開展探究性實驗課 提升課堂教學(xué)效率

葉漫　楊青山　朱方仕

摘要：文章從探究性實驗課、提高課堂教學(xué)效率的“雙向路徑”展開研究，從理論和實踐兩個層面提出了化學(xué)探究性實驗對課堂教學(xué)的益處，并以典型、成功的實驗教學(xué)案例論述了如何將探究性實驗引入到課堂教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：探究性實驗；課堂教學(xué)；過氧化氫；反思

文章編號：1008-0546（2014）05-0066-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.05.025

一、化學(xué)探究性實驗課的教育教學(xué)功能

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中這樣說明實驗在中學(xué)化學(xué)課程中的作用：“以實驗為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一。化學(xué)實驗對全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情景，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀”[1]。因此，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，要搞好化學(xué)教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率，實驗教學(xué)舉足輕重。筆者結(jié)合多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗，構(gòu)建出如圖1化學(xué)探究性實驗課對學(xué)習(xí)化學(xué)內(nèi)容、知識的重要性。

基于圖1中的內(nèi)容，化學(xué)探究性實驗課的教育教學(xué)功能主要包括：能使學(xué)生形成有關(guān)物質(zhì)的概念、化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)概念；幫助學(xué)生鞏固化學(xué)知識發(fā)展學(xué)生觀察能力和思維能力；培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗操作技能的手段；調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性；激發(fā)學(xué)生的認(rèn)識興趣；有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和進(jìn)行科學(xué)研究方法的訓(xùn)練。

二、化學(xué)探究性實驗在課堂教學(xué)中的設(shè)計策略

教師在傳統(tǒng)的實驗課堂設(shè)計和實施中，普遍存在這樣的問題：只注重了驗證實驗的外在表象，沒有深入挖掘?qū)嶒炋骄康膬?nèi)在本質(zhì)，缺乏實驗的“過程性”。因此，教師在實驗課中要轉(zhuǎn)變思路：（1）改變演示實驗為探究性實驗；（2）改變單一的評價方式為多元的評價方式；（3）改變實驗課聚合思維（重視結(jié)果）為發(fā)散思維（重視過程）；（4）改變“講解——接受”的實驗課為“主導(dǎo)——主體相結(jié)合”的重視教師在實驗中的引導(dǎo)和學(xué)生自主地參與實驗的設(shè)計、操作、探究的實驗課。因此傳統(tǒng)的實驗課和探究性實驗課中教師的行為大不相同（表1）。

通過對比數(shù)據(jù)分析，探究性實驗課是以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為目的，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，即以問題或項目作為研究實驗的載體，學(xué)生的知識獲得與能力培養(yǎng)，都是以學(xué)生的自主、能動和創(chuàng)造為主體；強(qiáng)調(diào)學(xué)生在已有的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過有目的、自覺的主動去獲取知識，建構(gòu)自身的經(jīng)驗系統(tǒng)。實驗探究課是開放的，課程不是預(yù)定的、僵硬的，而是生成性和動態(tài)性的；情景也是開放的；而學(xué)習(xí)方式也是靈活多樣的[2]。在探究式實驗課教學(xué)中，既重視發(fā)揮教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位[3]。

在進(jìn)行探究性實驗課的教學(xué)中，要解決以上問題，需要教師作為引導(dǎo)者，積極鼓勵學(xué)生獨立思考和自主探究，以學(xué)生自己分析問題、理論探究、實驗探究、得出結(jié)論為主，并在這個過程中得到鍛煉提高，教師在必要時才給學(xué)生適當(dāng)?shù)膯l(fā)和引導(dǎo)。筆者所在的化學(xué)備課組決定探索適合本校的化學(xué)探究實驗課的新模式。經(jīng)過多年的實踐研究，構(gòu)建出符合山區(qū)學(xué)校化學(xué)實驗課的新思路（如圖2），對實驗課作多層面、多角度的探究。

