化学实验是实践研究性学习的重要途径

谢 川

（广西融水县中学柳州市 545000）

一、绪言

化学实验是激发学生学习化学兴趣的重要手段，也能促使学生对所学知识加深理解。根据本人将近十年来的教学实践及经验体会，我认为在化学实验教学中，教师不仅要指导学生怎样观察现象，还应启发学生怎样利用这些感性材料去思考问题，看到化学现象背后的本质。本文拟对化学实验作为探究性学习途径的有关问题作初步探讨。

二、化学实验与研究性学习的关系

初中化学教学是化学教育的启蒙阶段，中学生特别是初中生普遍都是好奇心强[2]。在我带过的学生中，不管是优等生还是后进生，只要每次化学课涉及到实验的，学生们的听课效率就特别高，他们学习化学的动机往往是以满足好奇心和感兴趣为主的。“以实验为基础”是化学学科的基本特征，即使在由经验化学向理论化学发展的今天，化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体，化学实验教学的首要任务是如何激发学生对学习化学的兴趣，并使这种“短暂”的兴趣能够稳定地保持并得以发展，从而提高他们学习化学的主动性和积极性。

1.化学实验是研究性学习的一种重要途径

研究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学研究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程[3]。化学实验是学生学习化学过程中的能动的实践活动形式，化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和研究性学习的特征决定了化学实验必然是研究性学习的重要途径[4]。

2.化学实验作为研究性学习途径的教学策略

化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习，充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能，发挥化学实验在研究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用[2]。现代化学教育提倡研究开发研究性实验，引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法，在化学实验中培养学生的科学素质，实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动研究性学习的根本转变[1]。

三、化学实验与研究性学习课题的选择

通过化学实验开展研究性学习，必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力，同时也必须依据学生的知识能力来确定研究课题，特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题[4]。根据我关于开展研究性学习的体会，在服从课题研究的原则基础上，我主要采用以下几种方法选择课题。

1.结合化学教学选择研究课题

当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神，适当增加一些探索性实验，有利于提高学生的探索欲望，培养学生的创新能力。如我在在“燃烧条件的研究”的实验中，完成教材中的教学任务后，引导学生设疑猜想“影响蜡烛燃烧时间的因素”。如果按照一般实验的教学方式，让学生进行验证性的实验，学生往往缺少参与的兴趣。为了提高学生的积极性，我把研究性学习理念运用其中，对这个实验的教学过程进行了如下设计：（1）让学生发现和提出问题。让学生通过实验发现：在倒扣的烧杯下面，蜡烛一会儿就会熄灭。影响蜡烛燃烧时间的因素有哪些呢？高度是否会影响蜡烛燃烧的时间？如何影响？（2）提出假设。让学生围绕上述问题进行讨论，他们提出了三种假设：蜡烛越高，燃烧时间越短（即高的先熄灭）；蜡烛越低，燃烧时间越短（即低的先熄灭）；同时熄灭。（3）设计实验，收集证据。将容积相同的两个大烧杯同时倒扣在高低不等的两支燃烧的蜡烛上，用秒表分别测量他们的燃烧时间，并将测量的时间数据记录在设计的表格中。（4）获取结论，交流评价。实验的结果有三种：一是低的先熄灭；利用生物学的知识解释为：二氧化碳气体的密度大于空气，聚集在底部将矮的蜡烛先熄灭。二是高的先熄灭。利用物理学的知识解释为：蜡烛燃烧的热量使二氧化碳气体的密度变小而上升，将高的蜡烛先熄灭。三是同时熄灭。当上述两种因素同时起作用时，高低不同的两支蜡烛就会同时熄灭。

