新課程下“實驗—探究”教學模式的設計和運用

摘要:化學實驗在學科素質教育中具有不可替代的獨特功能，是引導探究式教學取得成功不可或缺的“催化劑”。“實驗—探究”已成為中學化學諸多教學模式中最具有強烈時代感和旺盛生命力的一種教學模式，它充分體現了教師的“導”完全為了學生的“學”服務這一理念，是提高化學教學質量和學生科學素養的重要手段。本文就“實驗—探究”教學模式的設計與運用進行初步的探討。

關鍵詞:實驗教學;實驗探究;教學模式;教學設計;教學情境

文章編號:1008-0546(2010)01-0039-02中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.01.015

中學化學實驗教學是培養學生科學素質的一塊沃土，我國著名的化學家戴安邦先生就曾經精僻地說過:“化學實驗課是實施全面化學素質教育的最有效的教學形式”，而將“實驗”與“探究”聯系在一起，構成一種教學模式則是從素質教育的高度，對實驗教學功能的再認識，再開發。在中學化學的眾多教學模式中，“實驗—探究”的教學模式成為諸多模式中最具優勢最有典型意義的教學模式，它概攬性強，應用廣泛，體現素質教育的理念，強烈的時代感使它具有最長久的生命力。

一、“實驗—探究”教學模式的目標

“實驗—探究”教學模式目標的建立是基于對化學教學中素質教育的目標和化學實驗教學功能的理解，從科學素質的高度出發，“實驗—探究”教學至少應具備下面的四個功能:

1.激發興趣的功能。實驗由于其鮮明的形象性很容易吸引學生注意而形成興趣，現實教學中有些實驗的原理超過了學生的知識水平，但它能讓學生對科學產生興趣，能引起學生對生活中蘊含的科學原理產生關注，這樣的教學也是成功的。有些教師在高一氧化還原的教學中用學生雖然暫時還不能理解其反應原理，然而現象奇特的“化學振蕩”例如化學時鐘、藍瓶子實驗等創設教學情景，激發學習興趣，收到很好的效果。

2.獲取知識的功能。無論探索性還是驗證性的實驗，都可以使學生對所學的化學原理和化學事實有深刻的理解和記憶，而化學實驗的知識技能本身就是中學化學教學中重要內容。現在，廣大教師在教學中已創造出許多很好的教學設計，例如:新授課中的邊講邊實驗、實驗引入組織復習等，這對少數人仍迷信背化學，迷信題海戰術，認為“多背多練多得分”的觀念，是一種沖擊。

3.啟迪思維的功能。實驗教學中的啟迪功能很多時候容易被其獲知功能掩蓋，若對實驗的啟思功能開發不夠，只著重其知識價值，就會陷入重做輕思的誤區。但是，實驗不光是“做”還要“想”的，技能訓練僅是較低層次的實驗能力，實驗的設計和實驗的分析這種較高層次的實驗能力的培養不能留到高三綜合題訓練時去進行，它應該貫串在每一個教學實驗中。比如設計高一化學中稀硝酸與銅片反應的實驗，在讓學生在向稀酸中加銅片前，先加放少量的碳酸鈉粉末，這種似乎“不合常理”的小小改動，卻一下子激發了學生的思維，“逼”著學生去思考為什么。為什么要加Na₂CO₃(為了排走試管內空氣)?為什么要排空氣(NO易與氧化合)?為什么CO₂能排空氣(CO₂比空氣重)?這樣一來，大大增加了其思維容量，實驗啟迪思維的功能也就充分體現了。充分重視實驗教學中的各種思維活動，應該成為學科素質教學命題下實驗教學改革的方向。

4.培育品德的功能?；瘜W實驗中可以培養學生嚴謹細致的科學作風、實事求是的科學態度、探索求真的科學品德，這些都潛移默化地影響著學生科學素質的育成。要培養學生強烈的環境意識，讓學生養成愛護環境的良好習慣，教師需要付出大量的心血，光是課堂上同步的學生實驗，就要作大量別具匠心的改進:銅與濃硝酸的反應，將銅片改為銅線，以便一觀察到現象即抽走銅線停止實驗，防止NO₂逸出污染環境;H₂S、SO₂等有毒氣體的實驗，改用它們的水溶液并放在注射筒中少量取用……正是實驗中這種環境意識的滲透，培養了學生良好的實驗習慣，這是實驗教學中育德功能的體現和開發。

二、“實驗—探究”教學模式運用的支持條件

主要的支持條件有四個:

