淺析高中化學探究性實驗設計的實踐與方法

摘 要：在新課程改革的背景下，結合高中化學實驗教學的實踐與探索，從探究性實驗設計的基本原則入手，分析總結了如何結合教材設計探究性實驗的基本方法。

關鍵詞：探究性；實驗；設計；實踐；基本方法

新課程要求提高學生分析和解決問題的能力，化學探究性實驗是很有效的一項措施。化學探究性實驗能通過觀察、思考和分析提高學生仔細觀察、邏輯推理和創新思維的能力，符合人類學習和認知的規律。下面以自己在教學實踐中總結出來的經驗，談談對化學探究性實驗設計的幾點建議。

一、化學探究性實驗設計的基本原則

不依規矩，無以成方圓。探究性實驗也不是天馬行空的想象，它要遵循一定的原則。在設計探究性實驗時主要遵循以下原則：（1）目的性原則。（2）科學性原則。（3）創新性原則。（4）啟發性原則（5）簡約性原則。（6）安全性原則。（7）趣味性原則。（8）可行性原則。以上各原則是滲透在整個探究性實驗設計過程中的，我們可以在設計的時候不斷地修正，使我們的設計方案達到最佳效果。

二、化學探究性實驗設計的基本方法

探究性實驗的基本內容是：課題、假設、設計實驗、預期、完成實驗、觀察并記錄結果、分析結果、得出結論。針對這些內容，在教學實踐中，我們進行了探索，總結了一些基本的方法。

（一）認真研讀教材，充分挖掘探究性實驗課題

我們的教材是化學知識的集合體，多數教材中的實驗是驗證性的實驗，這對培養學生的探究能力就比較不利，因此，需要教師進行研究改進，把能夠改成探究性的實驗進行改進，或者自己設計新的探究性的實驗進行教學，從而提高學生的探究能力。

《化學反應原理》是高中化學階段的重難點內容，抽象且枯燥，實驗多為驗證性的實驗。因此，《化學反應原理》中的實驗就需要教師進行改進，力求充分利用好化學實驗，使學生參與進來，用探究性的實驗幫助學生加深理論知識的理解。例如，魯科版《化學反應原理》第三章第四節講解酸堿中和滴定實驗的時候，書本上是直接給出反應原理和實驗步驟。雖然是定量實驗，我們也可以增加其探究性，可以先給出測定NaOH溶液濃度的多種方案，如用滴定管實驗、燒杯實驗、試管實驗，然后讓學生討論各種方案的準確性、可行性、最終確定實驗方案。

（二）積極總結經驗，建立一套探究性實驗設計的“套路”

進行探究性實驗的設計不是說什么都要從頭開始，什么都要從四面八方思考，這樣的話效率很低，而且可能會偏離教材的主題。我們在教學實踐中既要懂得思考、探究、創新，也要懂得積累經驗，優秀的經驗會讓我們事半功倍。經過一輪高中教學實踐，我們總結了一些常用的“套路”。

1.加強對實驗儀器的探究設計

把基本實驗儀器進行組裝、改進、優化，這是培養學生思維和動手能力的重要方法。比如，講解啟普發生器時，先讓學生思考討論原理，并總結其優缺點，等學生掌握理解后，就可以開始讓學生探究：如何用實驗室的其他儀器組裝成類似啟普發生器原理的裝置？教師可以先給出一些基本儀器，然后讓學生組裝。

讓學生進行實驗裝置的設計是探究性實驗設計的重點內容，教師應設計更多的這種類型的探究性實驗，讓學生不斷嘗試，以提高運用的能力。

2.豐富對實驗原理的探究設計

對實驗原理的探究很多樣化，為了豐富學生的思維，提高運用和創新能力，教師應該進一步豐富對實驗原理的探究設計。例如，魯科版高中化學選修《化學反應原理》第二章第3節中，在探究濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響時，書本的確是設計了探究性的實驗，但是書上的探究實驗都是針對一個因素的單獨對比探究，然后分別進行分析討論，得出獨立的結論，這就為學生減輕了探究的難度。如果我們能夠在該實驗探究完后，將三個因素綜合起來，設計新的內容讓學生進一步探究，那就可以大大提高學生綜合運用的能力。

3.重視對實驗異常現象的探究設計

對于化學實驗，經常因為藥品不純，反應條件的不同而出現不同的實驗現象。當出現這種狀況時，要及時啟發學生進行思考，并找出原因，還可以讓學生思考是否有改進的方法，從而提高思考能力和創新能力。比如，魯科版高中化學選修《化學反應原理》第一章第3節，做銅鋅原電池演示實驗時，以鋅和銅為電極，稀硫酸為電解液進行實驗，理想的現象是銅電極表面有氣泡產生，而鋅電極沒有。但是實際演示會遇到的情況是：兩電極都有氣泡產生，甚至有的出現鋅極產生的氣泡遠多于銅極。這時就要引導學生思考：為什么鋅極也有氣泡產生？進而分析出是因為鋅中含有碳等雜質，鋅本身和雜質形成許多微小的原電池，所以有氣泡冒出，從而加深對原電池原理的認識，也增強學生積極思考的意識。

4.擴展對生活應用實驗的探究設計

新課程改革要求：加強課程內容與學生生活以及現代社會和科技發展的聯系，關注學生的學習興趣和經驗，精選終身學習必備的基礎知識和技能。如果我們能很好地引導學生將實驗與生產生活聯系起來，一方面，可以使學生感到化學就在身邊，從而提高學習化學的興趣；另一方面，可以使學生清楚所學的知識能用來做什么和怎么做，從而對化學的本質和價值有一個正確的認識，體現高中化學探究性實驗的時代性。比如，魯科版高中化學選修《化學反應原理》第一章第3節中探究原電池反應原理時，可以在講完原電池的組成條件后，讓學生用家里面的材料自己組一個原電池，讓學生動腦、動手，提高理論運用于生活的探究能力，激發學習的興趣。

5.增添學生自主設計實驗方案的探究設計

新課程中強調學生在學習當中的主體地位，而教師是學習的促進者，如果將學生置于學習的被動地位，必然降低學習效率。因此，讓學生自主設計實驗方案是現在很流行的教學方法和考查學生能力的方法。廈門市的質檢就經常出現讓學生設計實驗方案設計的題目，例如，2013～2014學年（下）高二質量檢測化學試卷19題（7）：將滴有KSCN的莫爾鹽溶液暴露在空氣中，放置一段時間后，溶液會逐漸變紅。請設計簡單的實驗證明莫爾鹽溶液比硫酸亞鐵鹽抗氧化能力強。像這樣設計探究性實驗，有利于學生思維的發展，知識的遷移應用。在教學實踐中，我們也可以經常設計出一定的課題，讓學生自主設計實驗方案，提高其綜合素質。

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作者簡介：陳鑾，女，1981年10月出生，大學本科，就職于福建省廈門市第二外國語學校，研究方向：高中化學探究性實驗教學。