浅谈如何通过化学实验教学培养学生科学探究能力

马永发

【摘 要】加强素质教育，以化学基础知识为载体，在化学实验教学中开展研究性学习，培养学生科学探究能力。

科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，主要指的是学生从问题或任务出发，积极主动的通过形式多样的探索活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情体验为目的的学习方式。

【关键词】化学实验；科学探究

化学是一门以实验基础的自然科学。化学试验不仅是学生获取化学知识、认识化学规律、形成化学概念的重要途径，而且也是培养学生科学探究能力的“苗圃”。因此，我们必须立足化学试验这个基础努力构建培养学生科学探究能力的“大厦”。

一、夯实化学实验科学探究的基础

高中化学“化学实验方案的设计”是培养学生科学探究能力的好教材。因为“化学实验方案的设计具有特别重要的意义，它直接关系到实验效率的高低，乃至实验的失败，也贯穿于化学科学发展的全过程。要取得成功，前提是知识基础，其次是方法和能力。学生已具备的知识基础是：①基础概念和原理方面的有：原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键、物质的量、晶体的类型与性质的关系、化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡、电解质溶液、胶体及其应用、氧化还原反应、原电池原理及其应用、电解原理及其应用等。②元素化合物方面的有：族、氮族、碱金属的通性等。③有机化合物方面有：不饱和烃、烃的衍生物、糖类和油脂中各种官能团的结构与性质和反应。④化学技能方面有：对化学实验仪器的认识和使用、装置连接、实验操作等。

二、主动激发化学实验探究的兴趣

俗话说：“兴趣是成功最好的老师”，激发学生化学实验探究的兴趣，是科学探究的力量之源。在教学过程中，本人改变传统的教学方式，运用现代教学手段进行多媒体进行，将一些教师演示实验精心设计为探究性实验，并制成多媒体课件。在多功能厅上课时，将幻灯片投影在大屏幕上演示，通过色彩各异的实验现象和声、光、图结合的动画效果，创设真实、生动的实验情景和强烈的视角效果，使学生心灵受到启发，认识得到满足，激发了强烈的求知欲，对化学产生极大的兴趣。

三、具体开展化学实验探究的方法

要培养学生化学实验探究能力，光靠课堂教学是不行的，必须要采取多种方法来实现这一目的。具体作法如下：

一是：改演示实验为师生共同完成或分组实验。比如：乙炔的制取和性质实验，我将此实验有演示实验改为分组实验。首先，启发学生怎样才使反应趋于平缓？怎样才能防止爆炸？让学生思考能否改用饱和食盐水代替水与电石反应？若先检验乙炔的性质，验纯后再点燃，结果会怎么样？学生们通过亲手实验，结果不仅现象明显，而且安全可靠，既克服了畏惧心理，又培养了良好的心理素质和严谨的科学态度，激发了认真思考、创新探索的能力，收到了事半功倍的效果。

二是：改验证性实验为探索性实验。验证性实验来论证已学过的化学知识的正确性，学生处于被动接受状态。探索性实验是学生通过实验方案的设计，在实验基础上，通过科学的分析综合等思维过程来获取知识，学生处于一种主动探索知识的状态，对培养学生探究能力极为有利。比如：对乙二酸化学性质的验证实验，在设计实验方案前，首先让学生预测乙二酸可能有的化学性质。乙二酸（HOOC—COOH），从结构上看，乙二酸和乙酸都具有相同的官能团——羧基，除应具有与乙酸相同的性质如酸性、酯化外，还具有一些特殊性质。教师设疑：乙二酸受热能否分解？分解主物是什么？乙二酸能否被高锰酸钾氧化？乙二酸能否使蓝墨水褪色？再按如下步骤进行实验探索：①用玻璃棒分别蘸乙二酸溶液、乙酸点在pH试纸上，并与标准比色卡对比；②给试管内的乙二酸晶体加热，将分解产物先通入干燥的、冷的小烧杯中，然后再通入澄清和石灰水中，观察现象。③向盛有5ml 乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴用硫酸酸化的0.5%（质量分数）的高锰酸钾溶液，振荡，观察现象；④在两支盛有少许蓝墨水的试管中，分别滴入0.5% （质量分数）的高锰酸钾溶液、2%的乙二酸溶液，观察现象。

