化學(xué)探究性實驗設(shè)計的實踐與體會

摘要：化學(xué)探究性實驗設(shè)計是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的重要活動和手段，是提高學(xué)生素質(zhì)的重要途徑。本文從七個方面闡明了探究性實驗設(shè)計的一些做法和意義，充分發(fā)揮了學(xué)生的潛能，發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：探究性實驗；實驗方案設(shè)計；創(chuàng)造能力

化學(xué)實驗具有其獨特的生動性、直觀性、科學(xué)性、實踐性，教師要引導(dǎo)學(xué)生勇于改進實驗方法，設(shè)計出安全化、微型化實驗，補充一些創(chuàng)新實驗，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望和學(xué)習(xí)興趣。

一、 探究性實驗的設(shè)計

1. 設(shè)計基本操作實驗。探究性實驗采取學(xué)生自主實驗方法，利用學(xué)生對化學(xué)實驗的好奇心，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生探究出正確的實驗方法和正確的操作技能，有目的地對學(xué)生進行操作訓(xùn)練。

2. 設(shè)計物質(zhì)的性質(zhì)實驗。通常物質(zhì)的性質(zhì)實驗大多數(shù)是驗證性實驗，是復(fù)習(xí)和鞏固學(xué)生所學(xué)的化學(xué)知識，實驗的難度比較小，但常常不能滿足部分學(xué)生的求知欲，重復(fù)做這種實驗，學(xué)生的實驗興趣會下降。對這樣的化學(xué)實驗，最有效的方法是把它放在課堂教學(xué)中去完成，變復(fù)習(xí)鞏固知識為探究新知識，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究方法，自己去感受、探索新知識，運用結(jié)論，在新情境中解決新問題。

例如，在探究硅酸鹽性質(zhì)實驗時，可設(shè)計如下實驗：⑴玻璃的刻花；⑵水底花園的制作等。引起了學(xué)生很大的興趣。又如探究Cu和HNO3反應(yīng)產(chǎn)物時，產(chǎn)生的氣體是NO還是NO2、或者兩者都有？反應(yīng)器內(nèi)空氣如何排除如何驗證產(chǎn)生的氣體？

3. 設(shè)計物質(zhì)的制備實驗。物質(zhì)的制取通常是一個綜合性實驗，它要求學(xué)生具備一定的化學(xué)知識，同時對實驗操作技能要求比較高。學(xué)生對這樣的化學(xué)實驗好奇心特強，興趣也特別濃厚，但也是問題最多的一類化學(xué)實驗。實驗設(shè)計的好壞直接關(guān)系到實驗的成功率和結(jié)論的正確性。因此這類實驗設(shè)計首先應(yīng)降低難度，把大實驗劃分成若干個小實驗，先讓學(xué)生探究出每個小實驗中的實驗方法（要點）和要掌握的知識及操作技能，最后再探究出完整的實驗方法。

例如，探究實驗室制取氨氣的方法時，根據(jù)教科書上的原理2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O，先把實驗分成若干個小實驗:⑴氣密性檢查實驗的探究;⑵對大試管內(nèi)固體加熱實驗的探究;⑶排空氣法收集氣體實驗的探究;⑷儀器裝配實驗的探究。做完上述實驗后再做實驗室制取氨氣時，實驗難度明顯減小，實驗的成功率顯著提高。同時讓學(xué)生懂得探究知識的思路和方法，這類實驗是讓學(xué)生從基本的實驗操作過渡到獨立完成化學(xué)實驗。應(yīng)注意的是還可以讓學(xué)生設(shè)計出其他制備氨氣的簡單方法，例如加熱濃氨水、把濃氨水滴到NaOH固體中等等。

4. 設(shè)計知識的應(yīng)用實驗。化學(xué)知識應(yīng)用于實踐是化學(xué)教學(xué)的最終目的。知識應(yīng)用性實驗不僅要完成教材中要求的化學(xué)實驗，而且還要緊密聯(lián)系實際，解決生活中的一些實際問題。要求學(xué)生先設(shè)計出解決問題的方案，然后經(jīng)過師生共同分析、討論、修改后進行實施，必要時由部分學(xué)生協(xié)作來完成。這樣的探究性實驗是對學(xué)生所學(xué)化學(xué)知識和化學(xué)實驗操作技能的一次檢驗。

例如，某樣品中含有KClO3和NaCl，測樣品中KClO3的含量。試設(shè)計實驗方案，通過使KClO3分解并測定氧氣的體積，求得樣品中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。要求畫出實驗裝置圖，寫出主要操作程序，并說明在實驗中可能造成誤差的原因。教師可設(shè)計帶下列問題的系列實驗進行探究：⑴實驗室制取氧氣要用到哪些儀器和藥品；⑵定量收集氧氣的方法。

5. 設(shè)計微型實驗。微型實驗是近二十年發(fā)展較快的一種新的化學(xué)實驗。微型實驗節(jié)約藥品，節(jié)省時間，操作安全，污染少，學(xué)生可以自己動手制作儀器，自行實驗，積極參與，激發(fā)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

