綜合性、探究型實驗教學模式實踐

歷 晶，齊艷娟，劉亞玲

（長春師范學院化學學院，吉林長春 130032）

《普通高等學校本科教學工作水平評估方案（試行）》對綜合性、設計性實驗進行了定義：“綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，有學生自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗”。本研究中“綜合性、探究型本科化學實驗”就是具有綜合性、探究性、設計性特點的實驗。

1 實驗內(nèi)容的選擇

從內(nèi)容上來說綜合性探究型實驗應涉及綜合性知識。本研究涉及的教法實驗開設于大三下學期，此時學生已經(jīng)基本完成大學期間的專業(yè)課和專業(yè)實驗課程的學習，可以選擇的實驗課題很多。但由于教法實驗更側(cè)重研究中學化學實驗問題，實驗內(nèi)容選擇還必須符合本課程的目標要求。綜合以上兩個方面的要求，本課題選擇了三個典型的綜合性、探究型實驗內(nèi)容：問題探究為主、培養(yǎng)學生探究能力的實驗（酚酞褪色的原因探究）、培養(yǎng)學生實驗設計與實施能力的實驗（果汁抗氧化能力的測定研究）、訓練學生實驗設計方法的實驗（雙氧水制氧氣的最佳實驗條件探究），以教法實驗為載體，探索適合的教學模式。

2 實驗教學模式構(gòu)建過程

綜合型、探究性的化學實驗教學模式注重強調(diào)學生在教師的啟發(fā)引導下，結(jié)合自然科學規(guī)律、探索分析解決問題的方法，從而培養(yǎng)學生良好的思維和求知能力，使學生學會一個完整的科研工作方法，包括查閱文獻、實驗設計，實驗操作，實驗記錄等方面。

2.1 學生情況總結(jié)分析

通過對我院學生實驗學習方式的調(diào)查，我們認識到目前學生的實驗課堂中探究學習、自主學習的味道很淡，多數(shù)實驗課仍然采用傳統(tǒng)的“教師講授——學生實驗——報告書寫”的教學模式，而且教師的講授細致、具體，學生只要按照教師呈現(xiàn)的實驗步驟一步一步操作即可，整個實驗課堂缺少學生積極探索、獨立思考、自我設計、自我評價、自我提高的環(huán)節(jié)。另一個方面，由于學生之前的實驗課中探究、自主學習的機會較少，學生缺少運用這類學習方式的經(jīng)驗和基礎，也要求我們構(gòu)建的探究實驗教學模式不能過于放手，應該給予學生必要的學習支持。

2.2 綜合性探究型實驗的特點分析

為了更清晰地認識綜合性探究型實驗的特點，我們將其與傳統(tǒng)的驗證性實驗進行對比分析。在實驗目的上，傳統(tǒng)的驗證性實驗的目的是在一個已有的設計完整的實驗框架下重新驗證實驗結(jié)果是否與實驗原理匹配，實驗目的是讓操作者通過實驗，鞏固加深并熟悉物質(zhì)固有的性質(zhì)以及現(xiàn)象。而綜合型、探究性的實驗主要是在假設的指引下得到支持或者推翻假設的科學證據(jù)[1]，從而達到驗證假設的目的，使實驗者更加重視獲取對假設有用的實驗信息。

在實驗步驟上，傳統(tǒng)的驗證性實驗往往是根據(jù)已有的實驗步驟，嚴格遵守實驗要求，完成準確的操作，力求達到最好的實驗結(jié)果，以求得到驗證的目的。在實驗操作過程中，操作者可以掌握操作要領和實驗的一些基本技能[2]。然而，綜合型、探究性的實驗步驟在整個實驗中占有重要的地位，它體現(xiàn)了實驗設計者的實驗思路。什么樣的步驟取決于實驗者對探究性實驗目的的理解程度，以及對實驗結(jié)果的猜想的程度。實驗操作者在自己的假設中通過創(chuàng)造性的思維活動設計出實驗步驟，并準確完成實驗，既有對步驟的期望也有對操作精確度的自我要求，目標直指獲得假設的成功。

在對實驗結(jié)果的態(tài)度上，傳統(tǒng)的驗證性實驗的實驗結(jié)果如果嚴格按照實驗要求操作，實驗結(jié)果往往都在預料之中，現(xiàn)象明顯，在實驗者看來并沒有多少新的創(chuàng)意和懸念，結(jié)果導致實驗者的處理態(tài)度草率，分析不當，從而收獲較少。然而，探究性、綜合型的實驗結(jié)果猶如新生兒，再生形象未知，一切像迷一樣值得操作者去探索、猜想[3]。

