通过化学实验培养学生的科学探究能力

杜丹丹

关键词：科学探究能力；新课标；实验教学

新一轮基础教育课程突出强调创新精神和实践能力的培养，而学生创新精神和实践能力的培养需要通过学生具体的探究活动来实现。因此，科学探究成为新一轮基础教育课程改革所倡导的重要理念。

《高中化学课程标准（试验）》指出，高中化学教学要“有利于学生体验科学探究的过程，学习科学探究的方法，加强对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力”，让学生“经历对化学物质及其变化进行探究的过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力”。在中学化学教学中，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能，对于培养和提高学生的科学探究能力具有重要的意义。结合本人近两年来对新教材的教学，对化学实验教学中如何培养学生的科学探究能力有关问题作初步探讨。

一、创设趣味实验，引发探究兴趣，培养科学探究能力

爱因斯坦说过：“对于一切来说，只有兴趣才是最好的老师。”没有丝毫兴趣的强制性学习，将会扼杀学生探求知识的欲望。学生的学习积极性往往是以他们的学习兴趣为转移的。唯有学生爱上化学，对化学学习产生内在动力，才会有积极持久的求知兴趣，创新意识才会萌芽。精心创设趣味实验，激发学生强烈的探究兴趣，科学探究能力的培养也就水到渠成了。因为有了兴趣才能有问题，有了问题才会产生探究。探究是从问题开始的，发现和提出问题是探究式教学的开端。

在“铝的性质及应用”一节中，我常设计演示了易拉罐先变瘪后又鼓起的实验，学生情绪非常好，抓住此时学生的好奇心，就引出了几个问题：为什么盛有二氧化碳的易拉罐加入过量的氢氧化钠溶液封闭后会变瘪？为什么变瘪后又鼓起？若事先充入的不是二氧化碳，是否会出现类似现象？高中阶段趣味实验还有如“”指纹破案”、“魔棒点灯”、“滴水生火”等。

二、改进演示实验，培养科学探究能力

传统化学演示实验大多是验证性实验，一直是“教师提问题——教师演示——教师归纳”，缺少创新和探究。验证性实验是用实验来论证已学过的化学知识的正确性，在实验中学生处于被动接受知识的状态，这种实验模式缺乏对学生的思维能力、探究能力及创新能力的培养。而将教材中的某些验证性实验改为探究性实验，可将学生带入科学探究的情景中，使学生处于一种主动探究知识的兴奋状态，这对激发学生的创新欲望、培养学生的创新精神等方面所起的作用是验证性实验所无法替代的。

对于“SO42-的检验”这一内容中，针对学生较难理解，我将实验改为学生提出方案，我来演示验证。学生经过讨论，大致形成几种检验方案：（1）先加HNO3再加BACI2、（2）先加BaCL2再加HNO3、（3）先加HCL再加BaCL2或可溶性钡盐、（4）先加BaCL2再加HCL。是不是所有方案均可行呢？然后我分别用他们给的方案来逐一进行演示检验，结果学生发现有些方案是不够严密的、错误的。

因此，验证性实验改为探究性实验，激发学生创新意识，并引导学生大胆提出自己的看法，这时学生遇到问题很具体，因势利导，启发学生能改进实验装置作为培养创新思维的起点，变被动为主动，调动学生主动思考问题的积极性，培养学生的科学探究能力。

三、以学生为主体，指导探究实验，培养科学探究能力

时代呼唤主体精神，由自己来进行方案设计并进行实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。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。是教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情、变“要我学”为“我要学”。教师要融入学生的探究活动中，要巡视各小组的表现情况，及时给予必要的帮助和辅导。

在学习完《氯、溴、碘及其化合物》一单元后，我要求学生根据课本的有关信息，完成一个证明加碘食盐中碘的存在形成的学生分组实验。学生根据已有的知识可以知道加碘食盐中的碘可能以I2、I-和IO3-的形式存在，假设可能是它们中的一种或两两共存或三者共存。学生设计实验来验证自己的假设。

检验I2，学生提出了①用淀粉溶液变蓝的方法；②用四氯化碳萃取的方法；

检验I-，学生提出了①用AgNO3溶液；②用氯水或溴水将I-氧化为I2，再加淀粉溶液或用CCL4萃取；③用其它氧化剂将I-氧化为I2，再加淀粉溶液或用CCL4萃取等方法；

检验IO3-，学生根据氧化还原知识，认为加还原剂，将IO3-还原为I2后，再用检验I2的方法检验。

学生提出实验方案后，教师不做评价，让学生通过实验验证自己的方法，最后选择出最佳的实验设计。通过实验学生证明加碘食盐中没有I2；因为有大量Cl-干扰，不能用加AgNO3的方法检验I-，可采用加氧公剂把I-氧化为I2，再用淀粉或CCl4检验；由于I-和IO3-在酸性条件下不能共存，所以也排除了I-和IO3-共存的可能。

对于有研究意义的小课题，都可以让学生在探究中体验研究的乐趣。在这一过程中，学生实现了由已有信息加工变异出新颖信息及对某一问题寻求多种解决方式的尝试。学生在探究实验过程中体验到了探究的乐趣，提高了学生的实验能力，也同时使学生的科学探究能力不断提高。

四、开发课外实验，培养科学探究能力

对于那些喜爱化学的学生来说，课堂演示实验和学生分组实验，在时间上和空间上都受到了一定的限制。这些实验还不能满足他们的需要，因此，组织有兴趣的同学参加课外小组进行实验，有更大的灵活性和探索性。在课外小组中每个学生都在做自己想做的事，对于未知的实验结果，自己设计实验，学生探索的兴趣盎然。

如在讲完“化学能转化为电能”一节课后，我拿出一只大西红柿、一块铜片和一块铁片，一只小灯泡和导线若干。让有兴趣的学生去组装一个“水果电池”。学生做成“水果电池”后，进一步探究：还有哪些水果可以制作呢？为什么这些水果才可以？还有那些金属片可以制作？为什么这些才可以？灯泡发光时间长短跟什么有关呢？

通过课外实验，学生一方面巩固和丰富了原有的知识，另一方面他们会把课外实验中的学习兴趣和学习动力带到课堂中去，带动更多的学生参加到科学探究中来，培养了学生的科学探究能力。

五、结束语

科学探究能力的培养不是一时就能完成的，而是一项长期的任务。需要我们教师立足于教材而不拘泥于教材，出于教材而不盲从于教材，这样才能充分挖掘现有教材中的类似课题，从而使学生形成科学精神和科学态度，提高学生的自主探究能力和自主学习能力；使学生不再是听化学、读化学、而是在做化学（即探究）中形成终身学习的意识和能力。