1.教師教學觀念的轉變，素質教育的質量觀，以生為本的師生觀，以及教師本人的科學思想素養，都是很重要的。

2.教師要有較為嫻熟的課堂教學技能，包括提問的技能、組織討論的技能、指導實驗的技能，尤其是組織教學駕馭課堂的技能。

3.民主和諧的師生關系，愉悅的課堂氣氛，也是“實驗—探究”模式能否順利實施必不可少的。

4.硬件設備也是支持條件之一，例如化學實驗室的數量，實驗室的儀器、藥品、設備和實驗員的配合等。

三、“實驗—探究”教學模式中教學情境的創設

“實驗—探究”教學模式運用一個重要的條件是要有一個成功的實驗問題情境的創設。在“實驗—探究”教學模式中創設問題情境，能使學生認知的動力系統和智力系統處于高度的興奮狀態，使學生的認知活動和意向活動都全身心參與投入，這當然有利于學生良好心理素質和智力水平的健康發展。

利用化學實驗創設教學情境時，要遵循以下原則:

首先，教學情境的產生只能靠誘發強化，命令和強迫無法產生良好的教學情境。教學情境是智力因素與非智力因素高度調動的產物，情由境發，境至情生，只有當學生對教師的誘導產生心理共振并且相互影響而形成共同的強烈的集體心向時，這種教學現象才能水到渠成。

其次，利用創設情境時所提出的問題都要與學生群體原有的認知水平有一個適當較大的落差，問題情境才有可能出現。在認識過程中，非平衡是認知發展的必要條件。因此，為了創設情境，適當地暴露、產生、激化學生認知結構上的矛盾是必要的，當然，這種矛盾的激化要適度。

第三，要有盡可能多的學生參與，并且有較充分的學生活動(思考、討論、實驗、練習等)時間，創設的教學情境才容易產生效益。教學中要充分運用教材的演示實驗和學生實驗設置情境。

四、“實驗—探究”教學模式在化學課堂教學中運用的操作程序

傳統的實驗教學基本模式是:“講解—實驗—講解”，也就是按“講—做—講”的程序去組織教學的。第一個環節的“講”是教材中的化學知識，例如某種物質的性質、某個化學原理的內容等，第二個環節的實驗不管是教師演示還是學生操作，目的都是驗證剛才“講”的結論，第三個環節還是“講”，即實驗后的小結，如結合考試的要求講操作要點，講實驗現象，講實驗所驗證的結論等。結論在實驗前，是這種實驗教學模式在操作程序上的最顯著特征，顯然，這是一種以獲取知識為主要目標的接受式學習的實驗教學模式。

“實驗—探究”教學模式的基本教學程序則可表達為:“問題—實驗—討論”，即按“問—做—議”的程序去組織教學。 在問題與實驗兩個環節之間往往還增加一個附屬環節“實驗設計”，即用怎樣的實驗去解決問題的思考。結論在實驗之后，是這種模式與傳統實驗教學模式在外在形態(教學程序)上的突出區別，更本質的區別在于內涵。在“實驗—探究”模式中，“實驗”是手段，“探究”才是模式的核心，顯然，這種對實驗教學功能全面開發的教學模式，是一種以學生發展為目標的，探索性、發現性學習的實驗教學模式。

[課例]離子方程式的引入

[問]從學過的化學知識中，我們知道NaOH和HCl會發生反應，又知道在溶液中NaOH和HCl都以離子形式存在，那么，當它們相互反應時，實際上真正發生反應的是什么微觀粒子?(提出探究的方向)設計怎樣的實驗探究這個問題?

[答]用實驗證明反應后有些粒子“沒有”了，有些粒子依然存在。

[問]設計三個實驗，證明:①這個反應確實發生了;②反應后溶液中仍然有帶電的粒子;③溶液中的粒子是什么?

[討論并實驗] 學生分組設計并完成實驗。用酚酞試液證明問題①;用導電性裝置證明問題②;用AgNO₃和HNO₃解決問題③。

[討論] 滴有酚酞的NaOH溶液在加入鹽酸后紅色消失，因為酚酞可以指示OH-的存在，所以說明反應確實發生了，并且OH-參加了反應;中和后的溶液仍能導電，說明有些離子在反應前和反應后都存在，經檢驗，其中有Cl-，可見NaOH和HCl兩種溶液的中和，實際上只是H+和OH-結合生成了水。

[講]方程式中只將實際變化了的H+、OH-和生成的H₂O表示出來就可以了，像這樣的方程式就叫離子方程式。

可以看出，“實驗—探究”教學模式，對培養學生的探究思維，育成科學素質，是極為有利的。以上討論了 “實驗—探究”教學模式的設計和運用，化學教學中課型和教學模式還有許多，對各種課型和教學模式進行廣泛和深入的研究，將使我們提高課堂教學效率，優化教學過程的努力更理性更有成效。

參考文獻

[1]劉良. 優化實驗教學，培養探究能力[J].中學化學教學參考， 2007(7)

[2]吳星. 化學新課程中的科學探究[M].北京:高等教育出版社，2006