如何培養學生的化學實驗探究能力

楊娟

[摘要]新課程理念下的中學化學教學，要求以提高學生的科學素養為宗旨，重視學生的親身經歷和體驗，充分發揮化學實驗的作用，強調學生實驗探究能力的培養。實驗探究能力是指學生在化學教學中運用實驗來探究化學物質及其變化的本質和規律的一種能力，是科學探究能力在化學實驗教學中的具體表現。通過對實驗探究及實驗探究能力的探討，提出了學生化學實驗探究能力培養的五個方面，即發現和提出問題，猜想與假設，實驗設計與實施，解釋與結論，反思與評價。

[關鍵詞]科學探究；化學實驗；動手能力；創新精神

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，而實驗是中學化學教學的最基本的特征。新課程突出強調培養學生的創新精神和實踐能力，而學生創新精神和實踐能力的培養需要通過具體的探究活動來實現。因此，科學探究成為新課程改革所倡導的重要理念，而化學實驗是科學探究在化學教學中的具體表現。

一、化學實驗探究與實驗探究能力

化學實驗探究是指通過化學實驗來進行探究的一種活動，它是科學探究在化學實驗教學中的具體化。它是化學教學中最常見、最主要的探究活動，是化學實驗教學中落實科學素養目標的重要途徑，也是以實驗為基礎的化學教學觀的具體體現。化學實驗探究不僅是一種重要的學習方式，而且也是化學學科課程的重要內容。教材作為課程的重要組成部分，不僅是課程目標得以體現并最終實現的一種重要方式和途徑，而且是教師教和學生學的資源與工具。因此，教師應善于從教材中挖掘適合的內容，有計劃地為學生開展探究學習提出要求和創造條件、引導他們開展探究性學習從而實現學習方式的改變。

學生的化學實驗探究能力，主要包括發現和提出問題，猜想與假設，實驗設計與實施，解釋與結論，反思與評價五個方面。五個方面的內容相互聯系，相互作用，缺一不可，構成了學生的實驗探究能力。

二、學生化學實驗探究能力的培養

1.發現和提出實驗問題的能力

發現問題有時比解決問題更有意義，這是實驗探究的出發點。學生能從化學知識和實踐活動中，在自身的元認知水平基礎上，可以在觀察中、閱讀中、學習思考中的一個偶然的超越自己認知水平的新的未知的問題，提出自己所要探索的目標問題，可以是理論性較強，需要從理論上闡明；可以是實踐性較強，需要通過科學實驗來解決。 所要探究的問題情境應盡可能是真實的、有意義的、具有創新性和可行性。這些問題可以是教師人為創設，也可以是無意為之或自然呈現。如在做噴泉實驗時，教師可有意呈現噴泉失敗的問題情境，激發學生探究的興趣和欲望，然后引導學生猜測失敗原因，繼續實驗。又如在驗證乙烯氣體的性質中，按照教材的要求只須通過實驗室制乙烯法制得乙烯氣體，然后通過酸性高錳酸鉀溶液和溴的四氯化碳溶液使其褪色即可。教師往往為完成教學任務對異常現象視而不見，可學生對此產生不少疑惑。黑色物質是什么？對課本的實驗結論有無影響？一系列問題油然而生，教師應加以恰當的引導，把學生的問題延伸下去，否則就錯過了對學生實驗探究能力開發的大好時機。

2.猜想與假設能力

提出假說是獲得結論的前提。 先憑直覺憑經驗猜想，再利用類比推理的方法，將新發現的事實材料中的化學現象與生活中熟悉的化學模型、化學過程、化學規律相比較，從中觀察有無相同或相似之處，進而提出大膽假說。教師要創設生動活潑的情境，引導學生主動、大膽地對問題進行猜想與假設，并發揮學生小組的力量，引導對猜想與假設進行交流和論證。如針對實驗中乙烯異常現象，引導學生大膽猜測，使學生根據黑色物質的特點和參與反應的物質進行推斷，進而通過實驗驗證假說。