三、化學(xué)探究性實驗課在課堂教學(xué)中的實踐——H2O2使酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去的原因探究[4-6]

環(huán)節(jié)1：提出問題與思索問題

將H2O2水溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液，紅色褪去。其褪色原因可能有：（1）H2O2是二元酸，消耗了OH-，而使溶液紅色褪去；（2）H2O2具有強(qiáng)氧化性，將酚酞氧化，紅色褪去。

環(huán)節(jié)2：分析問題與設(shè)計方案

（1）若是H2O2的酸性所致，即H2O2的加入僅是消耗了OH-，使溶液的堿性減弱，從而使溶液紅色褪去，則再往褪色后的無色溶液中加入NaOH溶液可再變紅；（2）若是H2O2將變紅的酚酞氧化成無色物質(zhì)，則必須破壞酚酞原有的分子結(jié)構(gòu)，即這種氧化漂白是不可逆的，所以，再往褪色后的無色溶液中加入NaOH溶液，溶液不會再變紅。

通過師生共同分析褪色的原因，根據(jù)教師的引導(dǎo)，學(xué)生設(shè)計一個簡單的實驗方案：向褪色后的溶液中又加入氫氧化鈉溶液，使溶液呈堿性，若溶液又變?yōu)榧t色則假設(shè)（1）成立；若溶液仍為無色則假設(shè)（2）成立。

環(huán)節(jié)3：解決問題與實驗探究

教師提高實驗所需的儀器與藥品，但不是將實驗演示給學(xué)生，而是充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主、合作的完成探究實驗，并根據(jù)自己設(shè)計的實驗步驟得出實驗結(jié)論，教師在整個實驗過程中擔(dān)當(dāng)啟發(fā)者，這個過程是充分體現(xiàn)“主導(dǎo)—主體”的教學(xué)理念，也是探究性實驗課成功與否的關(guān)鍵。

（1） 實驗儀器與藥品

試管、玻璃管、膠頭滴管、10mL量筒；

0.1mol/LNaOH溶液、30%H2O2水溶液、酚酞。

（2）實驗步驟與現(xiàn)象解釋（表2）

環(huán)節(jié)4：引導(dǎo)創(chuàng)新與擴(kuò)展遷移

本環(huán)節(jié)是整個探究性實驗課的升華，是實現(xiàn)“質(zhì)”的飛躍，防止思維的“僵化”。因此，在教學(xué)中要讓學(xué)生的思維在問題解決后繼續(xù)飛翔，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。以探究性實驗課堂的探究實驗為突破口，以圍繞主干知識為核心，突破知識限制。促進(jìn)學(xué)生整體思維品質(zhì)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散、知識遷移能力與批判性的眼光看待實驗結(jié)果。

教師：通過實驗的探究，同學(xué)們排除了是H2O2的酸性所致，那一定是H2O2將變紅的酚酞氧化成無色物質(zhì)嗎？有沒有可能NaOH被中和，同時酚酞被氧化？

學(xué)生：恍然大悟！相互之間開始討論，反思到環(huán)節(jié)1、2問題的討論，反饋到猜想（思考問題的策略），是否合理，如何改正。從中感悟到科學(xué)研究的基本策略和方法，得到科學(xué)思想的熏陶，實現(xiàn)思維的發(fā)散。endprint

……

環(huán)節(jié)5：評價總結(jié)與展示成果

每個小組推選一位代表展示本小組的探究成果，展示成果的形式不拘一格，可以是學(xué)生實驗結(jié)論、實驗報告、建議、實驗反思等，總結(jié)是在小組成果展示基礎(chǔ)上進(jìn)行，先由學(xué)生完成自我總結(jié)與小組總結(jié)，然后由教師組織小組間的總結(jié)匯報活動，學(xué)生可以通過比較其他可能的解釋，來評價自己的探究結(jié)果。在總結(jié)匯報的同時，教師也要組織好評價的實施，教師的評價包括幾個部分，如知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等，而不能只側(cè)重認(rèn)知方面。根據(jù)教學(xué)情景，需要給予反饋評價時，不僅要考慮知識方面的總結(jié)歸納，更要重視合作、探究方法、實驗設(shè)計的方面的評價。

