基于建构主义理论的高中化学实验教学探究

◎蓝红伟

化学实验教学很重要，它是培养学生动手能力以及发现问题解决问题能力的重要手段。但化学实验教学也很难开展，主要有以下几点原因：1.“讲实验”、“背实验”多，而学生动手实验机会少；2.演示实验一般为验证性实验，探究性实验少；3.重结论、轻过程，能力培养不全面；4.化学课外活动不能正常开展，学生参与社会活动、解决实际问题能力低；5.实验器材不足等。基于以上原因，很多时候化学实验教学效果不好，效率低下，老师教的草率，学生学的糊涂。笔者从构建主义理论出发，探究化学实验教学的模式和策略，优化化学实验教学方法，提高教学效率。

建构主义理论认为学习不是被动地接受知识的过程，而是根据已有的知识经验，通过自我的主观认知，在对新的知识进行理解的基础上进行重新的建构，强调了学习者的主观能动性在学习中的重要作用。其基本模式是：

所以，教师要充分发挥学生学习的自主性，引导学生主动发现问题，主动收集、分析有关信息和资料，主动建构化学概念和化学规律，这正是建构主义理论的核心。

一、创设教学情境，激发学生的主动性

建构主义理论认为，学习要以学生为主体，教师为主导，在教师的指导、帮助、促进作用下，学生在已有的知识和经验基础上，对新知识进行同化和顺应，构建新的知识和经验。提高学生的学习主观能动性，那么首先就应该是激发学生的学习兴趣。教师通过创设教学情景，提示知识之间联系的线索，激发学生兴趣，开掘学生的思维能力，提高学生的知识建构能力，使他们的认知结构得以更新和发展。

比如在讲授《金属钠和水反应》实验课时，我们可以通过这样的一则小故事，激发学生的学习兴趣：有一巫婆声称自己能抓鬼，有一天对一大户人家说他家有水鬼，她可以帮忙抓鬼。首先她在大厅里放一个盛满水的脸盆，然后她拿出一粒“仙丹”，说这粒“仙丹”可以让水鬼显形。果然，当她将这粒“仙丹”扔进水中时，“仙丹”熔成了小球，不断游动，并发出“嘶嘶”响声。这时，巫婆对大户人家说，你看，水鬼显形了，它在不断挣扎、呻吟，还想要逃走。最后，巫婆拿出了一瓶“仙水”，滴了几滴，水立刻变红了，这时，巫婆对大户人家说，你看水鬼已经被我的“仙水”杀死了，化为了一摊血水。大户人家信以为真，给了巫婆一大笔钱。

通过这样一则故事，学生的学习兴趣一下子就被激发，都会跃跃欲试，这时老师就可以顺势提问：“巫婆真的抓住了‘鬼’吗？”答案当然是否定的。那真相又是什么呢？然后就可以根据本节课的内容，让学生自己去做实验进行验证巫婆抓鬼的真相：金属钠与水的反应。

二、构建思维模型，完善和优化学生认知结构

“构建模型”策略是学生常用的学习策略，学习时按照“模型”提供的思维方式和认知程序，进行有序思考、分析。实验教学中，运用恰当的教学方式，帮助学生建立科学的“思维认知模型”，可以完善和优化学生认知结构，提高学生分析和解决问题的能力。

以“原电池”为例，如何引导学生建立“思维认知模型”呢？首先我们以简单的Cu－Zn原电池为例，探讨构成原电池需要的条件，让“氧化反应”、“还原反应”、“电离”、“电解质溶液导电”等知识得以进一步强化，让这些概念和原理在学生的脑海里更加清晰和明确，调动学生脑海中“潜伏”的知识，作为教学的支点，从而建立“原电池概念模型”。

再以这个模型发散思维，由单液原电池过渡到双液原电池，再过渡到电解池，最后过渡到可充电电池。这样，我们以复习“原电池”“电解池”的相关知识入手，不断延伸拓展涉及到的知识，构建一个分析和解决与“电化学”相关问题的程序和思维认知模式：确定原电池还是电解池→确定电极材料→判断电极种类→确定电极反应类型→分析电子和离子移动方向→判断电极产物→书写电极反应→解决相关问题。

三、引发认知冲突，培养学生分析推理能力

所谓认知冲突，就是原有认知结构与新接受的知识内容之间的无法包容的矛盾。认知冲突会导致学习者的认知结构发生变化，打破原来的动态平衡状态。这种不平衡的状态就是引发学习兴趣的动机和推动力。引导学生在实验过程中发现问题，建立新的学习目标，引发新的思考，从而促进实验教学的进行。

例如在学习硝酸时，根据浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，一般学生都会认为浓硝酸与铁反应比稀硝酸与铁反应更剧烈。这时我们就可以在保证安全的前提下，鼓励学生自己动手进行实验，发现浓硝酸与铁基本上没有明显现象，然后让他们尝试进行结果分析，开展交流讨论，就可以认识到钝化现象的存在，印象更加深刻。这样可以引发认知冲突，实现认知结构的重组和优化，使得知识体系更为有条理也更完善。发现问题，然后解决问题，是建立新的学习目标，引发认知冲突的重要途径。教师可以在实验教学中，利用这个规律设置适宜的问题，引导学生进入问题情境，然后通过思考和分析，引发认知结构的变化，最后实现认知结构的优化。

四、培养总结能力，增强学生归纳整理能力

实验做完了不代表实验的整个过程就结束了，实验后的总结是最重要的，是反映学生实验效果的重要依据，也是学生建构新的知识体系的重要方法，即可以让学生反思自己实验中学到了什么，自己在实验中扮演了什么角色，自己是否真正地掌握了新的知识。因此，教师一定要注意让学生做好实验总结。另外，教师也要注意对学生在实验中出现的问题做总结，对一些做的好的给予表扬，以促进学生自信心的提高，使学生能够在下一次的实验中更加积极主动地参与实验，探索新的问题，构建新的知识体系，同时也能够让学生反省自己在实验中存在的不足，促进以后实验水平的提高。

化学实验教学的方法多种多样，利用建构主义理论与化学实验教学相融合，通过创设教学情境、构建思维模型、引发认知冲突、总结归纳提高的模式，是一种有效的实验教学方法和途径，可以在高中化学实验课堂中多加推广。