2.3 實驗教學模式的構(gòu)建

在借鑒了已有研究成果的基礎上，根據(jù)綜合性、探究型實驗的特點和所教學生現(xiàn)有的知識水平和能力水平，構(gòu)建如下課堂教學模式：

3 實驗教學模式運用與實踐

根據(jù)上述構(gòu)建的教學模式，選擇恰當?shù)膶嶒瀮?nèi)容進行實踐教學，并在教學中根據(jù)具體實驗內(nèi)容適當調(diào)整教學模式和教學流程，下面以其中一節(jié)實驗課“酚酞褪色原因探究”為例展示具體的教學過程。

3.1 實驗前的準備階段

本節(jié)實驗課題是酚酞褪色原因的探究，是一個典型的探究性實驗，實驗前讓學生查閱相關資料了解酚酞變色的化學原理等相關知識，并學習實驗條件控制的實驗方法。

3.2 實驗教學過程階段

實驗教學過程中首先向?qū)W生明確本次實驗的實驗目的，包括體會實驗問題的探究與解決過程、了解實驗條件的控制方法以及規(guī)范設計實驗方案，熟練實驗操作。

其次，用實驗創(chuàng)設問題背景。讓學生完成如下實驗并觀察實驗現(xiàn)象：向試管中加入適量的過氧化鈉粉末，加水反應后，滴加酚酞試劑。學生觀察到試管中的溶液先變紅，后褪色。酚酞遇堿性物質(zhì)本應變紅，為深灰褪色呢？這與學生原有的認知結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突，學生很容易產(chǎn)生問題：如何解釋此異?，F(xiàn)象，酚酞褪色的原因是什么？

再次，引導學生進入有序的實驗研究過程：

（1）師生進行問題分析。①酚酞顏色變化的原理；②過氧化鈉與水反應的反應歷程與反應產(chǎn)物分。

（2）引導學生提出實驗假設。在問題分析的基礎上提出問題假設：假設1：過氧化氫的漂白作用使酚酞褪色；假設2：過濃的氫氧化鈉使酚酞褪色；假設3：……

（3）設計實驗方案驗證假設。要求設計的實驗方案包括以下幾方面內(nèi)容：a實驗原理說明，根據(jù)假設設計實驗方案，如果假設1成立，那么……；如果假設2成立，那么……；b實驗藥品；c實驗過程設計，包括實驗步驟、實驗圖、操作說明、預設實驗現(xiàn)象觀察重點等。

（4）實驗探究。按照實驗方案的設計動手操作完成實驗，規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象。

3.3 實驗結(jié)果階段

（1）形成實驗結(jié)論。要求學生匯報實驗結(jié)果，共同探討形成實驗結(jié)論。

（2）完成實驗報告。按照要求，規(guī)范書寫探究實驗報告。

4 結(jié)論

綜合性、探究型實驗教學模式調(diào)動了學生實驗探究的積極性，實驗過程中學生在老師的引導下學生積極思維，熱烈討論，課堂氣氛熱烈。

(1)提高了學生的科學思維能力。探究型實驗要求學生對需要探究的問題運用相關的理論知識，分析實驗原理，制定實驗方案，組織實驗過程討論實驗結(jié)果和撰寫實驗報告，提高了學生的科學思維能力。

(2)培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識。實驗的整個過程都是由學生自己構(gòu)思全程參與，發(fā)揮他們的聰明才智，激發(fā)了學生的創(chuàng)造性。

(3)鍛煉了學生的實驗操作能力。傳統(tǒng)的實驗教學中每個實驗步驟都是已知的，學生只要按部就班做就可以了，而探究性實驗需要按學生自己設計的方案進行，如果一個環(huán)節(jié)的操作出了問題，就會影響實驗結(jié)論的得出。因此，學生對每一步的實驗操作都認真完成，認真觀察每一步的實驗現(xiàn)象，提高了他們的實驗操作能力。

(4)提高了實驗教師的業(yè)務水平。開設探究型實驗項目，涉及多學科的實驗內(nèi)容和實驗技術(shù)，指導探究型實驗的教師首先要具備全面、扎實的理論和實驗技術(shù)知識，同時要求具有隨機應變的教學素質(zhì)，使實驗過程中遇到的問題能及時得到解決?，F(xiàn)承擔實驗課的年青教師較多，開設探究型實驗項目可以提高他們的業(yè)務能力和實驗水平。

[1]蔣小飛.化學教學改革的理想模式—實驗探究教學模式[J].牡丹江教育學院學報，2003(4):34-35.

[2]王林英.高職研究性化學實驗教學模式探究[J].職業(yè)技術(shù)教育，2008(32):28-29.

[3]肖新榮，李珊，何軍，等.建立面向本科生的開放性化學實驗室改革傳統(tǒng)化學實驗教學模式的探討與實踐[J].高教論壇，2005(6):92-93.