論優化設計在中學化學實驗探究課教學中的應用

中學化學既要培養學生動腦思考問題和利用化學知識解決實際生活問題的能力，還要訓練學生的動手操作能力，這是化學的特色之一。化學本身是一門以實驗為基礎的科學，實驗是化學學科的生命線。化學教學是以試驗為依據、以理論為先導，通過對化學知識的學習，對實驗過程的觀察、記錄，對問題的分析、理解、概括、綜合，以達到形成概念、掌握理論、啟迪心智、陶冶情操的目的。下面，筆者就中學化學實驗探究課的設計作些探討。

一、實驗探究的內涵

通過實驗探究我們想讓學生獲得什么？在化學教學中，我們更想讓學生通過具體的實驗活動，體驗科學探究的過程，培養他們的探究能力，形成科學的態度和價值觀。科學探究的過程有很多，在化學教學中我們主要通過實驗和學生活動去體現這一過程。

科學探究的過程包括研究與結論、反思與評價、表達與交流。當然科學探究過程未必完全是上述過程，這僅僅是科學探究的“形”；科學探究中更重要的是它的“神”，即科學態度和科學精神，其中包括求知、進取和求實，求知是科學探究的先導，進取是科學探究的保證，求實是科學探究的基本要求。在教學中，教師往往更關注科學探究的“形”。可能我們會有這樣的想法：在教學中，對于試驗或實際問題，學生只是經過了實際上是在教師設計好的步驟中進行的虛假的探究活動，并沒有形成科學的態度和價值觀。形神兼備才能使教學中的科學探究過程有意義，讓學生把“想”與“做”結合起來，使學生在過程中真正有自己的體驗。

二、教學設計過程

1.構建情境，形成認知矛盾。

蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者，而在兒童的世界中，這種需要更為強烈。”科學家的探究過程都是從問題開始的，是因為他們有探索未知世界的好奇心，有批判性的眼光，所以他們能夠通過已知思考未知，這就是基本科學素養。但實際上我們很多人都沒有這種素養，都缺乏探索的欲望和批判的眼光，都只習慣于接受，因此我們進行的活動往往是被動的。在教學中，更應該注意情境的設置，一個好的情境能夠使學生產生無知的感覺和解決問題的愿望。

針對課程內容，我們應該注意問題情境的構建。這些問題應該具備下列特征：含有與我們的觀念或現實相沖突的事件，并不是每一個疑惑都可以成為問題的。可能某個疑惑之所以成為疑惑僅僅因為我們不知道答案，然而要解決它卻并不需要新的概念，因而沒有進行探究的必要。從這個意義上講，一個好的問題應該具備以下幾點要求：問題應該能激發學生“求知”心態，使學生產生解決問題的愿望；問題應該有足夠的復雜性，包含許多相互關聯的部分；問題應該具有針對性，能夠引出我們要學生理解的相關概念、原理；問題能促進學生的合作學習；問題有助于學生作出可檢驗的預測，并隨時反饋和評價。

2.學生探究，發現新知。

應該讓學生親自動手去做實驗（可以分組實驗），而不是教師演示，體驗過程不是說出來和聽出來的。在“做”中“學”，在“學”這“做”，才能使教學真正有效。這里，教師應該引導學生進行合作分析，以分組討論的形式讓學生找到解決問題的正確答案，然后通過合作的方式完成課本上的實驗，或在此基礎上設計新的補充實驗去探究。

學生根據假設——氯氣可以與水反應，組織小組成員設計方案。在設計中他們將會遇到很多問題，這些問題將對其自身思維形成沖擊：氯氣通入到水中，可能溶解于水，可能與水反應；氯氣如果能與水反應，將會看到什么現象？這個現象能否支持做出的假設？如果不能，還需要什么過程才能證明？在一步步做實驗和探討的過程中，學生通過自身經驗與新問題的撞擊，通過和同學之間思維的交流，感受到探索過程的艱辛與樂趣。

3.分析數據，解釋現象。

在收集到一系列的實驗數據和觀察到一系列的實驗現象后，引導學生對實驗數據和實驗現象進行分析，用已知的知識去感悟未知的東西。在這里應該注意設計有層次的問題去引發學生的思考，因為學生單純的行為參與并不能引發起高層次的思考，只有有價值的問題才能使學生有深層次的認知，從而促進學生的全面發展。問題應該具有層次性和開放性，使得每個學生都可以根據自身對實驗的體驗講出自己的意見。

教師應該利用好的問題情境，引導學生構建自己的知識體系，幫助學生解決問題。比如，在本實驗中HCIO的性質是學生在已有的知識基礎上無法探究的，在這里教師應該補充或建議學生補充實驗進行進一步的探究活動，同時將知識進行小結和深化。

4.教師、學生評價。

教師應提出適當的應用問題來激發學生進一步思考，學生則將已建立的科學概念和學會的科學方法加以應用。比如，可以布置更加開放的探究問題：探究水的凈化。鼓勵學生進一步感受生活，理解化學知識在生活中的應用，同時鍛煉自己的探究能力。

5.問題討論。

（1）探究過程中學生的收獲

探究既是學生學習的目標，又是學生學習的方式。在學習過程中，只有使認識過程、情感過程和意志過程得到協同發展，才能收到好的效果。探究學習，可使學生得到全面發展。

（2）獲得親自參與研究探索的體驗

通過類似科學研究的學習活動，學生獲得親身的體驗，逐步形成善于質疑、樂于探究、努力求知的積極態度。

（3）培養發現問題和解決問題的能力

實驗探究學習是圍繞一個相對復雜的問題來進行的學習活動，在學習活動中，教師引導和鼓勵學生發現和提出問題，設計解決問題的方案，引導學生在實驗中通過分析、比較、研究得出結論。

（4）學會交流合作

構建相對復雜的問題，使得一個學生很難獨立得到比較完善的結論。在探究學習中，學生之間通過討論、交流，分享對問題的看法和解決方案，感受到合作學習的樂趣，培養他們的團隊精神。

（5）形成科學的情感態度

在學習過程中，學生通過提出假設、試驗探究、搜集資料、得出結論、交流反思等過程，可以認識到進行科學研究要有踏實、認真、實事求是的態度；在探究中，要學會尊重他人。通過學習和訓練，學生會逐漸養成嚴謹、求實的科學態度，不斷進取的科學精神。

6.教師在實驗探究活動中的作用。

（1）教師作為設計者和指導者

教師是實驗探究活動的主要設計者。學生在探究的初期，對探究的過程和方法存在不全面、不安全等因素，教師在探究活動過程中應該引導學生共同探討，排除不安全因素，創設問題情境，激發學生的探究欲望，并對探究過程作出合理有度的指導。

（2）教師作為參與者

教師在實驗探究活動中的參與，是一種“催化劑”的作用，教師的任務是幫助學生去探究，而不是代替他們去探究。必要時，教師可以通過提供新信息，引導學生集中于某一問題或提出新的問題來推動探究的進行。

運用探究式教學可以改變教學機械沉悶的現狀，能激活學生的思維，給學生提供一個敢想、敢做的空間，讓課堂充滿生機，使師生雙方處于平等、民主、自由、公正、寬容的氛圍中，師生之間是鼓勵和幫助的“伙伴”關系，使教師成為學生中的首席者，雙方互相接納、互相敞開、互相理解，從而達到共享知識、共享智慧、共享人生價值的目的，真正擺正教學過程中教師的主導地位和學生的主體作用，使課堂教學達到理想的效果。