综合性、探究型实验教学模式实践

历 晶，齐艳娟，刘亚玲

（长春师范学院化学学院，吉林长春 130032）

《普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）》对综合性、设计性实验进行了定义：“综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，有学生自行设计实验方案并加以实现的实验”。本研究中“综合性、探究型本科化学实验”就是具有综合性、探究性、设计性特点的实验。

1 实验内容的选择

从内容上来说综合性探究型实验应涉及综合性知识。本研究涉及的教法实验开设于大三下学期，此时学生已经基本完成大学期间的专业课和专业实验课程的学习，可以选择的实验课题很多。但由于教法实验更侧重研究中学化学实验问题，实验内容选择还必须符合本课程的目标要求。综合以上两个方面的要求，本课题选择了三个典型的综合性、探究型实验内容：问题探究为主、培养学生探究能力的实验（酚酞褪色的原因探究）、培养学生实验设计与实施能力的实验（果汁抗氧化能力的测定研究）、训练学生实验设计方法的实验（双氧水制氧气的最佳实验条件探究），以教法实验为载体，探索适合的教学模式。

2 实验教学模式构建过程

综合型、探究性的化学实验教学模式注重强调学生在教师的启发引导下，结合自然科学规律、探索分析解决问题的方法，从而培养学生良好的思维和求知能力，使学生学会一个完整的科研工作方法，包括查阅文献、实验设计，实验操作，实验记录等方面。

2.1 学生情况总结分析

通过对我院学生实验学习方式的调查，我们认识到目前学生的实验课堂中探究学习、自主学习的味道很淡，多数实验课仍然采用传统的“教师讲授——学生实验——报告书写”的教学模式，而且教师的讲授细致、具体，学生只要按照教师呈现的实验步骤一步一步操作即可，整个实验课堂缺少学生积极探索、独立思考、自我设计、自我评价、自我提高的环节。另一个方面，由于学生之前的实验课中探究、自主学习的机会较少，学生缺少运用这类学习方式的经验和基础，也要求我们构建的探究实验教学模式不能过于放手，应该给予学生必要的学习支持。

2.2 综合性探究型实验的特点分析

为了更清晰地认识综合性探究型实验的特点，我们将其与传统的验证性实验进行对比分析。在实验目的上，传统的验证性实验的目的是在一个已有的设计完整的实验框架下重新验证实验结果是否与实验原理匹配，实验目的是让操作者通过实验，巩固加深并熟悉物质固有的性质以及现象。而综合型、探究性的实验主要是在假设的指引下得到支持或者推翻假设的科学证据[1]，从而达到验证假设的目的，使实验者更加重视获取对假设有用的实验信息。

在实验步骤上，传统的验证性实验往往是根据已有的实验步骤，严格遵守实验要求，完成准确的操作，力求达到最好的实验结果，以求得到验证的目的。在实验操作过程中，操作者可以掌握操作要领和实验的一些基本技能[2]。然而，综合型、探究性的实验步骤在整个实验中占有重要的地位，它体现了实验设计者的实验思路。什么样的步骤取决于实验者对探究性实验目的的理解程度，以及对实验结果的猜想的程度。实验操作者在自己的假设中通过创造性的思维活动设计出实验步骤，并准确完成实验，既有对步骤的期望也有对操作精确度的自我要求，目标直指获得假设的成功。

在对实验结果的态度上，传统的验证性实验的实验结果如果严格按照实验要求操作，实验结果往往都在预料之中，现象明显，在实验者看来并没有多少新的创意和悬念，结果导致实验者的处理态度草率，分析不当，从而收获较少。然而，探究性、综合型的实验结果犹如新生儿，再生形象未知，一切像迷一样值得操作者去探索、猜想[3]。

