改革化學(xué)實驗，提高學(xué)生的探究能力

　　摘要： 在化學(xué)教學(xué)中，為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，一要將驗證性實驗改為探索性實驗，讓學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)；二要增加化學(xué)實驗的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；三要加強實驗教學(xué)，靈活變通各種實驗。
　　關(guān)鍵詞： 化學(xué)實驗 改革教法 培養(yǎng)探究能力
　　實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)，化學(xué)并不只是傳授給學(xué)生一些初步的化學(xué)概念和規(guī)律，而是通過一系列的教學(xué)手段來提高學(xué)生的知識水平與研究能力，其中化學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰Α⒆詫W(xué)能力具有極其重要的作用。科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，是人們獲取科學(xué)知識、認(rèn)知客觀世界的重要途徑，使人們意識到提出問題和作出猜想對科學(xué)探究的重要性，明確猜想必須用事實來驗證。我就怎樣通過改革化學(xué)實驗來培養(yǎng)學(xué)生的探究能力談?wù)勛约旱囊娊狻?br/>　　一、將驗證性實驗改為探索性實驗，讓學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)。
　　一般情況下，學(xué)生的實驗課是在講完新課之后才進(jìn)行的，而且絕大多數(shù)是讓學(xué)生重復(fù)老師課堂上講過的、課本上的實驗。但是從教學(xué)效果來看，這樣的驗證性實驗只是起到鞏固書本知識和訓(xùn)練操作技能的作用，學(xué)生只是單純地接受老師和課本上的大量權(quán)威性事實和結(jié)論，而對這些實驗事實和結(jié)論的產(chǎn)生原因與發(fā)展過程并不清楚。相對于驗證性實驗，探索性實驗具有以下明顯的優(yōu)點。（一）實驗前學(xué)生不明確實驗的現(xiàn)象和結(jié)果，因此必須細(xì)心地進(jìn)行操作，仔細(xì)地觀察，認(rèn)真地記錄。因為一旦出現(xiàn)差錯，就不能獲得正確的結(jié)論。激勵他們養(yǎng)成對實驗認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。（二）探究性試驗有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在化學(xué)實驗中，實驗現(xiàn)象總是通過多方面表現(xiàn)的，而這些現(xiàn)象恰恰是人們認(rèn)識事物變化的關(guān)鍵。探索性實驗不僅要求有一定的操作能力、觀察能力，還要求把觀察實驗的過程和抽象思維的過程結(jié)合起來。例如，在進(jìn)行二氧化碳的實驗室制法一課時，我準(zhǔn)備了如下幾組實驗進(jìn)行對比：（一）碳酸鈉與稀鹽酸；（二）純碳酸鈣粉末與稀鹽酸；（三）石灰石與稀鹽酸；（四）石灰石與濃鹽酸；（五）石灰石與稀硫酸。讓五組學(xué)生到前面來依次分別做這五個實驗，然后讓同學(xué)們根據(jù)反應(yīng)情況相互討論：在實驗室條件下制取二氧化碳選用哪組實驗最合適？為什么？經(jīng)討論，學(xué)生有如下的發(fā)現(xiàn)：對于碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)，鹽酸太多，反應(yīng)太劇烈，不利于控制反應(yīng)速率；鹽酸太少，會生成NaHCO3，沒有二氧化碳。對于純碳酸鈣粉末與稀鹽酸反應(yīng)，由于粉末和鹽酸的接觸面積太大，反應(yīng)太快，而且產(chǎn)生的泡沫容易隨氣體噴出，不利于做性質(zhì)實驗和收集氣體。石灰石是塊狀固體，接觸面積小，另外含有雜質(zhì)，也會使反應(yīng)速度適中，容易控制和收集氣體。濃鹽酸有揮發(fā)性，會使收集的二氧化碳中混有氯化氫。而硫酸與石灰石會生成微溶物，使反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行。最后同學(xué)們得出了共同的結(jié)論：實驗室應(yīng)用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳是最佳的方案。學(xué)生不僅牢固地掌握了二氧化碳的實驗室制法，明確了這樣做的原因，而且學(xué)會了優(yōu)化實驗和對比實驗的方法與技巧。