然后进行科学分析：①乙二酸使pH试纸变红，其pH值比乙酸pH值小；②干燥的小烧杯内壁有水珠出现，澄清和石灰水变浑浊；③高锰酸钾溶液紫色褪去；④蓝墨水褪色。由此得出结论：乙二酸呈强酸性，酸性比乙酸强。乙二酸受热分解有CO2、 H2O生成。乙二酸被高锰酸钾氧化。乙二酸能使蓝墨水褪色。由此说明，结构不同，性质不同，加深了结构决定性质的理解。

三是：开展研究性学习。 这种学习方式在培养学生探索能力、发挥个性特长、启迪创造发明、全面提高素质等方面要明显优于接受性学习的学习方式。比如：在学习了《碱金属》后，提出了研究性学习课题：①自制焰火实验，探索焰火反应的机理和条件，为什么会形成五彩缤纷明亮的火焰？②探究性调查活动。同学们自愿组成科研小组，在教师的指导下，查资料，搞调查，互相探讨，进行试验，取得了一些可喜的成果。归纳如下：

1.自制焰火

用氯酸钾、蔗糖和浓硫酸为引火剂；以镁粉、铝粉为发光剂；以木炭、硫磺为发烟剂；以氯化钙、硝酸锶、硝酸锂、氯化钾、硫酸铜、氯化钠等为发色剂；分别研细后，以一定的比例混合组成焰火剂。其原理是：浓硫酸使蔗糖脱水而炭化，放出的热量使氯酸钾分解产生氧气，炭燃烧发火，引燃硫磺、镁粉、铝粉燃烧，发出耀眼的强光，在产生的高温下，各种金属离子会发出不同的颜色。钠——黄色，锂——紫红色，钾——紫色，铜——绿色，钙——砖红色，锶——洋红色。故放焰火时，会看到五颜六色、美丽壮观的景象。

2.探究性调查活动

（1）高二级班学生从榆中北山家乡取来井水水样，经过分析化验，得出家乡的水质不好，硬度大，Ca2+、Mg2+含量多，不适宜人畜饮用。写出改用天然自流窖水的分析报告。

（2）高三级学生采集榆中三角城造纸厂排放的污水，经过实验分析，得出pH值大于8，说明污水含碱量高，会污染下游水源及农田，提出污水处理的建议报告。

（3）变废为宝，探索利用废旧电池回收有用材料的原理及实施方案；利用废暖水瓶胆回收金属银的方法。

四、热情鼓励化学实验探究的参与

通过上述活动，开拓学生装的知识面，开发学生智力，激发学生兴趣，调动学生積极性，培养学生探究能力。对这一探究活动的评价，要注重参与，注重过程。有些学生可能因基础差，方法不当，效果欠佳，也不要对他们求全责备，不要求完美无缺，应给予热情鼓励和肯定，希望他们继续探索。对做得好的要及时表扬，对有价值的成果，可在学校“学习园地”上展出，对特别优秀者可向有关刊物推荐发表，以促进研究性学习活动进一步开展。

五、广泛重视化学实验探究的作用

培养学生科学探索能力的方法和途径是多种多样的，在化学实验教学中培养学生探究能力是其他学科不可代替的。因此，必须在各年级广泛重视化学实验探究的作用，而且要积极利用现代教育手段，不断改进教学方法，发挥学生的主体作用，为科学探究创设多种条件和机会，放手让他们去探索，去创新，尊重学生的认知规律，既重视对基础知识的教学，又重视学生主体能力的培养，才能进一步加强素质教育，提高教学质量。

总上所述，化学教育应以科学知识为载体，以促进人的发展为目的，使学生成为具有良好素质、扎实的学科基础知识、富有社会责任心、有创新意识和探索能力的新型发展人才。以上仅是本人在化学教学中的一点尝试，还有待于在今后的教学实践中进一步深化和提高。与时俱进，开拓创新，为适应和赶上新时期教育的发展，继续作艰苦的努力。