利用科學實驗培養學生的探究能力

科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目的，創造性地運用科學知識和實驗手段，有計劃地實施探究性實踐活動的過程。結合科學實驗的特點，在新課程教學中培養學生的探究意識、探究能力及促進探究實踐，從而實現學生學習方式由被動接受向主動探究的轉變。

一、興趣小實驗激發探究欲望

孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣是學生學習的良師益友，是影響學習積極性的最直接因素。而興趣的培養要靠教師的正確引導和激發。

小實驗同常規實驗相比，具有取材簡單、操作簡單、省時省力、現象明顯的特點。教師要善于把握和挖掘問題的趣味性，利用小實驗會產生許多新奇有趣的現象的特點，引發學生強烈的興趣。如鎂帶在空氣中燃燒發出耀眼的白光；無色的氫氧化鈉溶液中滴入無色酚酞試液，溶液呈現紅色。這些現象變化強烈明顯，易引起學生的興趣。又如，盛滿水的杯子蓋上紙片倒立不會掉下來；真空掛衣鉤吸在教室的玻璃上；將雞蛋放入盛食醋的杯子中等小實驗，當學生觀察這些小實驗時，會認為科學實驗不僅有趣，而且神秘。在這些簡而易的實驗探究過程中既使學生掌握了基本的科學知識，又激發了學生探究科學的內在需求和欲望。

二、演示實驗培養探究意識和能力

問題與疑問是探究的起點。問題引發學生的探究意識。演示實驗具有形象、生動、直觀的特點，是創設問題情境的最好方法之一，是培養學生探究意識的重要途徑。演示實驗過程中，教師要通過各種途徑創設問題情境，設下疑問。教師設計一系列實驗，由淺入深、由表及里，循循善誘，適時點撥，使學生具體、全面、深入地認識物質及其變化的內在規律，從而培養學生自主探究問題的意識。

如，在講“金屬活動性順序中前面的金屬能把后面的金屬從它的鹽溶液里置換出來”時，教師設下疑問：是否所有金屬都符合這一規律？學生猶豫，不能正面回答，這時教師便補充鈉與硫酸銅溶液的反應實驗。實驗前先讓學生按一般規律設想，說出實驗現象。很快有的學生就說：“鈉表面會覆蓋一層銅。”接著教師開始演示，并要求學生認真觀察鈉的變化、溶液顏色的變化。實驗結果表明：鈉漂浮在硫酸銅溶液表面，迅速旋轉產生火球并消失，溶液中出現藍色沉淀。這精彩的現象推翻了學生的猜想。“為什么會出現以上現象呢？你從中發現了鈉的哪些性質？”這一個個的疑問激發了學生的探究意識。經討論和教師引導，學生對金屬鈉有了初步了解。再通過教師解釋，寫出鈉與水反應的化學方程式和氫氧化鈉與硫酸銅反應的化學方程式，學生便明確了實驗現象產生的原因和鹽溶液與金屬的反應規律中應除去“K、Ca、Na”三種活潑金屬。像這樣生動的實驗探究，不斷地設置疑問，不斷地深入探究，使學生思維變得活躍，學生的探究意識得到了培養。

教師在課堂教學中作為引導者和引領者，不僅要培養學生的探究意識，更要注重學生探究能力的培養，為學生探究能力的發展打好基礎。課堂演示實驗教學要注重實驗設計能力的培養，在教學過程中展示實驗的設計思想，培養學生的探究能力。

圖1

如，在做“對物體做功，物體熱能增大”的實驗時，課本上是用空氣壓縮引火器。在教學中可改變教材上一舉成功的做法，而是在實驗時，筒內先不放易燃物，壓縮空氣，要求學生仔細觀察空氣內能是否增加。這時學生會感到困惑，空氣內能增加怎能看得見？此時自然引出一個實驗設計的問題情境，怎樣變“不可見”為“可見”。教師引導：筒內放一點易燃品。此時，學生主動提出：“放一點白磷或汽油。”還有一位學生說：“放一根火柴。”教師要表揚學生的大膽設想，并讓學生上臺演示。再探究：瓶子用布摩擦后能否使瓶內氣體熱能增大？如何設計把“不可見”變“可見”？引導學生設計出所示裝置（如圖1）：通過細玻璃管中一段液柱上升變化來顯示氣體變熱膨脹，從而說明熱能增大。由于學生主動參與實驗設計，目的明確，學生無論是對實驗所揭示的結論還是實驗設計思想均能產生深刻的理解和認識。這樣既培養了學生的探究意識，更培養了學生的探究能力。

