淺議高中化學教學中的實驗探究活動

高中新課程的一個重要目標就是發展科學探究能力?；瘜W實驗是進行科學探究的主要方式，是發展科學探究能力的重要途徑。積極開展實驗探究活動，對于轉變學生的學習方式，培養學生學習化學的興趣，發展他們的科學探究能力，具有十分重要的作用。本文就高中化學教學中的實驗探究活動談一點看法。

一、實驗探究活動的過程和方法

從實驗在化學教學認識中的作用來看，實驗探究的方法一般可分為探索性實驗和驗證性實驗，這兩種探究方法不僅在過程上有所不同，其功能亦大不相同。

1. 探索性實驗主要是通過“問題—實驗事實—科學抽象—結論”這樣一個過程來體現的。

例如：不考慮氧化還原反應，對酸的通性中“酸和某些鹽反應”規律性的探究這一案例，方法如下：

首先提出問題：酸能否跟鹽發生化學反應？然后進行實驗：在盛有CaCO 固體的試管里，滴加稀HCl溶液，然后觀察現象并進行記錄。事實證明這一反應是可以進行的，即酸是可以跟鹽發生反應的。接著提出：是不是所有的酸都可以和某種鹽發生反應呢？然后針對這一問題進行兩組對照實驗：①在盛有CaCO 固體的兩只試管里分別滴加CH COOH溶液和苯酚溶液；②在盛有Na SO 固體的兩只試管里分別滴加CH COOH溶液和H SO 溶液，然后觀察現象并進行記錄。通過對所獲得的實驗事實的比較發現，CaCO +CH COOH和Na SO +H SO 發生了化學反應，而苯酚和CaCO 、CH COOH和Na SO 不反應，為什么呢？進一步分析發現，CH COOH的酸性比H CO 強，H SO 的酸性比H SO 強，也就是說相對強的酸是可以跟相對弱的酸的鹽發生反應的；而苯酚的酸性比H CO 弱，CH COOH的酸性比H SO 弱，也就是說弱酸不能跟相對強的酸的鹽反應。根據科學抽象的結果可以得出結論：酸可以和某些鹽反應；用相對強的酸可以跟相對弱的酸的鹽反應制備弱酸。

2. 驗證性實驗是通過“問題—假說—實驗驗證—結論”這樣一個過程來體現的。

例如原人教版教材（必修加選修）中對“乙醇分子結構”的探究這一案例，方法如下：

首先提出問題：乙醇分子具有什么樣的結構呢？然后結合乙醇的分子式和碳、氫、氧元素的化合價，推測出乙醇分子可能具有以下兩種結構（提出假說）：

乙醇分子到底是哪一種結構呢？如果是結構（I）的話，那么理論上1mol乙醇可能產生0.5mol或者2.5mol氫氣，甚至3mol氫氣（結構①中的乙醇分子有五個碳氫鍵和一個羥基，假定碳氫鍵中的氫原子也能被鈉置換）；如果是結構（II），那么理論上1mol乙醇可能產生3mol氫氣（結構②中有六個碳氫鍵，假定碳氫鍵中的氫原子也能被鈉置換）或者不會有氫氣產生。然后通過實驗來測定和記錄一定量的乙醇跟足量的金屬鈉反應所生成的氫氣的體積（實驗驗證），經計算，1mol乙醇大約能產生0.5mol的氫氣。據此可以得出結論：乙醇分子的結構是結構（I）。

3. 如上所述，探索性實驗的特點是實驗在前，結論在后，其教學認識功能主要是為學生形成理性認識打下感性認識基礎。而驗證性實驗是結論在前，實驗在后，實驗的教學認識功能主要是為了檢驗化學假說，驗證化學概念和理論，以使學生獲得正確的理性認識。由此可知，兩種認識過程不同，其教育價值也不盡相同：（1）與探索性實驗的基本程序相比較，驗證性實驗非常重視學生對提出假說的理論依據的討論。這不僅可以克服學生草率或盲目地選擇假說的傾向，而且還可以提高學生的語言表達能力。另外，對假說所依據的理論進行討論的過程，其實也是由感性認識向理性認識飛躍的抽象思維過程，是與學生的邏輯推理能力的成長和提高緊密地聯系著的。（2）與探索性實驗相比較，驗證性實驗更能夠使全體學生共同參與同一課題的解決過程，它可以使每位學生都有機會和權力發表自己的見解，同時還可以培養學生的協作意識。也就是說它更能夠體現教學的民主化。

二、探究活動前提出的問題應明確而具體

如上所述，不論是探索性實驗還是驗證性實驗，其基本的教學程序中都要首先提出問題，然后再進行科學探究。如果探究活動前教師向學生提出的問題過于籠統，則不利于探究活動的順利實施。例如實驗探究“增大反應物的濃度對化學平衡有何影響”這一案例，如果探究實驗前教師提出的問題是增大濃度對化學平衡有何影響，則可能會導致學生思維的混亂，因為“增大濃度”是一個不明確的說法，增大什么濃度沒點明，也就不易給學生的思維定向，況且勒夏特列原理是在其他條件不變的情況下，以只改變一個條件為前提的。因此，教學中教師最好是結合具體實例向學生提問，如對FeCl +3KSCN?葑Fe（SCN） （血紅色）+3KCl反應來說，在其他條件不變的情況下，增大反應物（FeCl 或者KSCN）的濃度，此平衡將向何方向移動？提出問題后，學生再結合勒夏特列原理就比較容易理解了。

三、驗證性實驗中的假說這一環節一般由教師完成

實驗探究是一種邏輯和想象相融合的活動。在實驗探究過程中既需要猜測，也需要作出科學的假設，并需要通過實踐來求證和檢驗假設。實驗探究活動的開展，不僅需要學生具備一定的邏輯思維能力、一定的想像能力，而且還需要足夠的時間。一個相對完整的探究活動包括了一系列科學方法，例如對上述例子，教師可以給出三種假說：①平衡向正反應方向移動（顏色加深）；②平衡不移動（溶液顏色不變）；③平衡向逆反應方向移動（溶液顏色變淺）。

四、重視實驗的過程，更應重視實驗結果

化學實驗功能的體現，不僅僅在于獲得正確的實驗結果，還在于使學生經歷和體驗獲得實驗結果的探究過程，只有親身經歷了這樣的過程，學生才能對什么是科學實驗有較為深刻的理解，才能在這樣的過程中受到科學過程和科學方法的訓練，形成科學的情感態度和價值觀。然而令人遺撼的是，從實踐中來看并沒有見到應有的效果。筆者帶了課改后的兩屆高三，每每復習到元素及其化合物，都會感到有太多的無奈：學生群體性地出現化學式書寫錯誤，不懂判斷反應產物，不知道化學方程式怎么書寫，不知道化學反應能否發生。這固然有生源方面的問題，也可能存在教師素養方面的問題，甚至有教材編排上的問題，但不可否認的是，片面追求探究過程而忽視結果才是最根本的原因。從某種程度上講，化學式、化學方程式（原理）也是一種結果，是前人的探究成果，離開了這些成果，我們用什么作為依據進行實驗探究呢？只要過程不要結果的探究又有什么現實義意呢？因此，教學中我們應該把實驗過程和實驗結果作為一個完整的探究活動來看待，不能走極端。

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