2.结合日常生活选择研究课题

社会生活中的问题无处不在，我引导学生从自己身边开始思考，提出问题，并筛选确定研究课题，然后让学生收集资料、研究实验方案，通过实验自主探讨、自主学习，极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的原因，一方面当作家庭小实验，提前一周布置给学生在家里做。到了上铁的性质这节课时，将实验室预先做好的铁钉生锈实验的三支试管展示给学生看，并请他们与自己所做的家庭小实验结果对照，学生很自然就接受了“铁在潮湿的空气中能跟氧气发生化学反应，生成铁锈”这一事实。进而再请学生思考：“一半浸在水中的铁钉，哪一部分锈斑最明显，为什么？”启迪学生对教材第119页讨论题“你认为铁在什么条件下最容易生锈？”进行探究，另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村开展实地调查，学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识，写出了较高质量的化学小论文。

3.结合当地生产实践选择研究课题

我结合我们当地经济建设的实际情况，结合课外活动及实践活动的开展，让学生大胆探索、积极创新。譬如围绕水的问题，可以启发学生从我县水的资源、利用、水患、污染、监测、防治等方面去思考，学生积极性高，提出了许多问题，他们调查排污口，参观自来水厂，监测水的pH值及重金属离子、苯酚等含量，并请来环保局专业人员分析讲解，使的我们学生主动参与实践的积极性大大增加。

4.结合化学课外活动选择研究课题

化学源于生活，而又作用于生活。化学知识已广泛渗透到社会生活的各个方面、各个角落。本人认为，贴近生活，探究生活，创设生活化学实验新模式应该是我们化学实验改革的重要设想之一。因此，在我的化学教学中，我大力倡导“到实验室外做实验，在生活中学化学”，注重教学内容在生活中的延伸和拓展，利用学生对新鲜事物的好奇心，对生活及社会热点的关注，结合课堂教学内容设计生活化学实验，家庭小实验等，让每一个学生都能独立思考、独立创新；张扬自我、显示个性，充分释放自己的潜能；在生活中进行知识的再创造、在发现。譬如我在在完成“酸碱指示剂”教学之后，让学生利用花瓣、树叶、水果等自制酸碱指示剂，学生即可体会到知识在生活中应用的乐趣，又通过亲自动手，克服困难，不断探求，获得成功创造的快乐，不仅知识得到升华，独立创新能力也进一步得到培养和锻炼。

四、研究性学习在化学实验应用

1.设计实验方案

为了提高学生自主创新能力，在演示实验中，由学生自行设计实验过程，使之变为探究型、设计型、科研型的实验。例如：在关于溶液的导电性演示实验中，我给出了所需的药品和仪器，然后让学生自拟一个实验方案来验证物质的导电性。教学中我这样安排：（1）学生自拟实验方案。（2）学生详细设计实验操作过程。（3）师生讨论、评价实验。学生在实验中，独立探索、研究，尽管学生花的时间长一些，但在操作中提高了他们的实验设计能力和动手能力，通过解决实验中出现疑难问题，提高了学生独立实验和学习的能力。

2.改进实验装置

化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象，增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力[5]。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，从某种意义上讲我们学校中环境污染主要来源于化学实验。因此，化学实验教学中要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物，提高学生的环境意识是非常必要的，也是切实可行的。因此，我在每一次实验完毕后，都启示学生利用已学知识对废弃物进行处理，以防止废弃物对环境的污染，并结合汽车、飞机等运输工具排放废气污染空气而形成光化学烟雾的实例，对学生进行环保意识的教育，以提高学生的环保意识，使学生意识到环保应从我做起。

3.研究不同反应条件对实验的影响

学生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液实验后,我让他们将上述实验操作顺序颠倒,观察现象,并进行解释。再如用较纯净的锌粒与稀硫反应速度较慢,当在反应混合物中加入少量CuSO4溶液时,反应速度大大加快,这些均可让学生探索到实验的原理。

