(xué)基本原理和基本技能，初步學(xué)會化學(xué)研究的實驗方法?；瘜W(xué)科學(xué)以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特征，更有利于學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性學(xué)習(xí)。2化學(xué)實驗本身就是科學(xué)探究的過程化學(xué)實驗是人們認(rèn)識和研究物質(zhì)的一種科學(xué)方法，是人們根據(jù)研究的對象和研究的目的，創(chuàng)造性地運用科學(xué)知識和實驗手段，有計劃地實施探究性實踐活動的過程。

3、因此，化學(xué)實驗過程本身就是一個創(chuàng)造性地探究的過程?；瘜W(xué)發(fā)展的歷史也充分證明：化學(xué)科學(xué)的任何一項重大的突破，無一例外地是經(jīng)過化學(xué)實驗而取得的。正如波義耳所說，沒有實驗，任何新的東西都不能深知。中學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的化學(xué)實驗，雖然絕大多數(shù)是對物質(zhì)及其變化的再認(rèn)識，但從本質(zhì)上看，這一過程與科學(xué)家進(jìn)行的科學(xué)研究中的化學(xué)實驗是一致的。當(dāng)化學(xué)實驗被用作探究性學(xué)習(xí)的途徑時，化學(xué)實驗的創(chuàng)造性和探究性便充分顯示出來。學(xué)生在實驗過程中積極地動腦動手，體驗科學(xué)家科學(xué)探究的過程和方法，獲得科學(xué)探究的樂趣和成功的喜悅。所以，在學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，完全可以利用實驗這個手段進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。3化學(xué)實驗為探究性學(xué)習(xí)中驗證假說提供

4、了科學(xué)方法和科學(xué)家進(jìn)行的科學(xué)探究一樣，探究性學(xué)習(xí)也具有問題特征、收集信息特征、假設(shè)特征、驗證特征和評價反饋特征。學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中，針對發(fā)現(xiàn)的問題，在回憶總結(jié)已有的知識和經(jīng)驗、收集和整理信息的基礎(chǔ)上，作出大膽假設(shè)或猜想，并通過化學(xué)實驗對提出的假設(shè)或猜想進(jìn)行證實或證偽。所以，化學(xué)實驗不僅是學(xué)生探究性學(xué)習(xí)時驗證假設(shè)或猜想的主要方法，也為學(xué)生將來從事科學(xué)研究提供了一種方法。二、通過化學(xué)實驗進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)策略在化學(xué)教學(xué)中提倡和鼓勵學(xué)生通過化學(xué)實驗進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，要充分挖掘化學(xué)實驗在探究性學(xué)習(xí)中的功能，發(fā)揮化學(xué)實驗在探究性學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)問題情境、驗證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用，研究開發(fā)探究性實驗，引導(dǎo)學(xué)

5、生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和探究解決問題的方法，在化學(xué)實驗中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，實現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動接受式學(xué)習(xí)向主動探究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變。1以化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)問題情境探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情境下產(chǎn)生的一系列學(xué)習(xí)活動。問題激發(fā)起學(xué)生探究的欲望，問題引發(fā)了學(xué)生的探究活動。在化學(xué)學(xué)習(xí)中，除學(xué)生自主地發(fā)現(xiàn)問題外，教師更要通過各種途徑創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。而化學(xué)實驗是最形象、生動、直觀的創(chuàng)設(shè)問題情境的方法之一。以化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)問題的情境，要特別注重化學(xué)實驗中學(xué)生觀察和思維能力的培養(yǎng)。化學(xué)實驗現(xiàn)象紛繁復(fù)雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復(fù)雜的化學(xué)實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。如在進(jìn)行高中化

6、學(xué)有關(guān)“原電池”的學(xué)習(xí)時，組織學(xué)生完成“將一根鐵絲和一根銅絲放入稀硫酸中，觀察實驗現(xiàn)象并與同學(xué)交流”的實驗，由于鐵絲和銅絲放置的位置問題，可能有些學(xué)生觀察到鐵絲上產(chǎn)生氣泡，銅絲上沒有氣泡產(chǎn)生；有些同學(xué)觀察鐵絲和銅絲上都有氣泡產(chǎn)生。而從觀察到鐵絲和銅比上都有氣泡產(chǎn)生，到產(chǎn)生“為什么銅絲上也有氣泡產(chǎn)生的問題”就需要敏銳的觀察和深刻的思維能力。以化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學(xué)生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成化學(xué)實驗。因為學(xué)生在其感到熟悉和認(rèn)為有用的情境中特別能發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)生解決問題的迫切欲望。例如在進(jìn)行初中化學(xué)的關(guān)于“燃燒條件”的學(xué)習(xí)時，從實驗室酒精燈的熄滅、燃燒木柴要把木柴架

7、空、液化氣灶及煤爐都留有通風(fēng)口等學(xué)生非常熟悉的實驗情景出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考，發(fā)現(xiàn)問題。以化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)問題情境，要使化學(xué)實驗呈現(xiàn)的問題處于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。影響化學(xué)實驗現(xiàn)象的因素很多，產(chǎn)生的化學(xué)實驗現(xiàn)象也錯綜復(fù)雜。教學(xué)中要通過精心設(shè)計實驗方案、嚴(yán)格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現(xiàn)化學(xué)問題，使學(xué)生通過努力能夠順利地解決化學(xué)實驗呈現(xiàn)的問題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發(fā)實驗來呈現(xiàn)構(gòu)成物質(zhì)的微粒是不停地運動的問題，用氯氣使潮濕的有色布條退色的實驗呈現(xiàn)次氯酸的漂白作用的問題等，都能使學(xué)生順利地發(fā)現(xiàn)和解決問題。2以化學(xué)實驗驗證假說或猜想在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生針對提出的問題，經(jīng)過多渠道的收集信息

