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基于探究性教学理念的初中化学实验设计策略
宁波市鄞州区雅戈尔中学（315153）
吴能军
摘要：在初中化学教学中，充分挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能，合理地组织和实施实验探究性学习活动，这对于改变学生的学习方式、培养学生终身学习的能力具有重要的意义。本文以探究性教学理念为指引，对当前初中化学实验设计的现状进行了分析，并对化学实验的设计策略进行了探讨。关键词：探究性
初中科学
化学实验
一、论题概述
1、探究性化学实验的定义
探究性化学实验给学生提供一个通过亲自探究来学习知识的途径，它把学生看作是天生的探究者，而将教师定位于引导者、支持者和促进者。探究性化学实验开放性比较大，实验的设计、数据分析以及实验结果评价等都离不开学生自己，完全不同于那种“己知化学原理——验证——应用”的“照方抓药”模式。探究性实验教学一般采取小组合作的方式，充分展现出师生互动、生生互动的特点，既拓展了学生的思路又能激发学生探究的热情。
探究性化学实验鼓励学生围绕感兴趣的某个化学问题，应用已经掌握的理论、知识、技能和方法，借助知识产生过程中类似科学家的思维方式，独自或合作进行实验（实验设计、实验操作、实验分析、实验结论）自主探索研究对象的未知性质、组成、变化特征，以及与其他对象或现象的联系等。它能让学生体验知识产生过程中科学家的思维方式，使学习过程变为通过实验探究解决问题的过程，有利于学生摆脱固定的思维模式，发展创新思维，增强解决实际问题的能力。
2、探究性教学理念在《科学》课程中的运用
《科学》课程中认为化学实验是进行科学探究的重要方式，积极倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。
因此，探究性教学理念在《科学》课程中的运用有两层意思：一是科学探究应成为义务教育阶段化学教育的重要内容、学习目标；二是科学探究也是学生学习化学的主要方法和途径。作为学习内容、学习目标的科学探究，要求学生体验科学探究的过程和方法，培养他们进行科学探究的能力。作为学习方法和途径的科学探究，则要求让学生能亲历以探究为主的学习活动，增长科学探究能力，获取化学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。
结合初中《科学》教材来看，探究性化学实验内容的选定一般有两个渠道：一是将书本提供的一些演示实验、学生实验改变为具有探究性的学生活动或实验，也可以将书本上有延伸必要的知识点或某一领域的学习内容推向深处。例如：“探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质”、“探索铁钉生锈的条件”、“碳酸氢钠分解反应的探究”等能体现化学学科特点的选题。二是选用书本以外的与生活紧密相联的问题。如“铜的锈蚀原因的研究”、“土壤酸碱度对植物的影响研究”、“酸雨的研究”、“考察自行车上的科学原理”等。
二、初中化学实验设计的问题
1、初中化学实验设计的常用方法
让我们来想象一下初中化学实验教学的情境：实验室里仪器已准备妥当，学生人人手拿《实验报告》，安静的坐在实验桌旁，老师正热情奔放地讲着实验的原理、实验的步骤和实验的注意事项，偶尔学生动了一下仪器，也被老师呵止，快到半课时老师才让学生动一下，记录几个实验数据、实验现象，一堂实验课下来学生感觉很不过瘾，远不如想象中的那么神 1 秘与有趣。
这种实验，纯粹是为了知识的掌握和巩固，为了技能的熟练和运用，为了证明教师讲解的正确性去做实验。仅仅为了达到学科教学目标而进行实验，教师心中没有课程意识，没有把实验教学与学生的发展需要联系起来。学生并未参与实验问题的提出，没有从假设到设计，从实验到得出结论的探究活动过程，也没有认真地对实验结果做出一定的分析、论证、评估。
2、初中化学实验设计可能存在的不足
有学者对80名化学教师和1048名学生进行了问卷调查，数据显示，52%的教师对自己设计探究性化学实验的能力评价一般，77%的教师认为引导学生进行探究性化学实验的开发与设计有必要，67%的教师对教材实验进行过改进或重新设计，但只有14%的教师能根据教学需要及学生的情况经常自己设计探究性实验，76%的教师使用的都是书本、教参提供的现成的探究性实验，自己开发设计的很少。