　　二、增加化學(xué)實驗的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　靈活改動化學(xué)實驗，可以激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。由于應(yīng)試教育的影響殘留，很多中學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高，有些學(xué)生甚至討厭學(xué)習(xí)化學(xué)。因此，如何增加化學(xué)實驗的趣味性，讓學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)化學(xué)，成了老師和教育者們開始關(guān)注和研究的一個新問題。“趣味實驗”是全新的化學(xué)實驗形式，極大地增加了化學(xué)實驗的趣味性。“鋁器表面刻字”、“粉筆炸彈”、“火山爆發(fā)”、“盛夏雪景”、“神蠟自燃”、“紙炮”、“燒不壞的手帕”、“冰川上的火焰”、“滴水著火”、“火炭跳躍”、“寒來暑往”、“神奇的煙灰”、“神壺”、“寶瓶”、“化學(xué)酒店”、“白花變成彩色花”、“一杯幾色”、“密寫墨水”、“動物旅行”、“火龍寫字”、“水面鞭炮”、“水中火花”、“可樂變雪碧”、“燃燒出的文字或圖案”等都在有趣的實驗現(xiàn)象后讓同學(xué)明白了很多化學(xué)知識，可謂一舉兩得。
　　三、加強實驗教學(xué)，靈活變通各種實驗。
　　在平時的教學(xué)時，我們可以根據(jù)自己知識的積累，將一些原有的實驗進(jìn)行靈活的變通，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)情境，以培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的探究性思維。例如：在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量守恒定律時，可以通過變通實驗來提高學(xué)生的科學(xué)探究思維。具體過程如下。
　　首先，提出問題：在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間發(fā)生化學(xué)變化生成新的物質(zhì)。那么，反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量之和會不會發(fā)生改變？
　　其次，提出假設(shè)：學(xué)生要根據(jù)已有的化學(xué)知識和平時積累的經(jīng)驗，對該問題提出多種可能的結(jié)果。結(jié)果有三種：①質(zhì)量減少；②質(zhì)量增加；③質(zhì)量不變。
　　再次，確定思考途徑。
　　途徑一：回憶已有知識：在化學(xué)變化中，元素和原子的種類不變，數(shù)目不變，原子的質(zhì)量不變。
　　途徑二：通過實驗來驗證，根據(jù)提出假設(shè)的依據(jù)和已有的知識設(shè)計一套可行的實驗方案，分組實施實驗，觀測并記錄結(jié)果。
　　接著，整理實驗數(shù)據(jù)。
　　實驗一：取一截蠟燭固定在一塊玻璃板，將玻璃板和蠟燭一起放在托盤天平上，調(diào)節(jié)砝碼，使天平達(dá)到平衡；點燃蠟燭，觀察天平的平衡情況。
　　實驗二：在燒杯中加入30mL稀硫酸銅溶液，取一根潔凈的鐵釘，將盛有硫酸銅溶液的燒杯和鐵釘一起放在托盤天平上稱量，記錄所稱的總質(zhì)量W1。然后將鐵釘浸到硫酸銅溶液中，觀察實驗現(xiàn)象，并將盛有鐵釘和硫酸銅溶液的燒杯放在托盤天平上稱量，記錄所稱的質(zhì)量W2，比較反應(yīng)前后質(zhì)量的變化。
　　最后，根據(jù)以上實驗的結(jié)果，分析總結(jié)之后，產(chǎn)生如下的思考：
　　蠟燭燃燒后質(zhì)量減少，是由于生成的氣體沒有被稱量所造成的。
　　研究蠟燭燃燒反應(yīng)的質(zhì)量變化，應(yīng)將參加反應(yīng)的氧氣和生成的二氧化碳、水一起稱量。
　　如果把蠟燭放在一個集氣瓶中點燃，塞上塞子再稱，質(zhì)量可能就不變了。
　　鐵與硫酸銅的反應(yīng)質(zhì)量不變，因為反應(yīng)中既沒有氣體參加反應(yīng)，又沒有氣體生成。
　　在密閉容器中進(jìn)行實驗，反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量肯定不會發(fā)生變化。
　　……
　　通過學(xué)生的討論和分析，我重新設(shè)計了這些實驗，取得了可觀的成果。通過科學(xué)探究，學(xué)生們得出了“化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和保持不變”的結(jié)論。可見，通過化學(xué)實驗的探究并得出結(jié)論，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維有極強的促進(jìn)作用。
　　實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力是新課程改革的重要方面，只有靈活地對實驗進(jìn)行改革，才能有所突破、有所創(chuàng)新，使研究性化學(xué)實驗與探究性思維相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生們的科學(xué)探究能