例如，“鹵素各單質(zhì)的活動性比較實驗”，教師可指導(dǎo)學(xué)生將試管改為點滴板，即在點滴板的2個穴內(nèi)分別滴入2滴KI溶液，再在滴有KI溶液的2個穴內(nèi)分別滴入兩滴飽和氯水和溴水，用細(xì)玻璃棒攪拌，然后，滴入一滴淀粉溶液，可觀察到溶液變藍(lán)。這樣，氯水和溴水用量減少，大大減輕了因氯氣和溴蒸氣的揮發(fā)所造成的環(huán)境污染。

6. 設(shè)計生活中的實驗。化學(xué)實驗要貼近生活，貼近社會，探究生活、社會中的化學(xué)問題，解釋、解決日常生活中的實際問題，拓寬化學(xué)實驗的功能，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。例如，探究普通安全火柴的實驗：⑴燃燒前、后的火柴頭與硝酸銀溶液的反應(yīng)；⑵普通安全火柴頭剛?cè)紵龝r的氣體分別與高錳酸鉀溶液、品紅溶液、碘化鉀的淀粉溶液反應(yīng)；⑶火柴頭燒穿鋁薄片；⑷火柴盒側(cè)面的紅磷轉(zhuǎn)化為白磷的實驗等。

7. 設(shè)計趣味性實驗。化學(xué)實驗具有動機功能，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，啟迪學(xué)生思維，開拓創(chuàng)新精神，要探究如何增加化學(xué)實驗的趣味性。如點銅變“銀”，點“銀”變“金”的實驗，滴水生火，吹氣生火，滴水點燈，魔棒點燈，火龍寫字等。

二、 探究性實驗設(shè)計的體會

1. 教師轉(zhuǎn)變了教學(xué)觀念，營造了民主、平等的課堂氛圍，更好地發(fā)揮了主導(dǎo)作用。在實驗課上，教師變換了地位，轉(zhuǎn)換了角色，既是知識的傳播者，教學(xué)活動的組織者，又是研討的參與者，知識的獲得者，能力的發(fā)展者。師生間是平等的，學(xué)生可以自由地發(fā)表見解，自由地討論爭辯；而教師則卸下了滿堂傳授的重負(fù)，從容做起“導(dǎo)演”來。其結(jié)果，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了最佳情景，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)，啟發(fā)學(xué)生學(xué)，促使學(xué)生迸發(fā)思維的火花。與此同時，教師教給了學(xué)生獲取知識的方法，送給了他們打開知識大門的鑰匙，幫助他們學(xué)會了學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生遇到疑難時，引導(dǎo)他們?nèi)ハ耄划?dāng)學(xué)生思路狹窄時，誘發(fā)他們拓寬；當(dāng)學(xué)生“山重水復(fù)疑無路”時，帶領(lǐng)他們步入“柳暗花明”的佳境。

2. 學(xué)生逐漸成為會問會學(xué)的人。在實驗課上，也有教師提問學(xué)生，但更多的是學(xué)生對自己提問，向同學(xué)提問，向老師提問，甚至向教材發(fā)問。實踐證明，這種寶貴的質(zhì)疑問難精神的培養(yǎng)，需要師生共同努力，必須經(jīng)歷一個較長的過程。

三、 探究性實驗設(shè)計應(yīng)注意的問題

一個好的探究性化學(xué)實驗方案，既培養(yǎng)了學(xué)生思維能力，又提高了學(xué)生的實驗操作技能，同時對化學(xué)實驗教學(xué)能收到事半功倍的效果。但在設(shè)計探究性化學(xué)實驗時除了應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的心理特征和認(rèn)知結(jié)構(gòu)外，還需注意以下兩點：

1. 把握好實驗的難度。在設(shè)計探究性實驗時應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際水平，先從單個的儀器操作到儀器組裝的應(yīng)用性實驗，從單個的已知物質(zhì)鑒別到多個未知物質(zhì)的鑒別，從一般的簡單實驗到較難的綜合實驗，慢慢過渡，逐步提高。

2. 對意外結(jié)果的解決和注意安全。學(xué)生在探究過程中可能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，設(shè)計時應(yīng)做充分準(zhǔn)備，解決可能發(fā)生的問題。如在探究實驗室制取乙炔實驗時，學(xué)生可聞到有特殊難聞的臭味氣體產(chǎn)生，這是因為電石與水反應(yīng)產(chǎn)生的乙炔常混有PH3、H2S等雜質(zhì)的緣故。由于受知識的局限，教師應(yīng)加以引導(dǎo)，讓學(xué)生查閱有關(guān)資料自己解釋，或讓學(xué)生作進一步探究（開展課外活動實驗）。

參考文獻：

[1]朱綺琴，朱兵，周寧懷．化學(xué)活動課及微型實驗的設(shè)計與實踐下冊(中學(xué)微型化學(xué)實驗分冊).民主建設(shè)出版社，1999(8).

[2]霍益萍.研究性學(xué)習(xí)實驗與探索.廣西教育出版社，2002(2)．

[3]廣西師范大學(xué)科學(xué)教育研究所.理科教學(xué)中如何實施科學(xué)探究性學(xué)習(xí).中國教育報，2002(11).