四、探究性實驗課在教學(xué)中的實踐反思

盡管探究性實驗課主要采取“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究，但是它并不忽視教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行探究實驗，讓學(xué)生能夠認(rèn)識與理解知識技能，在此過程中，學(xué)生的主動性、積極性、乃至創(chuàng)造性都能普遍地得到比較充分地發(fā)揮，更有利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展，即有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

探究性實驗課強(qiáng)調(diào)體驗知識獲得的過程，學(xué)生在這個過程中形成自己對化學(xué)知識的理解和認(rèn)識，得到的結(jié)論是動態(tài)演變的過程，而不是僅僅是為了得到靜態(tài)的結(jié)果。同時探究性實驗課的內(nèi)容應(yīng)具有真實性和實踐性，只有真實存在的化學(xué)問題才能充分調(diào)動學(xué)生進(jìn)行探究的欲望，引發(fā)學(xué)生在探究中積極動腦思考、動手實踐。教師要在實驗課中鼓勵學(xué)生從多角度、多方位地思考探究實驗的問題。

探究實驗課已經(jīng)成為當(dāng)代教育的主旋律，只要我們每一位教師處處有心，時時在意，以實驗為載體，充分挖掘創(chuàng)新教育的素材，運用有效的教學(xué)方法和手段，讓學(xué)生盡可能多地參與到化學(xué)教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動接受為主動體驗和探索，就一定能培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的、適應(yīng)時代發(fā)展要求的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）[S].北京：人民教育出版社，2003：33

[2] 王磊.中學(xué)化學(xué)實驗及教學(xué)研究[M].北京：北京師范大學(xué)出版社化學(xué)教學(xué)，2009：174

[3] 楊青山，朱方仕，葉漫.探究式學(xué)習(xí)補(bǔ)償矯正模式在化學(xué)課堂中的應(yīng)用[J].化學(xué)教育，2013，34（2）：36-38

[4] 肖常磊，錢揚義.中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)論[M].北京：化學(xué)化工出版社，2007：60-77

[5] 馬佩強(qiáng)，孟靜.對一道流行習(xí)題的質(zhì)疑和探究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，360（8）：53-54

[6] 牟方濤.過氧化氫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色機(jī)理的實驗探究[J].中學(xué)生化學(xué)，2012，（2）：51-53endprint

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環(huán)節(jié)5：評價總結(jié)與展示成果

每個小組推選一位代表展示本小組的探究成果，展示成果的形式不拘一格，可以是學(xué)生實驗結(jié)論、實驗報告、建議、實驗反思等，總結(jié)是在小組成果展示基礎(chǔ)上進(jìn)行，先由學(xué)生完成自我總結(jié)與小組總結(jié)，然后由教師組織小組間的總結(jié)匯報活動，學(xué)生可以通過比較其他可能的解釋，來評價自己的探究結(jié)果。在總結(jié)匯報的同時，教師也要組織好評價的實施，教師的評價包括幾個部分，如知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等，而不能只側(cè)重認(rèn)知方面。根據(jù)教學(xué)情景，需要給予反饋評價時，不僅要考慮知識方面的總結(jié)歸納，更要重視合作、探究方法、實驗設(shè)計的方面的評價。

四、探究性實驗課在教學(xué)中的實踐反思

盡管探究性實驗課主要采取“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究，但是它并不忽視教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行探究實驗，讓學(xué)生能夠認(rèn)識與理解知識技能，在此過程中，學(xué)生的主動性、積極性、乃至創(chuàng)造性都能普遍地得到比較充分地發(fā)揮，更有利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展，即有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

