實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

洛桑 李偉 周勇

［摘要］化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，為更好地掌握該課程的內(nèi)容，通過(guò)開(kāi)設(shè)探索性實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)知識(shí)的興趣點(diǎn)，調(diào)動(dòng)自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。分析化學(xué)作為實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，它的實(shí)驗(yàn)部分占有很大的比重，為達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，從根本上改變?cè)械囊越處熢谡n堂只灌輸書(shū)本內(nèi)容，學(xué)生機(jī)械性地接受知識(shí)為中心的教學(xué)模式。在該課程開(kāi)設(shè)的過(guò)程中，提倡以問(wèn)題為中心，探討為核心的研究性學(xué)習(xí)，結(jié)合化學(xué)學(xué)科自身特點(diǎn)，充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)展課堂“探究性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)活動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)思維，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神、創(chuàng)新能力。幾年來(lái)我們?cè)谔骄啃詫?shí)驗(yàn)教學(xué)方面作了一些探討，取得了初步成果，有了一些粗淺體會(huì)。

［關(guān)鍵詞］探究性實(shí)驗(yàn)理解實(shí)施效果主要特點(diǎn)

［中圖分類號(hào)］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）10-0039-03一、探究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在含義

1.從本質(zhì)上講探究研究對(duì)象的未知性是探究性實(shí)驗(yàn)的涵義，該方法著重探討它具有的組成、屬性以及變化特征，與其他相關(guān)聯(lián)對(duì)象的一種實(shí)驗(yàn)。跟驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，其特征是在課程設(shè)計(jì)時(shí)，一般在實(shí)驗(yàn)階段教師依據(jù)學(xué)生的課程內(nèi)容實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⑻岢鼍唧w要求，用人為的因素去干擾或擾動(dòng)研究對(duì)象，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?dòng)手操作完成，從中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象和結(jié)果，總結(jié)出其規(guī)律性認(rèn)識(shí)的實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谂囵B(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究能力，使學(xué)生受到較系統(tǒng)的、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練。在實(shí)施探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，首先，要求教師把握正確的設(shè)計(jì)指導(dǎo)理念，思維判斷方法更加開(kāi)闊；其次，學(xué)生具有強(qiáng)烈的求知欲和良好的專業(yè)素養(yǎng)，才能充分發(fā)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造潛力，學(xué)生在探究過(guò)程中確實(shí)體驗(yàn)到科學(xué)研究的苦衷和愉悅，從而達(dá)到學(xué)生自覺(jué)開(kāi)展創(chuàng)新、創(chuàng)造活動(dòng)的目的。

3.在探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中，首先，探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)要 “新穎”，以“新穎”的設(shè)計(jì)理念刺激學(xué)生的探求欲望，才會(huì)激發(fā)學(xué)生對(duì)探究的興趣，才使得它與主體原有的“定勢(shì)”相矛盾，才能產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的不協(xié)調(diào)和沖突。其次，創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上不平衡，內(nèi)心造成懸念的問(wèn)題情境，從而喚起學(xué)生求知愿望，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、探究性實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用

（一）通過(guò)開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性

實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生主觀能動(dòng)性方面起著特別重要的作用。在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該明確主體學(xué)生的特殊地位和作用，通過(guò)操作平臺(tái)引導(dǎo)主題學(xué)生直接進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究性活動(dòng)的情景中去，直觀地參與、了解、體驗(yàn)探究活動(dòng)全過(guò)程，發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，以增長(zhǎng)主題的探究創(chuàng)造才能。因此，探究性實(shí)驗(yàn)通過(guò)突顯其實(shí)驗(yàn)過(guò)程不斷深化實(shí)驗(yàn)的探究功能，培養(yǎng)學(xué)生在探究中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，主動(dòng)適應(yīng)現(xiàn)代知識(shí)快速更新的要求。

（二）通過(guò)開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，能夠樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度

探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У貛?dòng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，促使學(xué)生學(xué)好分析化學(xué)奠定好的基礎(chǔ)。例如：酸堿滴定操作部分的難點(diǎn)是形成半滴，也即懸掛在酸（堿）式滴定管出口管嘴上的溶液輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)旋塞，用錐形瓶?jī)?nèi)壁將其沾落，再用洗瓶吹洗，為了提高滴定終點(diǎn)的準(zhǔn)確度，必須具備很高的操作技巧，才能在滴入后使溶液顏色達(dá)到轉(zhuǎn)變點(diǎn)，確定滴定的終點(diǎn)。假如再次向溶液中加入半滴，那么溶液顏色就會(huì)加深，這就表明滴定終點(diǎn)退后，引入滴定誤差。通過(guò)以準(zhǔn)確度高和靈敏度高的實(shí)驗(yàn)為例，加以訓(xùn)練，讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)“量”的嚴(yán)格要求，正確地樹(shù)立量的概念，減少系統(tǒng)誤差。結(jié)合多媒體教學(xué)演示，從直觀角度加深了對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的掌握 ，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好該課程的信心。