8、和深入的思考，將會提出有關(guān)問題解決的方案和問題答案的假設(shè)或猜想。通過化學(xué)實驗對提出的猜想或假設(shè)進(jìn)行驗證，是學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性學(xué)習(xí)常用的方法。以化學(xué)實驗驗證假說或猜想，要面向全體學(xué)生，讓每個學(xué)生都有體驗和經(jīng)歷用化學(xué)實驗驗證假說和猜想的機會。教師要指導(dǎo)學(xué)生，特別是要幫助和指導(dǎo)那些有困難的學(xué)生完成設(shè)計方案并進(jìn)行實驗。如在初中化學(xué)中物質(zhì)構(gòu)成微粒知識學(xué)習(xí)時，對“構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間是有空隙的”的假設(shè)的驗證，學(xué)生在設(shè)計方案時可能產(chǎn)生一定的困難，這時老師就可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計“一定體積的水和酒精混合”的實驗方案和“氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)的壓縮”實驗進(jìn)行驗證。以化學(xué)實驗驗證假說或猜想，要注重引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一些與假設(shè)或猜

9、想“相違背”的實驗方案和采用反證的實驗方案，以培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和批判性思維能力。如學(xué)生在進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)時，可能會提出化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量會增大、不變和減少三種不同的假設(shè)，并根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案進(jìn)行實驗驗證。在驗證的過程中，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計一些如“鎂條在空氣中燃燒質(zhì)量增加”，“木炭在空氣中燃燒質(zhì)量減少”等“反?！钡膶嶒灧桨福寣W(xué)生在探究中產(chǎn)生新的問題，以提高探究性學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效果。以化學(xué)實驗驗證假說或猜想，實驗中要嚴(yán)格控制實驗條件。探究性學(xué)習(xí)中驗證假說或猜想的實驗方案，在不同的條件下，可能會產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象，要使實驗?zāi)軌蛴脕眚炞C假說或猜想，實驗條件必須與

10、題設(shè)條件相吻合。通過實驗驗證過程中對實驗條件的控制和選擇，使學(xué)生在探究過程中了解到實驗條件控制是實驗的靈魂，從而有效地掌握科學(xué)研究的方法。3充分發(fā)揮化學(xué)實驗的探究功能在化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域中，長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理、通過形象直觀的方式獲取知識和培養(yǎng)實驗技能的作用。以化學(xué)實驗作為探究性學(xué)習(xí)的途徑，就必須變“驗證性實驗”為“探究性實驗”，恢復(fù)化學(xué)實驗探究性的本來面貌。充分發(fā)揮化學(xué)實驗的探究功能，要不斷研究開發(fā)適合于探究性學(xué)習(xí)的化學(xué)實驗，要注意從生產(chǎn)、生活實際中挖掘素材設(shè)計實驗方案，因為來源于生產(chǎn)生活實際的實驗探究性強，能極大程度的調(diào)動學(xué)生探究的主動性，使學(xué)生產(chǎn)生強烈的探究欲望。如鋼鐵的銹

11、蝕和防護(hù)、燃燒和滅火、金屬的活動順序、氣體和固體物質(zhì)在水中的溶解等都可以設(shè)計成很好的探究性實驗。三、通過化學(xué)實驗進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題1引導(dǎo)學(xué)生通過多種途徑進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)化學(xué)實驗是探究性學(xué)習(xí)的重要途徑，但并非是惟一的途徑。有些內(nèi)容用探究性學(xué)習(xí)并不一定需要通過化學(xué)實驗來進(jìn)行，特別是對學(xué)生具有較多知識背景的內(nèi)容和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)更是如此。如學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)模型提出質(zhì)疑，我們無法通過實驗進(jìn)行探究，但可以通過化學(xué)史料，沿著科學(xué)家的研究足跡，去想象、去思考。有些內(nèi)容的探究性學(xué)習(xí)可以通過包括化學(xué)實驗在內(nèi)的多種途徑來進(jìn)行。因此，在化學(xué)教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實際情況、具體學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)校的教學(xué)條件等，引導(dǎo)學(xué)生

12、科學(xué)、合理地選擇探究性學(xué)習(xí)的途徑。2營造良好的探究性學(xué)習(xí)的氛圍學(xué)生對事物有天然的好奇心和探究的愿望，學(xué)習(xí)的進(jìn)行很大程度上取決于這種自然傾向的激發(fā)。教師必須注意給學(xué)生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學(xué)家約翰密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。在通過化學(xué)實驗進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)過程中，鼓勵學(xué)生大膽地提出實驗方案，即使是在對學(xué)生提出的不全面、不完善甚至錯誤的實驗方案，也要以表揚鼓勵為主，充分肯定學(xué)生在提出實驗方案過程中的主動參與精神和創(chuàng)新意識。另外，教師應(yīng)保護(hù)學(xué)生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們在保證安全的前提下按照自己的方案進(jìn)行探究活動，讓學(xué)生在探究過程中經(jīng)受挫折的磨練，并體驗探究的樂趣和成功的喜悅。3注意在化學(xué)實驗中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)化學(xué)實驗是一種重要的科學(xué)活動，可以把觀察、實驗控制、收集事實、分析和統(tǒng)計結(jié)果等科學(xué)方法融于一體。在實驗中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握