論化學實驗中研究性學習的開展

摘 要：在化學教學中，充分利用化學學科“以實驗為基礎”的基本特征，挖掘和開發化學實驗的研究性學習的功能，對于改變學生的學習方法，培養終身學習的能力具有重要的意義。

關鍵詞：化學實驗；研究性學習；創新研究；改革

中圖分類號：G644.5文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）02-0207-02

1 將化學實驗過程作為研究性學習的一種重要途徑

1.1 化學的學科特征決定了化學實驗可以作為研究性學習的途徑 

“以實驗為基礎”是化學學科的基本特征。即使在由經驗化學向理論化學發展的今天，化學實驗仍然是化學學科發展的最現實、最生動、最有效的物質載體。

學科的基本特征決定了學科的學習特點，在實驗中學習化學無疑是最有效而又最重要的化學學習方法之一。在化學實驗中，學生通過實驗研究和認識物質，掌握化學基本原理和基本技能，初步學會化學研究的實驗方法。化學科學以實驗為基礎的學科特征，更有利于學生進行化學研究性學習。

1.2 化學實驗本身就是科學研究的過程

化學實驗是人們認識和研究物質的一種科學方法，是人們根據研究的對象和研究的目的，創造性地運用科學知識和實驗手段，有計劃地實施研究性實踐活動的過程。因此，化學實驗過程本身就是一個創造性地研究的過程。化學發展的歷史也充分證明：化學科學的任何一項重大的突破，無一例外地是經過化學實驗而取得的。正如波義耳所說，沒有實驗，任何新的東西都不能深知。中學生化學學習中的化學實驗，雖然絕大多數是對物質及其變化的再認識，但從本質上看，這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的。當化學實驗被用作研究性學習的途徑時，化學實驗的創造性和研究性便充分顯示出來。學生在實驗過程中積極地動腦動手，體驗科學家科學研究的過程和方法，獲得科學研究的樂趣和成功的喜說。所以，在學生的化學學習過程中，完全可以利用實驗這個手段進行研究性學習。

1.3 化學實驗為研究性學習中驗證提供了科學方法 

和科學家進行的科學研究一樣，研究性學習也具有問題特征、收集信息特征、假設特征、驗證特征和評價反饋特征。學生在研究性學習中，針對發現的問題，在回憶總結已有的知識和經驗、收集和整理信息的基礎上，作出大膽假設或猜想，并通過化學實驗對提出的假設或猜想進行證實或證偽。所以，化學實驗不僅是學生研究性學習時驗證假設或猜想的主要方法，也為學生將來從事科學研究提供了一種方法。

2 化學實驗作為研究性學習途徑的教學策略

在化學教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行研究性學習，要充分挖掘化學實驗在研究性學習中的功能，發揮化學實驗在研究性學習中創設問題情境、驗證假設或猜想等環節中的作用，研究開發研究性實驗，引導學生通過實驗去發現和研究解決問題的方法，在化學實驗中培養學生的科學素質，實現學生的學習方式由被動接受式學習向主動研究性學習的根本轉變。

2.1 以化學實驗創設問題情境

研究性學習是學生在發現“問題”的情境下產生的一系列學習活動。問題激發起學生研究的欲望，問題引發了學生的研究活動。在化學學習中，除學生自主地發現問題外，教師更要通過各種途徑創設問題情境，引導學生發現和提出問題。而化學實驗是最形象、生動、直觀的創設問題情境的方法之一。

以化學實驗創設問題的情境，要特別注重化學實驗中學生觀察和思維能力的培養。化學實驗現象紛繁復雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復雜的化學實驗現象中發現問題。

以化學實驗創設問題情境，要注意將與人類生產、生活密切聯系和學生熟悉、感興趣的內容開發成化學實驗。因為學生在其感到熟悉和認為有用的情境中特別能發現問題和產生解決問題的迫切欲望。