（三）通過(guò)實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力

面向二十一世紀(jì)的分析化學(xué)教學(xué)，要求學(xué)生掌握基本理論和基本技能的同時(shí)，培養(yǎng)知識(shí)靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，以適應(yīng)應(yīng)用型人才的需求。探究性試驗(yàn)?zāi)軌蛘{(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作的積極性，由教師被動(dòng)引入變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)參與，跟隨老師的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，各自分工的基礎(chǔ)上學(xué)生獨(dú)立完成所有實(shí)驗(yàn)科目，從中加深對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。從實(shí)驗(yàn)的基本操作抓起，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)分類指導(dǎo)和強(qiáng)化基本操作訓(xùn)練，達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)技能等各項(xiàng)素質(zhì)的目標(biāo)。例如：配制一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液這一基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生練習(xí)使用電子天平稱量、容量瓶定容、移液管轉(zhuǎn)移等的基本操作；如果僅僅依靠教師的動(dòng)手操作或在黑板上畫(huà)圖講解是不夠的，還需要每個(gè)學(xué)生親身參與訓(xùn)練才會(huì)達(dá)到預(yù)期的目的。最近這幾年，隨著基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件的改善，注重對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)方面取得了良好的效果。

（四）通過(guò)實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析、思考和解決問(wèn)題的能力

目前，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材往往片面強(qiáng)調(diào)操作上的共性，而忽略了其特殊規(guī)律性。學(xué)生為了應(yīng)付考核會(huì)過(guò)于死記硬背問(wèn)題，缺乏創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。假定思維方法上體現(xiàn)突出發(fā)散性、探究性，可以達(dá)到提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如：在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) “混合堿滴定”的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，利用（理論）公式計(jì)算，初步測(cè)定等手段制定（設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)方案。在選用雙指示劑法滴定時(shí)，第一計(jì)量點(diǎn)的產(chǎn)物為NaHCO3，故第一計(jì)量點(diǎn)pH值由NaHCO3決定，選用酚酞作為指示劑終點(diǎn)顏色如何判斷？在第二計(jì)量點(diǎn)的產(chǎn)物為CO2的飽和水溶液，故第二計(jì)量點(diǎn)pH值由H2CO3決定，選用甲基橙作為指示劑終點(diǎn)是否提前？變色是否明顯？對(duì)于上述問(wèn)題應(yīng)如何解決？造成一定的認(rèn)知懸念后學(xué)生操作完成。對(duì)于第一計(jì)量點(diǎn)顏色的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)公式計(jì)算NaHCO3水溶液的pH值 （理論計(jì)算 pH=8.32），現(xiàn)場(chǎng)加入了2滴酚酞，此時(shí)溶液顯無(wú)色，說(shuō)明第一終點(diǎn)的顏色為無(wú)色。隨著時(shí)間的推移（約2小時(shí)以后），細(xì)心的學(xué)生發(fā)現(xiàn)NaHCO3水溶液中酚酞的顏色已經(jīng)變成了淺粉色。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題學(xué)生產(chǎn)生好奇，針對(duì)性地提出解決方案，然后通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是：NaHCO3水溶液的pH值會(huì)隨放置時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，其原因是NaHCO3的聚合，因而導(dǎo)致酚酞的顏色會(huì)加深。對(duì)于第二計(jì)量點(diǎn)終點(diǎn)提前且顏色不明顯的問(wèn)題，通過(guò)分析查明原因得出CO2易形成過(guò)飽和溶液導(dǎo)致酸度增高，終點(diǎn)略為過(guò)早，加之指示劑變色不明顯；為此，臨近終點(diǎn)時(shí)，劇烈震動(dòng)溶液加速H2CO3的分解，提高指示劑敏銳度，達(dá)到提高準(zhǔn)確度的目的。

通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的探究，使學(xué)生理解并掌握了“混合堿滴定”的基本原理，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣（好奇性），在提高學(xué)生分析、思考、解決問(wèn)題能力的同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。更重要的是引導(dǎo)學(xué)生勇敢地對(duì)已知事物提出疑問(wèn)，克服了以往對(duì)老師的依賴性，用查閱資料等手段拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。

（五）通過(guò)實(shí)施探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的對(duì)比、分析、推理的能力