4.设计创新的实验习题

一位著名的科学家曾经这样问过他的一个天天忙碌不休的学生：“你每天都在做实验，那你在什么时间思考呢？”这个故事生动的告诉我们，亲自参与，动手操作，可以积累经验，培养实验能力，而从另一个侧面来说，只有独立思考，才能发现问题，也才能使思维品质得到进一步的发散，创新才有可能存在，知识才能进一步的升华提高和发展。实验习题作为实验的重要的组成部分，是一种要求较高的特殊形式的实验。它要求学生利用已有的知识和能力，独立地学习、思考、分析问题，得出结论。如：讨论实验的原理，仪器和药品的选择，操作步骤的设计等等，这样通过新颖的实验习题的训练，既培养了学生综合运用基础知识，解决具体问题的能力，也使学生的思维发散、创新，得到进一步提高。如我在《盐的性质》教学之后，我给学生安排这样一道习题：某一份无色溶液含有Na+可能含有CO32-、SO42-、Cl-等阴离子。请你设计实验方案验证三种阴离子的存在，并完成实验报告。学生通过讨论分析、课堂交流，比较、筛选：要验证CO32-、SO42-、Cl-三种阴离子的存在，首先要验证CO32-的存在，但不能用稀盐酸或稀硫酸，以防对溶液中SO42-?和Cl-产生干扰，只能用稀硝酸且过量；其次验证SO42-的存在，应用Ba2+，但不能用BaCl2溶液，以防对检验Cl-产生干扰；最后才能用AgNO3溶液检验Cl-。

通过上过实验习题有针对性的训练，在课堂教学中不断创设问题情境，设置悬念，组织学生交流、探讨、分析，使学生在讨论中自我修正、完善、评价，能动地进行主体表现。而且讨论中学生更全面的对知识进行了分析和评价，大大开阔了学生的思维境界，这样不仅培养了学生敢于探索的毅力和自信心，同时也培养了学生的创新精神。

五、通过化学实验进行研究性学习时应注意的问题

1.引导学生通过多种途径进行研究性学习

化学实验是研究性学习的重要途径，但并非是惟一的途径。有些内容用探究性学习并不一定需要通过化学实验来进行，特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此。如学生对原子结构模型提出质疑，我们无法通过实验进行探究，但可以通过化学史料，沿着科学家的研究足迹，去想象、去思考。有些内容的研究性学习可以通过包括化学实验在内的多种途径来进行。因此，在化学教学中，要根据学生的实际情况、具体学习内容和学校的教学条件等，引导学生科学、合理地选择研究性学习的途径。

2.营造良好的研究性学习的氛围

学生对事物有天然的好奇心和探究的愿望，学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。英国哲学家约翰密尔曾说过：天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸。在通过化学实验进行探究性学习过程中，鼓励学生大胆地提出实验方案，即使是在对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案，也要以表扬鼓励为主，充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。另外，教师应保护学生的好奇心、探究欲和探究性行为，允许他们在保证安全的前提下按照自己的方案进行研究活动，让学生在探究过程中经受挫折的磨练，并体验研究的乐趣和成功的喜悦。

3.注意在化学实验中培养学生的科学素质

化学实验是一种重要的科学活动，可以把观察、实验控制、收集事实、分析和统计结果等科学方法融于一体。在实验中应引导学生逐步掌握科学研究方法。通过化学实验还可以培养学生实事求是、严谨求实的科学精神，一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风，这些是研究性学习的必要条件，也是学生在未来社会全面发展所必需的基本素质。

六、结语

总之，通过化学实验开展研究性学习，把研究性学习的教学和教育理念贯穿于化学实验之中，增强了学生开展研究性学习的主动性和趣味性。学生化学实验能力的提高，促进了研究性学习活动的开展，提高了研究课题的质量；反之，研究性学习又进一步提高了学生的实验能力和实践能力，促进了学生创新能力和综合素质的全面发展。同时学生在实验研究中树立了坚忍不拔、百折不回的意志品质，养成了追求真理、实事求是的科学精神。

[1]梁慧姝郑长龙.化学实验论.南宁：广西教育出版社，1996.16～89

[2]刘知新.化学教学论.北京：高等教育出版社，1997.32～97

[3]刘大春.科学哲学通论.北京：中国人民大学出版社，1998.69～76

[4]刘上贤.中学化学实验大全.上海：上海教育出版社，1998.28～107

[5]许振明.在化学实验中培养学生的观察能力.北京：北京师范大学出版社，1999.56～66