3.實驗設計與實施能力

實驗設計能力是實驗探究能力的核心能力。學生能根據所要解決的問題，利用假設進行實驗的設計，可以獨立也可以與他人合作完成設計方案；能對實驗方案的可行性進行初步的論證，對實驗條件能進行簡單的控制。教師在設計過程中對學生進行適當的指導，為學生提供進行實驗設計的機會，增強學生的實驗操作能力。如針對學生對上面的假設產生懷疑的情況，進行更為合理的實驗設計。為排除二氧化硫對酸性高錳酸鉀和溴水的影響，可以在把乙烯通入酸性高錳酸鉀和溴水之前加入一個吸收二氧化硫的氫氧化鈉洗瓶，此時才是可靠的。實驗實施能力是借助實驗儀器按照設計的意圖進行儀器的合理選擇和組裝，并具體實施實驗操作的能力。實施時要及時觀察和記錄實驗現象，為實驗分析和理論探討提供客觀的實驗事實，并能處理實驗中可能出現的一些意想不到的情況，鼓勵學生對實驗設計方案進行交流、探討，必要時調整實驗方案，以便得出科學可靠的結論。

4.得出結論的能力

歸納概括結論是從一個特殊問題出發，歸納和抽象出一個普遍存在的一般規律的概括提升階段。打開思路， 跳出特殊事例或者類比內容的局限，聯想這一類化學現象，從而提取結論存在的前提條件，利用化學語言來概述結論或對猜想和假設進行解釋。如乙烯的性質檢驗中針對問題的假設與探究，得到了猜測中的結論，使學生對實驗的探究產生了極大的興趣，對教材內容和其它知識能大膽地進行懷疑并進行分析，然后科學地開展實驗探究，認識到科學方法、實驗態度、情感與價值觀也是化學實驗結論的重要內容，獲得得出結論的方法。

5.反思與評價和再探究能力

對結論能進行簡單的評價，要經得起實踐的考驗，具有可靠性、可操作性和可重復性；能對自己在實驗探究活動中的表現進行反思，主動與他人討論和交流實驗探究的結果，以便完善自己的觀點和撰寫實驗報告，能對實驗進行進一步的探究或補充，提升實驗探究能力。如在上面結論的基礎上，師生之間經過交流和探討，挖掘出更多的外延知識，如設計完二氧化硫對乙烯的干擾之后，讓學生繼續探究如何驗證有二氧化碳、二氧化硫和水這三種產物。學生自然產生了探究的熱情，樂于設計探究并相互進行討論合作，最終出色的完成實驗探究。其設計思路如下：

①應先考慮物質的檢驗順序，通過對二氧化碳、二氧化硫、水和乙烯四種物質性質的比較，確定應先檢驗水的存在，否則在檢驗其它物質時都可能帶入水；其次再檢驗二氧化硫，因它與二氧化碳都是酸性氣體，性質上有相似性，對乙烯也有干擾，檢驗后要除盡；二氧化碳和乙烯相互不影響只需檢驗存在而不必除去。

②是對檢驗試劑和除雜試劑的選擇，根據化學檢驗物質的原則應選擇特效性明顯的試劑。如水可用無水硫酸銅；二氧化硫可用品紅試液檢驗，除去可用溴水（堿溶液二氧化碳也會被吸收），為確保二氧化硫的除盡可再通入品紅試液（實驗設計更符科學性）；二氧化碳只需用澄清石灰水檢驗即可。

此外，現實生活中處處有化學現象和問題，對這些問題進行探究，培養學生發現問題、思考問題、解決問題的習慣，從而使化學知識轉變為解決實際問題的能力，這對提高學生的學以致用能力非常重要，將學生探究能力的培養延伸至課外，并對現實生活產生積極的指導作用。

總之，新課標下的化學教材明顯的變化，在于突出學生實驗探究能力的培養，彰顯化學學科的實驗性。在教學中，教師要積極創造化學實驗的氛圍，通過精心創設探究活動，把科學方法的學習和科學知識的學習放到同等重要的地位，引導學生更多地采用感受學習和探究學習的方式，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手。在開展探究性實驗的過程中，關鍵是要善于激勵學生勇于發現問題、敢于提出問題、解決問題，培養學生勇于創新的能力，使學生在探究過程中不但學到知識，而且掌握科學探究的方法，從而不斷提高他們的創新能力和實踐能力。

參考文獻：

[1]曾國瓊.如何通過化學實驗培養學生的實驗探究能力[J].中學化學教學參考，2010，（12）.

[2]韓金鳳.論化學實驗教學與學生實驗探究能力培養[J].考試周刊，2009，（24）.

[3]殷玉霞.對化學實驗教學的幾點反思[A].中國化學會第三屆關注中國西部地區中學化學教學發展論壇論文集，2011.

[4]邢茹.如何提高學生的化學實驗探究能力[J].吉林教育，2011，（10）.

（責任編輯 付淑霞）