實驗課中實現有效自主探究的探索

王朝暉

摘 要：本文通過“元素性質的周期性變化”的分組實驗的教學，探索從實驗中變量的控制、從化學變化的實驗事實歸納物質性質和變化規律的方法、實驗方案的設計和評價等多個維度培養學生自主探究的意識，在教學中既把握探究的深度和廣度又避免學生重回“照方抓藥”的模式，提高學生的實驗素養。

關鍵詞：分組實驗；實驗素養；自主探究；元素周期律

實驗是化學教學之本，高中化學實驗存在著輕過程、重結論的問題。故驗證性實驗居多，探究性實驗少。尤其在新課程高中化學教學的當下普遍存在課時減少，如何在有限的實驗課中協調好實驗過程教學與學生學習過程的化學實驗素養的培養的關系，創造高效的化學實驗教學，值得探索和研究。

1 問題提出

《普通高中化學課程標準（實驗）》中明確指出：“高中化學課程在九年制義務教育的基礎上，以進一步提高學生的科學素養為宗旨，激發學生學習化學的興趣，尊重和促進學生的個性發展；幫助學生獲得未來發展所必需的化學知識、技能和方法，提高學生的科學探究能力。” [1 ]據此高中化學各版本教材都有關于化學實驗的“科學探究”欄目，也都編寫了化學實驗的探究手冊。但實際教學中的實驗卻有被弱化的趨勢。如何在實際教學中既把握探究的深度和廣度又避免學生重回“照方抓藥”的模式，讓學生在實驗的探究中學得知識、掌握方法、發展能力，是我們應該思考的問題。鑒于上述原因，以魯科版《化學2》第1章第3節的“元素性質的周期性變化實驗”為例，進行相關探索 [2 ]。

2 教學目標

“元素性質的周期性變化——探究鈉、鎂、鋁單質顯得金屬性強弱”是福建省頒《考試說明》22個必考實驗之一 [3 ]。本實驗在高一下完成，既有對前面所學元素化合物知識及周期律理論的回顧，又有對理論的應用。

學生在課堂活動中只有按一定的組織、安排與教學要求才能進行有序的主體性學習。首先引導學生回顧元素的金屬性、非金屬性強弱的比較及對照實驗中變量的控制，再給學生充分自主探究活動的時間，避免學生不假思索，盲目實驗。

提高學生的科學素養應從知識、能力兩個方面來落實。探究過程是學生在原有的知識基礎上建構新的知識體系，在知識建構過程中掌握方法、形成能力。因此應知識與能力并重，以知識落實為前提，突出能力培養。 本實驗的設計也體現了這種思路，在驗證了鈉、鎂、鋁的金屬性遞變規律的基礎上探究碳、氮、硅的非金屬性遞變規律。

實驗方案的設計和評價是實驗能力的集中體現，屬于高級思維。實驗方案設計更是新課程教材設計的一大特色，這種實驗形式是培養學生創新能力和實踐能力的重要嘗試。面對高一的學生，可以通過小組合作，相互探討，不斷的完善實驗方案，最后在課堂上展示實驗方案，由全班同學與教師一起討論實驗方案的可行性。讓學生評價他人的實驗方案，可以很好培養學生實驗思維的嚴謹性。因此本節在此基礎上，還對實驗方案設計的一般性原則進行歸納達成以下教學目標：

（1）通過實驗的觀察、分析和歸納，加深學生對元素金屬性、非金屬性強弱的判斷方法和同周期、同主族性質遞變規律的認識。對鈉、鎂、鋁與水、酸的反應及氫氧化鋁的兩性有更深刻的認識。

（2）在實驗設計中掌握變量的控制方法及實驗的設計評價能力。應用所學知識設計驗證不同周期不同主族的C、N、Si的非金屬性強弱。培養學生實驗思維的嚴謹性和批判性。

（3）學習觀察、比較和描述實驗現象，從化學變化的實驗事實歸納物質性質和變化規律的方法，培養觀察、研究化學變化現象和物質性質的興趣。

3 教學準備

學生分組實驗所需儀器與藥品；

儀器：燒杯、酒精燈、小刀、砂紙、鐵架臺（帶鐵夾）、膠頭滴管、火柴、試管、pH試紙、點滴板。

試劑：鎂帶、鋁片、鈉、0.5mol·L-1氯化鋁溶液、0.5mol·L-1氯化鎂溶液、6mol·L-1氫氧化鈉溶液、濃氨水、酚酞、1mol·L-1鹽酸、0.2mol·L-1硅酸鈉溶液、0.2mol·L-1碳酸鈉溶液、0.2mol·L-1硝酸鈉溶液、硝酸、石灰石、15%的硅酸鈉溶液.

4 教學過程

循序漸進，水到渠成（見表1）。

5 教學反思

首先，化學實驗課是為提高全體學生的科學素養，在教學中教師在尊重學生、強調發揮學生主體作用的同時必須發揮自身的主導作用。讓學生參與“過程”、接受“體驗”、取得“提高”。因此要求教師對教學內容、教學活動要進行精心設計。

其次，這種模式下的實驗課堂，學生的積極性和主動性非常高，表現為學生真正的動手操作、動眼觀察、動腦思考。但也有部分基礎薄弱、動手能力差的學生容易產生依附心理和自卑心理，參與意識淡化。所以既要對積極者設計出來的不同的實驗方案進行討論，開拓學生的思路，形成一些重要的學科觀念，也要對動手能力不足的學生在巡視時加強指導。

再次，實驗設計由于沒有固定實驗步驟，與傳統的實驗課堂不同，化學實驗生本課堂中往往會出現一些“思想的火花”，例如本節課中“砂紙打磨的鋁片與水反應現象不明顯”。可有改進的措施。通過對實驗中異常現象的分析，理解理想化的實驗與實際實驗之間的差別，培養學生的科學素養。通過對這種臨時生成性的問題的討論可以加強學生知識的綜合應用能力，給學生留下深刻的印象，更有繼續研究和討論的必要。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部. 普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2006：7.

[2]王磊. 化學2（必修）[M].濟南：山東科學技術出版社2013：20-25.

[3]福建省教育考試院.2014年普通高等學校招生全國統一考試福建省理科綜合考試說明[M].福州：福建教育出版社，2014：32.