探究性實驗課強(qiáng)調(diào)體驗知識獲得的過程，學(xué)生在這個過程中形成自己對化學(xué)知識的理解和認(rèn)識，得到的結(jié)論是動態(tài)演變的過程，而不是僅僅是為了得到靜態(tài)的結(jié)果。同時探究性實驗課的內(nèi)容應(yīng)具有真實性和實踐性，只有真實存在的化學(xué)問題才能充分調(diào)動學(xué)生進(jìn)行探究的欲望，引發(fā)學(xué)生在探究中積極動腦思考、動手實踐。教師要在實驗課中鼓勵學(xué)生從多角度、多方位地思考探究實驗的問題。

探究實驗課已經(jīng)成為當(dāng)代教育的主旋律，只要我們每一位教師處處有心，時時在意，以實驗為載體，充分挖掘創(chuàng)新教育的素材，運用有效的教學(xué)方法和手段，讓學(xué)生盡可能多地參與到化學(xué)教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動接受為主動體驗和探索，就一定能培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的、適應(yīng)時代發(fā)展要求的創(chuàng)新型人才。

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[6] 牟方濤.過氧化氫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色機(jī)理的實驗探究[J].中學(xué)生化學(xué)，2012，（2）：51-53endprint

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環(huán)節(jié)5：評價總結(jié)與展示成果

每個小組推選一位代表展示本小組的探究成果，展示成果的形式不拘一格，可以是學(xué)生實驗結(jié)論、實驗報告、建議、實驗反思等，總結(jié)是在小組成果展示基礎(chǔ)上進(jìn)行，先由學(xué)生完成自我總結(jié)與小組總結(jié)，然后由教師組織小組間的總結(jié)匯報活動，學(xué)生可以通過比較其他可能的解釋，來評價自己的探究結(jié)果。在總結(jié)匯報的同時，教師也要組織好評價的實施，教師的評價包括幾個部分，如知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等，而不能只側(cè)重認(rèn)知方面。根據(jù)教學(xué)情景，需要給予反饋評價時，不僅要考慮知識方面的總結(jié)歸納，更要重視合作、探究方法、實驗設(shè)計的方面的評價。

四、探究性實驗課在教學(xué)中的實踐反思

盡管探究性實驗課主要采取“自主、探究、合作”的學(xué)習(xí)方式，在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主探究，但是它并不忽視教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)作用，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行探究實驗，讓學(xué)生能夠認(rèn)識與理解知識技能，在此過程中，學(xué)生的主動性、積極性、乃至創(chuàng)造性都能普遍地得到比較充分地發(fā)揮，更有利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展，即有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

探究性實驗課強(qiáng)調(diào)體驗知識獲得的過程，學(xué)生在這個過程中形成自己對化學(xué)知識的理解和認(rèn)識，得到的結(jié)論是動態(tài)演變的過程，而不是僅僅是為了得到靜態(tài)的結(jié)果。同時探究性實驗課的內(nèi)容應(yīng)具有真實性和實踐性，只有真實存在的化學(xué)問題才能充分調(diào)動學(xué)生進(jìn)行探究的欲望，引發(fā)學(xué)生在探究中積極動腦思考、動手實踐。教師要在實驗課中鼓勵學(xué)生從多角度、多方位地思考探究實驗的問題。

探究實驗課已經(jīng)成為當(dāng)代教育的主旋律，只要我們每一位教師處處有心，時時在意，以實驗為載體，充分挖掘創(chuàng)新教育的素材，運用有效的教學(xué)方法和手段，讓學(xué)生盡可能多地參與到化學(xué)教學(xué)過程中，使學(xué)生變被動接受為主動體驗和探索，就一定能培養(yǎng)出具備創(chuàng)新能力的、適應(yīng)時代發(fā)展要求的創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)

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[6] 牟方濤.過氧化氫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色機(jī)理的實驗探究[J].中學(xué)生化學(xué)，2012，（2）：51-53endprint