優化科學實驗，提高探究能力

季海歡

摘要：科學實驗教學不僅是實施全面科學教育的一種最有效的形式，也是提高學生實驗能力的重要途徑。本文主要從改革實驗教學模式、設計開放性的探究實驗計劃、設計實驗的有效對比性等三個方面論述在科學實驗教學中如何培養和提高學生的探究能力。

關鍵詞：科學實驗；探究能力；教師；學生

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）08-0089

探究能力是可以通過訓練和培養加以塑造的心智模型。如果個體能夠理解探究過程，他們就能學會使用這種理解來提高自己的探究能力。為了培養學生的探究精神和探究能力，我們改進實驗教學方法，注重實驗的創新與探索性，設計問題的情境，展示知識獲取的過程，實施“實驗、啟思、引導”的教學模式，充分發揮科學實驗在培養學生創新精神、探究能力、創造能力的特殊功效。那么，在中學科學實驗教學中，怎樣培養學生的探究能力呢？

一、改革實驗教學模式，激發學生的探究意識

愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”要激發學生的探究意識，就必須培養學生對學習和探究科學知識、科學規律的興趣，要讓學生在積極的、迫切的心態下開展實驗操作，所以教師的首要任務不是簡單地傳授知識和技能，而是如何設計好實驗教學的環節，創設能激發學生探究實驗興趣的情景，讓學生在感興趣的情景中動手操作，探究新知，激發他們的探究意識。

例如：在進行奧斯特實驗教學時，筆者先和學生一起觀察到，在通電直導線下小磁針指向發生了偏轉。

學生得到了一個可感知的形象信息，筆者沒有馬上向學生指出通電導體周圍存在磁場，而是請同學回憶舊知識：小磁針放在磁體旁會發生什么現象？為什么？來啟發學生的學習興趣和思考，激發他們的探究意識，通過學生探索，很自然地從磁體周圍存在磁場這一已有知識，而抽象出“通電導體周圍也存在磁場，電與磁有密切聯系”這一對學生來說具有創新意義的重要結論。在此基礎上，筆者因勢利導地提出：“平時我們看到一條導線，能否確定導線中是否有電流通過呢？”學生探究興趣、探究意識得到最大程度的激發。根據學到的原理，學生制造出了“電流探測器”小發明作品。可見，改革實驗教學模式，在實驗中真正讓學生做到動手動腦對培養學生的探究意識有不可限量的作用。

二、設計開放性的探究實驗計劃，培養學生的探究能力

學生在設計探究實驗計劃時，教師不可急于告訴和引導到自己或教材的要求上，以體現人的智能結構的多元性，從而培養學生的探究能力，達成對知識形成多角的、豐富的理解，從而使他們在面對新問題時能靈活利用處理。

讓學生制定好計劃做好實驗準備：包括器材、過程（表格）……在這一過程中，一方面要體現科學家進行科學研究的思想和方法，更重要的是使學生做事目的明確，帶著問題去研究。學生把設計的方案提出后能得到教師和同學的認可，從而張揚了個性，會充滿自信心。設計實驗是一個創造過程，是探究中很重要的一個環節，直接影響到探究的結果。我們的做法是，先放手讓學生大膽地去設計，小組之間、組與組之間討論方案的可行性，哪組設計的方案好，對確實設計有困難的教師加以積極地引導。

例1. 電路連接方式的探究實驗，在未講電路時，開始就讓學生到實驗室，進行分組實驗，每組3-4人，（同組男女合作效果更好），分給每組3-4個電鍵開關，三盞小燈珠及燈座，電池組，若干導線，只提1個實驗要求，就是讓三盞燈亮起來，另外每個小組都要就實驗提出1個以上表述正確的問題，各組提的問題不得重復。學生提出問題后就記在黑板上，比賽哪個組提出的問題多。

例2.怎樣將電流通過導體產生的熱量變為可以觀察比較的對象。學生的設計方案令教師驚嘆，有的讓燒瓶里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓燈絲發熱升溫而發光，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒……在這五彩繽紛的答案背后，我們看到了學生探究能力的提高，學生的發散思維和創造性思維能力得到又一次的提升。

三、設計實驗的有效對比性，培養學生的探究能力

在學習二氧化碳氣體實驗室制法的研究時，充分利用新教材，從學習氧氣實驗室制法開始，向學生提出三點學習要求：1. 掌握制取氣體的反應原理；2. 了解實驗儀器、裝置，并學會正確操作方法；3. 掌握氣體的檢驗方法。側重讓學生自己通過閱讀教材，回憶對比O2、H2實驗室制法，并以此指導對二氧化碳實驗室制法的研討。在探究實驗室制二氧化碳的反應原理時，設計了三個分組小實驗：（1）塊狀石灰石和稀鹽酸反應；（2）碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應；（3）塊狀石灰石和稀硫酸反應，學生通過自己動手做實驗，進行觀察、比較三個反應的快慢，從而得出實驗室制取二氧化碳的最佳藥品是石灰石和稀鹽酸。這樣，通過學習過程的探索，學生對知識不是被動地接受，而是通過自己親自動手做實驗得出的結論。在二氧化碳氣體的實驗裝置的探究上，引導學生不僅僅局限于課本上的儀器和裝置圖，通過分析每種儀器的用途，補充學生熟悉的可以代用的儀器或者學生從日常生活中自制的儀器，這樣儀器裝置可以組裝十幾種，并討論不同的裝置各有什么優缺點。通過這樣分析后，學生的思維開闊了許多，使學生既學習了課本知識但不局限于課本知識，又培養了學生的探究能力。科學的學習方法能使學生對所學的知識和技能不僅知道“是什么”，能夠提出“為什么”，繼續追問“還有什么”，進而解決“做什么”和探索“怎么做”。當然，限于初中學生的認知水平和生理、心理特點，學習方法的指導應當緊密結合實驗教學實際，循序漸進，不可能一蹴而就。培養學生的探究能力，要使學生會初步運用化學知識解釋一些簡單的現象或解決一些簡單的化學問題。

由此可見，“對任何實驗我們都可以從實驗材料、器具、實驗方法等方面來進行探究”的結論。實驗的探究點來自于教師對實驗的不斷探索和對學生的積極誘導，來自于學生主體作用的被強化。教師應充分發揮主導作用，使學生學會在實驗中探究，在探究中實驗，不斷地產生問題、提出問題、解決問題。這樣，就能有效地促進學生拓展思維空間，活躍思維過程，營造探究氛圍，主動探究實踐，獲得知識，體驗科學研究過程，感悟科學方法，培養科學探究能力。

（作者單位：浙江省泰順縣第七中學 325500）endprint