实施探究性实验教学,提高学生的综合素质

洛桑 李伟 周勇

［摘要］化学是以实验为基础的学科，为更好地掌握该课程的内容，通过开设探索性实验来激发知识的兴趣点，调动自主学习的积极性，培养科学的思维方法和创新能力，养成良好的学习习惯。分析化学作为实践性很强的学科，它的实验部分占有很大的比重，为达到预期的教学效果，从根本上改变原有的以教师在课堂只灌输书本内容，学生机械性地接受知识为中心的教学模式。在该课程开设的过程中，提倡以问题为中心，探讨为核心的研究性学习，结合化学学科自身特点，充分利用实验教学平台，开展课堂“探究性实验”教学活动，启发学生主观能动思维，提高学习兴趣，培养学生的创造精神、创新能力。几年来我们在探究性实验教学方面作了一些探讨，取得了初步成果，有了一些粗浅体会。

［关键词］探究性实验理解实施效果主要特点

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）10-0039-03一、探究性实验的内在含义

1.从本质上讲探究研究对象的未知性是探究性实验的涵义，该方法着重探讨它具有的组成、属性以及变化特征，与其他相关联对象的一种实验。跟验证性实验相比，其特征是在课程设计时，一般在实验阶段教师依据学生的课程内容实际设计实验课题，明确实验目的并提出具体要求，用人为的因素去干扰或扰动研究对象，让学生根据实验目的动手操作完成，从中发现现象和结果，总结出其规律性认识的实验。

2.实施探究性实验目的在于培养学生独立探究能力，使学生受到较系统的、科学的学习方法训练。在实施探索性实验教学过程中，首先，要求教师把握正确的设计指导理念，思维判断方法更加开阔；其次，学生具有强烈的求知欲和良好的专业素养，才能充分发动学生的创造潜力，学生在探究过程中确实体验到科学研究的苦衷和愉悦，从而达到学生自觉开展创新、创造活动的目的。

3.在探究性实验实施过程中，首先，探究性实验内容设计要 “新颖”，以“新颖”的设计理念刺激学生的探求欲望，才会激发学生对探究的兴趣，才使得它与主体原有的“定势”相矛盾，才能产生认识上的不协调和冲突。其次，创设引发学生认知结构上不平衡，内心造成悬念的问题情境，从而唤起学生求知愿望，激发学生的学习兴趣。

二、探究性实验在化学教学中的作用

（一）通过开展探究性实验，增强学生的主观能动性

实践教学平台对培养学生主观能动性方面起着特别重要的作用。在进行探究性实验过程中，应该明确主体学生的特殊地位和作用，通过操作平台引导主题学生直接进入实验探究性活动的情景中去，直观地参与、了解、体验探究活动全过程，发挥其主观能动性，以增长主题的探究创造才能。因此，探究性实验通过突显其实验过程不断深化实验的探究功能，培养学生在探究中发现问题、分析问题和解决问题的能力，主动适应现代知识快速更新的要求。

（二）通过开展探究性实验，能够树立严谨的学习态度

探究性化学实验能有效地带动学生养成严谨的科学态度，促使学生学好分析化学奠定好的基础。例如：酸碱滴定操作部分的难点是形成半滴，也即悬挂在酸（碱）式滴定管出口管嘴上的溶液轻轻转动旋塞，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗，为了提高滴定终点的准确度，必须具备很高的操作技巧，才能在滴入后使溶液颜色达到转变点，确定滴定的终点。假如再次向溶液中加入半滴，那么溶液颜色就会加深，这就表明滴定终点退后，引入滴定误差。通过以准确度高和灵敏度高的实验为例，加以训练，让学生真正认识到分析化学实验对“量”的严格要求，正确地树立量的概念，减少系统误差。结合多媒体教学演示，从直观角度加深了对理论知识点的掌握 ，增强学生学好该课程的信心。

（三）通过实施探究性实验，培养学生的动手能力

面向二十一世纪的分析化学教学，要求学生掌握基本理论和基本技能的同时，培养知识灵活运用所学知识的能力，以适应应用型人才的需求。探究性试验能够调动学生实际动手操作的积极性，由教师被动引入变为学生主动参与，跟随老师的教学设计思路，各自分工的基础上学生独立完成所有实验科目，从中加深对理论知识的认识。从实验的基本操作抓起，根据学生特点分类指导和强化基本操作训练，达到提高实验技能等各项素质的目标。例如：配制一定量的标准溶液这一基础性实验，有助于学生练习使用电子天平称量、容量瓶定容、移液管转移等的基本操作；如果仅仅依靠教师的动手操作或在黑板上画图讲解是不够的，还需要每个学生亲身参与训练才会达到预期的目的。最近这几年，随着基础实验条件的改善，注重对学生实际动手能力的培养，提高学生的综合素质方面取得了良好的效果。