以化學實驗創設問題情境，要使化學實驗呈現的問題處于學生的最近發展區。影響化學實驗現象的因素很多，產生的化學實驗現象也錯綜復雜。教學中要通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現化學問題，使學生通過努力能夠順利地解決化學實驗呈現的問題。

2.2 以化學實驗驗證假說或猜想

在研究性學習中，學生針對提出的問題，經過多渠道的收集信息和深入的思考，將會提出有關問題解決的方案和問題答案的假設或猜想。通過化學實驗對提出的猜想或假設進行驗證，是學生進行化學研究性學習常用的方法。

以化學實驗驗證假說或猜想，要面向全體學生，讓每個學生都有體驗和經歷用化學實驗驗證假說和猜想的機會。教師要指導學生，特別是要幫助和指導那些有困難的學生完成設計方案并進行實驗。

以化學實驗驗證假說或猜想，要注重引導學生設計一些與假設或猜想“相違背”的實驗方案和采用反證的實驗方案，以培養學生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和批判性思維能力。如學生在進行質量守恒定律的學習時，可能會提出化學反應前后物質的總質量會增大、不變和減少三種不同的假設，并根據假設設計實驗方案進行實驗驗證。

以化學實驗驗證假說或猜想，實驗中要嚴格控制實驗條件。研究性學習中驗證假說或猜想的實驗方案，在不同的條件下，可能會產生不同的實驗現象，要使實驗能夠用來驗證假說或猜想，實驗條件必須與題設條件相吻合。通過實驗驗證過程中對實驗條件的控制和選擇，使學生在研究過程中了解到實驗條件控制是實驗的靈魂，從而有效地掌握科學研究的方法。

2.3 充分發揮化學實驗的研究功能

在化學教學領域中，長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理、通過形象直觀的方式獲取知識和培養實驗技能的作用。以化學實驗作為研究性學習的途徑，就必須變“驗證性實驗”為“研究性實驗”，恢復化學實驗研究性的本來面貌。

充分發揮化學實驗的研究功能，要不斷研究開發適合于研究性學習的化學實驗，要注意從生產、生活實際中挖掘素材設計實驗方案，因為來源于生產生活實際的實驗研究性強，能極大程度的調動學生研究的主動性，使學生產生強烈的研究欲望。

3 通過化學實驗進行研究性學習應注意的問題

3.1 引導學生通過多種途徑進行研究性學習

化學實驗是研究性學習的重要途徑，但并非是惟一的途徑。有些內容用研究性學習并不一定需要通過化學實驗來進行，特別是對學生具有較多知識背景的內容和物質微觀結構的學習更是如此。如學生對原子結構模型提出質疑，我們無法通過實驗進行研究，但可以通過化學史料，沿著科學家的研究足跡，去想象、去思考。有些內容的研究性學習可以通過包括化學實驗在內的多種途徑來進行。

3.2 營造良好的研究性學習的氛圍

學生對事物有天然的好奇心和研究的愿望，學習的進行很大程度上取決于這種自然傾向的激發。教師必須注意給學生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學家約翰·密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。在通過化學實驗進行研究性學習過程中，鼓勵學生大膽地提出實驗方案，即使是在對學生提出的不全面、不完善甚至錯誤的實驗方案，也要以表揚鼓勵為主，充分肯定學生在提出實驗方案過程中的主動參與精神和創新意識。

3.3 注意在培養學生的科學素質

化學實驗是一種重要的科學活動，可以把觀察、實驗控制、收集事實、分析和統計結果等科學方法融于一體。在實驗中應引導學生逐步掌握科學研究方法。通過化學實驗還可以培養學生實事求是、嚴謹求實的科學精神，一絲不茍的科學態度和團結協作的科學作風，這些是研究性學習的必要條件，也是學生在未來社會全面發展所必需的基本素質。

參考文獻

［1］劉知新.化學教學論［M］.北京：高等教育出版社，2001.23.

［2］高凌，等.探究研究性學習的特點［J］.課程·教材·教法，2002，（5）:28-30.