在教學(xué)中，提高學(xué)生獲取知識(shí)能力的方法并不是單一的，教師可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生采用對(duì)比、總結(jié)、歸納、推理等方法來(lái)進(jìn)行接受知識(shí)能力的訓(xùn)練。此方法對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上記憶能起到很好的作用，同時(shí)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解更加深刻，做到所學(xué)知識(shí)的消化、吸收和靈活運(yùn)用。例如，在常用的氧化還原滴定法教學(xué)中，沿用上述方法，對(duì)比高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，歸納、總結(jié)出兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用條件，對(duì)學(xué)生掌握該內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)起到非常重要的作用；該方法不僅優(yōu)化教學(xué)方式，更重要的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（六）通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)

現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，使人類的生存環(huán)境受到了破壞。煤、天然氣、石油等含碳化燃料所排放出的有害氣體、城市汽車擁有量大增造成的尾氣等污染了空氣；空氣污染會(huì)引起酸雨，將影響人類、動(dòng)植物及建筑物；含氟化合物的排放破壞了地球表面的臭氧層；電池和塑料的使用破壞了土壤的結(jié)構(gòu)；化肥的任意使用、生活污水的排放污染了水源。針對(duì)以上各種污染現(xiàn)象，通過(guò)探究其原因，設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，提出合理化建議和處理方法減少環(huán)境污染，從而培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

三、實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

（一）有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

嘗試性地開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣起到良好的效果。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者。”興趣是最好的老師，只要學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的對(duì)象有興趣，一切問(wèn)題就迎刃而解。而設(shè)計(jì)有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)就能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣，眾所周知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的興趣在整個(gè)認(rèn)知興趣中占有較重的比例；只有當(dāng)學(xué)生通過(guò)親自探究其現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和規(guī)律時(shí)所形成的興趣，才具有一定的穩(wěn)定性和持久性。實(shí)踐證明，實(shí)施“探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”模式既可促使學(xué)生形成對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的持久興趣，同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生的求知欲。

（二）有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性

“探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”模式徹底打破了課堂上教師滿堂灌，實(shí)驗(yàn)操作只看不動(dòng)手的格局，學(xué)生不再是被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象，而是教師給予學(xué)生足夠的空間和時(shí)間自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與小組內(nèi)同學(xué)相互協(xié)作，共同完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析，提出各自的見(jiàn)解，只有在這樣的學(xué)習(xí)氛圍中，學(xué)生就能真正感受到自己是學(xué)習(xí)的主人，是課堂（實(shí)驗(yàn)）教學(xué)活動(dòng)的主體，才會(huì)激發(fā)其主動(dòng)參與的熱情，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往是教師滿堂講，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)。缺乏師生之間的互動(dòng)交流，沒(méi)有充分利用探究性思維活躍課堂氣氛，致使學(xué)生偏向死記硬背，理解能力下降，嚴(yán)重地扼殺了學(xué)生的 “創(chuàng)造性思維”。眾所周知，在對(duì)未知領(lǐng)域的探索過(guò)程中，只有探求者（學(xué)生）主動(dòng)親臨其境，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并積極地去思考、探索，才有可能會(huì)迸發(fā)出更多的智慧和靈感，也就能夠培養(yǎng)出具有較強(qiáng)創(chuàng)造性思維能力的學(xué)生。“探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”模式確實(shí)能給學(xué)生提供主動(dòng)探求知識(shí)的寬松環(huán)境，讓他們各自在愉悅情緒下，潛力得到充分發(fā)揮，思維更加活躍，才有可能啟迪創(chuàng)新思維。

四、總結(jié)

化學(xué)學(xué)科的總體特點(diǎn)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)設(shè)更多的實(shí)驗(yàn)課程來(lái)加深理論知識(shí)的理解、掌握和運(yùn)用。分析化學(xué)本身的實(shí)踐部分內(nèi)容的比重很大，通過(guò)開(kāi)設(shè)探索性實(shí)驗(yàn)，用最直觀的方法來(lái)幫助學(xué)生建立基本理論知識(shí)體系，利用設(shè)計(jì)內(nèi)容新穎、綜合性強(qiáng)、貼近實(shí)際的實(shí)驗(yàn)課程，啟發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神、創(chuàng)新能力。這樣探索性實(shí)驗(yàn)就真正做到了以學(xué)生全面發(fā)展為本，拓展個(gè)性發(fā)展空間，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量。

［參考文獻(xiàn)］

［1］華中師范大學(xué)等主編.分析化學(xué)第四版［M］.北京:高等教育出版社,2011.

［2］武漢大學(xué)主編.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)第三版［M］.北京:高等教育出版社,2003.

［3］劉知新主編.化學(xué)教學(xué)論第三版［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［4］王希通主編.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究［M］.北京：高等教育出版社，1990.

［5］馮曉苗.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.中國(guó)電力下半月，2009，（9）.

［6］鄭長(zhǎng)龍等.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新視野［M］.北京：高等教育出版社，2003.

［責(zé)任編輯：碧瑤］