三、學生實驗發展探究能力

學生實驗，按照傳統的教學方法，一般是教師先演示一遍后，學生再分組做實驗；或者是教師一邊講解，學生一邊實驗。學生對所用的實驗器材是在“依樣畫葫”，限制和扼殺了學生探究能力的發展。學生實驗與興趣小實驗、演示實驗相比，具有自主性、開放性、實踐性、探究性的重要特點，是學生探究能力發展的重要途徑。在學生實驗中，教師要創設不同的探究問題，讓學生自主探究，發揮學生的主體性。

如二氧化碳制取實驗，教師可提出一系列問題引領整個實驗過程：

1.原料的選取：（1）碳酸鈉與稀鹽酸（或稀硫酸）；（2）石灰石與稀硫酸反應；（3）石灰石與稀鹽酸反應。

2.怎樣確定制取氣體的裝置？為什么可以用這樣的裝置制取二氧化碳？

3.能否設計出別的制取二氧化碳氣體的裝置？

4.裝置中的長頸漏斗能否用普通漏斗代替？

5.長頸漏斗為什么要插入液面？

6.錐形瓶可否用別的儀器代替？

7.能否用濃鹽酸或稀硫酸代替稀鹽酸來制取二氧化碳？為什么？

8.根據二氧化碳的性質，可以采用什么方法收集二氧化碳？

9.如何檢驗二氧化碳是否收滿？

10.如何檢驗生成的氣體是二氧化碳？

實驗活動全過程，學生個個躍躍欲試，仔細觀察，認真記錄，充分體現了學生實驗活動的自主性。在教師的引導下還創造性地設計出了兩個裝置（如圖2、圖3所示）。

正如教育家所說的：“凡是兒童能夠自己做的，應該讓他們自己做，凡是兒童能夠自己想的，應該讓他們自己去想。”學生自己探究的樂趣是任何外來的獎勵無法比擬的。諸如此類進行學生實驗教學就能提高和發展學生的探究能力。

四、課外實驗促進探究實踐 

課外實驗有很強的趣味性，十分貼近學生的生活，且與學生已學知識相連，又符合初中學生好奇、好動、好學的心理特征。在課外實驗教學中，可采取兩種主要活動形式：第二課堂實驗和家庭小實驗。

第二課堂實驗內容豐富，可以是一些小的探究實驗、小制作、小發明等。例如潛望鏡的制作，可用三個長方體酒瓶盒子、二面平面鏡及膠布等為材料。這樣的制作簡單方便，又美觀大方。又如，用銅絲代替氧化銅粉末，改進“氫氣還原氧化銅”實驗。改進后實驗速度快，現象明顯，銅絲還可重復使用。積極鼓勵并指導學生做一些材料易得，操作簡便，又聯系實際的家庭小實驗，讓他們去親身體會科學的無窮魄力。如用筷子、螺絲、細線、煙盒、螺母（當砝碼）等自制天平，用針筒估測大氣壓的大小等。

這些課外實驗為學生自主性的探究發揮了廣闊的空間，充分體現了探究的開放性，使學生感到科學就在自己身邊，提高了學生學習科學的興趣，促進了學生探究實踐的能力。

總之，在新課程教學中，科學實驗以它特有的魅力為學生形成探究性學習方式，為培養學生探究問題的能力提供了條件。我們應該充分利用科學實驗，在教學中不斷地實踐，讓學生掌握科學的學習方法，提升學生的科學探究能力，使學生形成終身學習的意識和能力。

(責任編輯 羅 艷）