（四）通过实施探究性实验，提高学生分析、思考和解决问题的能力

目前，分析化学实验教材往往片面强调操作上的共性，而忽略了其特殊规律性。学生为了应付考核会过于死记硬背问题，缺乏创造性地解决问题。假定思维方法上体现突出发散性、探究性，可以达到提高学生解决实际问题的能力。例如：在进行设计性实验 “混合碱滴定”的教学过程中，学生通过查阅文献资料，利用（理论）公式计算，初步测定等手段制定（设计）实验方案。在选用双指示剂法滴定时，第一计量点的产物为NaHCO3，故第一计量点pH值由NaHCO3决定，选用酚酞作为指示剂终点颜色如何判断？在第二计量点的产物为CO2的饱和水溶液，故第二计量点pH值由H2CO3决定，选用甲基橙作为指示剂终点是否提前？变色是否明显？对于上述问题应如何解决？造成一定的认知悬念后学生操作完成。对于第一计量点颜色的问题，学生通过公式计算NaHCO3水溶液的pH值 （理论计算 pH=8.32），现场加入了2滴酚酞，此时溶液显无色，说明第一终点的颜色为无色。随着时间的推移（约2小时以后），细心的学生发现NaHCO3水溶液中酚酞的颜色已经变成了浅粉色。对于这个问题学生产生好奇，针对性地提出解决方案，然后通过验证实验得出的结果是：NaHCO3水溶液的pH值会随放置时间的延长而增加，其原因是NaHCO3的聚合，因而导致酚酞的颜色会加深。对于第二计量点终点提前且颜色不明显的问题，通过分析查明原因得出CO2易形成过饱和溶液导致酸度增高，终点略为过早，加之指示剂变色不明显；为此，临近终点时，剧烈震动溶液加速H2CO3的分解，提高指示剂敏锐度，达到提高准确度的目的。

通过该实验的探究，使学生理解并掌握了“混合碱滴定”的基本原理，激发了学生对实验课的兴趣（好奇性），在提高学生分析、思考、解决问题能力的同时培养了学生的创新思维能力。更重要的是引导学生勇敢地对已知事物提出疑问，克服了以往对老师的依赖性，用查阅资料等手段拓宽知识面，培养学生的科学思维能力和创新意识。

（五）通过实施探究性学习，培养了学生的对比、分析、推理的能力

在教学中，提高学生获取知识能力的方法并不是单一的，教师可以通过引导学生采用对比、总结、归纳、推理等方法来进行接受知识能力的训练。此方法对开发学生在理解的基础上记忆能起到很好的作用，同时学生对新知识的理解更加深刻，做到所学知识的消化、吸收和灵活运用。例如，在常用的氧化还原滴定法教学中，沿用上述方法，对比高锰酸钾法和重铬酸钾法各自的特点和应用范围，归纳、总结出两种方法的优缺点以及应用条件，对学生掌握该内容知识点起到非常重要的作用；该方法不仅优化教学方式，更重要的是提高学生的学习效率。

（六）通过探究性实验可以培养学生的环保意识

现代工业的飞速发展，使人类的生存环境受到了破坏。煤、天然气、石油等含碳化燃料所排放出的有害气体、城市汽车拥有量大增造成的尾气等污染了空气；空气污染会引起酸雨，将影响人类、动植物及建筑物；含氟化合物的排放破坏了地球表面的臭氧层；电池和塑料的使用破坏了土壤的结构；化肥的任意使用、生活污水的排放污染了水源。针对以上各种污染现象，通过探究其原因，设计创新性实验，提出合理化建议和处理方法减少环境污染，从而培养学生的环境保护意识。

三、实施探究性实验教学的特点

（一）有利于培养学生学习化学的兴趣

尝试性地开展探究性实验教学对培养学生学习化学的兴趣起到良好的效果。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”兴趣是最好的老师，只要学生对学习的对象有兴趣，一切问题就迎刃而解。而设计有趣的化学实验就能激发学生的认知兴趣，众所周知，实验过程中产生的兴趣在整个认知兴趣中占有较重的比例；只有当学生通过亲自探究其现象产生的原因和规律时所形成的兴趣，才具有一定的稳定性和持久性。实践证明，实施“探究性实验教学”模式既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲。

（二）有利于调动学生的学习主动性

“探究性实验教学”模式彻底打破了课堂上教师满堂灌，实验操作只看不动手的格局，学生不再是被动接受知识的对象，而是教师给予学生足够的空间和时间自己设计实验方案与小组内同学相互协作，共同完成实验，对得出的实验结果、数据进行总结分析，提出各自的见解，只有在这样的学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人，是课堂（实验）教学活动的主体，才会激发其主动参与的热情，变“要我学”为“我要学”。

（三）有利于培养学生的创新思维能力

传统的教学模式往往是教师满堂讲，学生被动听。缺乏师生之间的互动交流，没有充分利用探究性思维活跃课堂气氛，致使学生偏向死记硬背，理解能力下降，严重地扼杀了学生的 “创造性思维”。众所周知，在对未知领域的探索过程中，只有探求者（学生）主动亲临其境，发现问题并积极地去思考、探索，才有可能会迸发出更多的智慧和灵感，也就能够培养出具有较强创造性思维能力的学生。“探究性实验教学”模式确实能给学生提供主动探求知识的宽松环境，让他们各自在愉悦情绪下，潜力得到充分发挥，思维更加活跃，才有可能启迪创新思维。

四、总结

化学学科的总体特点是以实验为基础，通过开设更多的实验课程来加深理论知识的理解、掌握和运用。分析化学本身的实践部分内容的比重很大，通过开设探索性实验，用最直观的方法来帮助学生建立基本理论知识体系，利用设计内容新颖、综合性强、贴近实际的实验课程，启发学生主观能动性，提高学习兴趣，培养学生的创造精神、创新能力。这样探索性实验就真正做到了以学生全面发展为本，拓展个性发展空间，优化教学过程，提高教学质量。

［参考文献］

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［责任编辑：碧瑶］