初中化學探究式實驗教學的設計與實踐

摘 要： 實驗能力是學生應掌握的一項基本技能。實驗教學不僅要重視學生實驗基本技能的訓練，而且要注重對學生實驗設計的指導。教師進行探究式實驗教學能提高學生的探究意識和實驗能力，為創新能力的培養打下堅實的基礎。本文作者闡述了自己的一些教學實踐，與同行共勉。

關鍵詞： 初中化學實驗教學 探究式實驗教學 教學實踐

初中化學新課程標準規定：實驗能力是學生應掌握的一項基本技能。學生除了要掌握最基本的技能外，更要能夠應用所學的知識和技能，依據一定的原理進行簡單的實驗設計上，并動手驗證自己所設計方案的科學性。因此，初中化學實驗教學應重視兩個方面，一方面是對學生實驗基本技能的訓練，另一方面是對學生實驗設計的指導，通過探究式實驗不斷提高學生的實驗能力，為創新能力的培養打下堅實的基礎。筆者從以下幾個方面談談自己的教學實踐。

一、設計原則

1.主體性原則

探究性實驗設計要關注學生自主進行設計，要徹底摒棄教師控制學生的學習過程的“傳授式”做法，把學習的主動權交給學生。

2.探究性原則

教師必須改變傳統的知識呈現方式，要讓學生主動設計、實踐，在探究中學習，去體驗探究的樂趣。

3.實踐性原則

要讓學生參與進來，教師必須不“唱獨角戲”，將學生的一切學習活動轉化為可感知、可操作的現實事物中來，如：鼓勵學生將想法表達出來、組織學生進行演示和講解等，讓學生在實踐中體驗，在體驗中升華認識。

4.和諧性原則

實驗設計的探究任務應該經過教師的精心設計，探究情景應該既與學習任務的解決相一致，又與學生的原有知識結構相和諧，要創建一種“跳一跳，摘到桃”的情景。

5.表現性原則

由于原理選擇、方案設計和探究實踐是讓學生來實施的，因此學生個體、小組在進行探究后，能夠向其他學生展示自己的觀點，將自己的探究以一定的形式表現出來，不再是教師直接告知學生可以或應該怎么做，每位學生都具有參與和表現的熱情，教師則為其創設必要的時空環境。

6.延緩評判原則

由于實驗設計是一項不斷完善的過程，因此學生既可能由于經驗和方法的欠缺而提出一些不理想甚至錯誤的假設，又可能出現多個不同的但可以實施的方案，這時教師不應過早作出評判，而應給學生留有充分的思考和探究空間，必要時還可以讓學生嘗試其錯誤方案，通過“試錯”而獲得新知。

二、案例分析

下面以初中化學新課程實驗教科書（上冊）第六單元課題2《二氧化碳制取的研究》為例進行分析，重在闡述探究的基本過程：

教師應該在課前進行充分的估計，以便準確預測學生探究中可能出現的觀點（正確或錯誤），并盡可能為學生可能產生的需要提供條件。主要分析以下幾個方面的問題：①學生完成此實驗方案設計的知識基礎；②如何構建有利于學生得到創新發展的情景；③學生可能產生的判斷、疑問和困難；④學生可能需要的儀器和藥品等。

1.原理探究

由于學生已經接觸過產生二氧化碳氣體有關的化學反應，因此我們可以用列舉這些反應開始本課題的探究，并以“問題式情景”逐步展開。

探究（1）：由學生回憶相關知識并書寫，部分學生板演。

由學生書寫并互相補充、點評，教師補評。

問題（2）：如果要求你通過化學方法制備一瓶氣體，你認為可以選擇上述哪些反應，或者哪個反應不宜選擇，除此之外還有哪個反應更適宜？

探究（2）：學生在教師組織下，按以下流程進行理論探究：獨立思考→協作討論→表達交流→評價辯論→得出結論（教師必要指導提示），學生嘗試得出結論，其他同學補充，直到形成以下認識：

①不合適：因為反應時氧氣不充足會產生一氧化碳氣體，所以得到的二氧化碳中可能混有一氧化碳，使制取的氣體不純。

②不合適：因為這個反應需要高溫條件，在實驗室不易實現。

③可以，但不太理想：因為反應速度快，不易控制，收集時比較困難。

問題（3）：提供材料：化學家發現常溫下含有碳酸根的物質與相應的酸反應可以生成二氧化碳（動畫講述以上事實），如：碳酸鈣與稀鹽酸反應生成水、二氧化碳和氯化鈣。你能寫出它的化學方程式嗎？如果將稀鹽酸改成濃鹽酸或稀硫酸，是否可以呢？

探究（3）：學生在教師的引導下，自主探究，尋找最佳的方法。學生分小組進行實驗研究，通過交流，最后達成以下共識：

氫氣體，使收集的二氧化碳氣體不純；如果用稀硫酸，其生成物中的硫酸鈣（微溶）會覆蓋在碳酸鈣上，阻止反應進行，以上兩種情況均不合適，最后確認碳酸鈣與稀鹽酸反應作為制取二氧化碳氣體的反應原理。

2.方案設計

在對以上原理進行認真分析，明確了各種化學反應應用于制備二氧化碳的合理性和利弊之后，我們就可以選擇合理的反應原理，進行實驗方案的設計了。

問題（4）：將學生分組，分別針對上述可行的原理，設計實驗方案，教師應提醒學生注意從發生裝置、收集裝置兩個部分考慮，并明確以下要求：①寫出所選擇的試劑規格用量、選擇的儀器規格及組裝順序；②說明選擇依據；③畫出裝置圖。

探究（4）：教師組織學生按以下流程進行實驗方案設計，注意控制好每段流程的時間：分組討論設計→組間表達交流和對比→展示評價并完善→建立可行性方案。

教師點撥：選擇發生裝置時要考慮反應物狀態，如何提供反應條件。選擇收集裝置時要考慮藥品的溶解性和相對空氣的密度大小。

經過本次的探究，學生形成三套方案，其裝置圖如下。

3.實驗驗證

問題（5）：以上方案在理論上得到了學生的認可，是否真的科學可行還需要實踐的檢驗，下面各小組自主選擇以上方案進行實驗，做好相關記錄。

探究（5）：學生根據上述方案進行操作實踐，并做好實驗記錄，教師全程巡視指導。

4.目標達成

實驗完畢后，教師組織學生進行實驗情況匯報（結論）、評價與交流。

問題（6）：通過以上探究，我們經歷了二氧化碳的實驗室制法的全過程，請大家從整體上對二氧化碳氣體的實驗室制法進行歸納。

探究（6）：分小組進行討論、達成共識，再進行全班交流，教師適時提示和引導。

通過探究，學生從實驗原理、實驗條件、實驗儀器和裝置、實驗藥品、實驗步驟、實驗記錄和結論等方面完成了對二氧化碳的實驗室制法的全面認識。

總之，探究式實驗教學不僅能讓學生體會探究過程，提高探究能力，而且能培養學生的創新精神和創新能力，同時在探究中體味合作意識和科學意識。當然在探究式實驗教學中會出現這樣或那樣的問題，我們要正確對待，不斷更新觀念，把握新課標，使我們的教學更加有實效性，以培養出更多的有頭腦、有能力的創新人才。

參考文獻：

［1］義務教育課程標準實驗教科書·化學（九年級，上冊）.人民教育出版社，第2版.

［2］化學新課程標準.

［3］吳俊明，倪志剛主編.新課程理念下創新教學設計.東北師范大學出版社.

［4］王祖浩主編.中學化學課程評價的反思與探索.東北師范大學出版社.