2.3 实验教学模式的构建

在借鉴了已有研究成果的基础上，根据综合性、探究型实验的特点和所教学生现有的知识水平和能力水平，构建如下课堂教学模式：

3 实验教学模式运用与实践

根据上述构建的教学模式，选择恰当的实验内容进行实践教学，并在教学中根据具体实验内容适当调整教学模式和教学流程，下面以其中一节实验课“酚酞褪色原因探究”为例展示具体的教学过程。

3.1 实验前的准备阶段

本节实验课题是酚酞褪色原因的探究，是一个典型的探究性实验，实验前让学生查阅相关资料了解酚酞变色的化学原理等相关知识，并学习实验条件控制的实验方法。

3.2 实验教学过程阶段

实验教学过程中首先向学生明确本次实验的实验目的，包括体会实验问题的探究与解决过程、了解实验条件的控制方法以及规范设计实验方案，熟练实验操作。

其次，用实验创设问题背景。让学生完成如下实验并观察实验现象：向试管中加入适量的过氧化钠粉末，加水反应后，滴加酚酞试剂。学生观察到试管中的溶液先变红，后褪色。酚酞遇碱性物质本应变红，为深灰褪色呢？这与学生原有的认知结构发生冲突，学生很容易产生问题：如何解释此异常现象，酚酞褪色的原因是什么？

再次，引导学生进入有序的实验研究过程：

（1）师生进行问题分析。①酚酞颜色变化的原理；②过氧化钠与水反应的反应历程与反应产物分。

（2）引导学生提出实验假设。在问题分析的基础上提出问题假设：假设1：过氧化氢的漂白作用使酚酞褪色；假设2：过浓的氢氧化钠使酚酞褪色；假设3：……

（3）设计实验方案验证假设。要求设计的实验方案包括以下几方面内容：a实验原理说明，根据假设设计实验方案，如果假设1成立，那么……；如果假设2成立，那么……；b实验药品；c实验过程设计，包括实验步骤、实验图、操作说明、预设实验现象观察重点等。

（4）实验探究。按照实验方案的设计动手操作完成实验，规范记录实验现象。

3.3 实验结果阶段

（1）形成实验结论。要求学生汇报实验结果，共同探讨形成实验结论。

（2）完成实验报告。按照要求，规范书写探究实验报告。

4 结论

综合性、探究型实验教学模式调动了学生实验探究的积极性，实验过程中学生在老师的引导下学生积极思维，热烈讨论，课堂气氛热烈。

(1)提高了学生的科学思维能力。探究型实验要求学生对需要探究的问题运用相关的理论知识，分析实验原理，制定实验方案，组织实验过程讨论实验结果和撰写实验报告，提高了学生的科学思维能力。

(2)培养了学生的创新意识。实验的整个过程都是由学生自己构思全程参与，发挥他们的聪明才智，激发了学生的创造性。

(3)锻炼了学生的实验操作能力。传统的实验教学中每个实验步骤都是已知的，学生只要按部就班做就可以了，而探究性实验需要按学生自己设计的方案进行，如果一个环节的操作出了问题，就会影响实验结论的得出。因此，学生对每一步的实验操作都认真完成，认真观察每一步的实验现象，提高了他们的实验操作能力。

(4)提高了实验教师的业务水平。开设探究型实验项目，涉及多学科的实验内容和实验技术，指导探究型实验的教师首先要具备全面、扎实的理论和实验技术知识，同时要求具有随机应变的教学素质，使实验过程中遇到的问题能及时得到解决。现承担实验课的年青教师较多，开设探究型实验项目可以提高他们的业务能力和实验水平。

[1]蒋小飞.化学教学改革的理想模式—实验探究教学模式[J].牡丹江教育学院学报，2003(4):34-35.

[2]王林英.高职研究性化学实验教学模式探究[J].职业技术教育，2008(32):28-29.

[3]肖新荣，李珊，何军，等.建立面向本科生的开放性化学实验室改革传统化学实验教学模式的探讨与实践[J].高教论坛，2005(6):92-93.