同时，因经济差异、教育差异、地区差异，化学实验的多样化受到限制。在有些学校存在实验内容选择面窄、缺乏新意，脱离生产生活实际；对实验设计的训练及理论研究重视程度不够、设计形式单
一、死板；实验形式简单机械、照本宣科等状况。
另外，受考试制度、升学制度、奖评制度等各种制度的制约，教师的教育教学实验与创新束缚重重，直接导致教师不可能花大力气来搞探究性实验教学。讲实验、看实验、听实验，就是不做实验的现象不可能得到根治，教师对探究性化学实验研究及教学的投入受限。
3、探究性化学实验的实证研究情况
有学者为了验证探究性化学实验的教学效果，在九年级选择了一个实验班和一个对照班进行实验。两班采用不同的教学策略，对照班的学生自始至终一直采用传统的讲授式，而对实验班的学生，则根据所学知识的特点有意识地开展实验探究式学习。一年之后，实验班的学生们合作意识明显增强，在实验时，他们分工明确，配合默契，他们不仅能积极发表自己的意见乐于与别人分享自己的成果，而且还能虚心听取别人的意见，取长补短。而且学生们能够设计简单的化学实验方案，有对实验条件的控制意识，实验时，所有的同学都能积极参与实验，并认真的观察和记录数据。实验后，学生们对实验结果可靠性评价的意识增强了。
这一个案例我们有理由相信，在初中化学实验教学中开展探究式学习是完全可行的，它可以全面提高学生的科学素养，全面提高学生的实验操作能力、观察能力和信息处理能力。
三、探究性初中化学实验的设计策略
为了更有效地运用探究性化学实验，本文提出了以下几点对策建议：
1、摸索探究性化学实验的教学模式
首先，利用化学实验创设教学情景。问题是探究的起点，在化学教学中，教师充分利用化学实验过程中伴随的各种各样的现象创设出令人惊奇的问题情景，能够激起学生的兴趣进而产生强烈的求知欲。介绍CO2能与NaOH溶液反应教学内容，可首先为同学们演示这样一组对比实验：分别将二氧化碳气体通入盛有澄清的石灰水和氢氧化钠溶液的试管中，请同学们观察实验现象，并找出两组实验的相同点与不同点。相同点同学们很容易达成共识，不同点则易引起争论，并激起学生解决问题展开探究的欲望。
其次，优化教材结构引导学生主动探究。根据一定的线索进行安排，引导学生进行观察、提出问题、假设、动手实验、思考与交流、整理与归纳、开展实践活动等，把知识通过科学探究的过程呈现给学生，目的就是让学生在科学探究的过程中学习，从中理解和领悟探究学习。这更能体现学习的方向性和阶段性，与文字图片材料有机结合，引导学生积极参与学习活动，充分体现教材与的“对话”功能，有利于引导学生探究学习，促进学生的学习和发展。
第三，探究性实验要以学生自组织为主。在探究性化学实验的应用过程中，向学生的主动探索开放，向学生参与教学的可能性开放，向师生合作共同探索新知识的过程开放，启发 2 学生自我组织调控学习进程等，这样能更好的激发学生的兴趣和探知欲，特别在实验教学中对学生敞开实验用品，更能激发创新的火花。
2、改进探究性化学实验的设计方案
第一，改进并创新化学实验，增加趣味性。化学实验可以激发学生学习化学的兴趣，但若只是按照课本上的方法去做，时间长了很多中学生学习化学的兴趣就会逐渐降低，为避免或减少这种情况的发生，教师要善于引导学生，综合运用所学知识，在探索中对原有实验进行创新设计，增加化学实验的趣味性，激发学生的学习兴趣。例如：《科学》九年级上在介绍NaOH的化学性质时，采用化学小魔术的方法：⒈白花变红花，⒉谁弄瘪了可乐瓶，⒊变色喷泉，⒋清浊互变。使学生对利用氢氧化钠的化学性质充满了好奇心，激发了学生的学习兴趣，达到了很好的实验目的。
第二，针对实验的不同目的来设计探究性方案。对于基本操作的实验设计，主要采取学生自主实验方法，如在探究蒸发的方法时，可设计以下系列实验：（1）用蒸发皿蒸发食盐水（探究加热时底面积对蒸发时间长短的影响）；（2）用玻璃棒不断搅拌（探究玻璃棒在蒸发过程中的作用）。而对于知识应用的实验设计，则要求学生先设计出解决问题的方案，然后经过师生共同分析讨论，修改后进行实施。如氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠的鉴别，可以设计为下列问题的实验进行探究：（1）鉴别酸、碱、盐用什么试剂；（2）测定碳酸根离子用什么试剂；（3）测定氯离子用什么试剂；（4）测定氢氧根离子用什么试剂。
3、增进探究性化学实验的师生互动
化学实验探究性学习活动的整个过程中，学生是学习的主体，教师处于咨询、帮助、指导的地位。因此，教师应重视学生自己对现象的理解，多与学生进行对话。在师生对话过程中，教师要善于倾听和表达，通过倾听，教师能发现学生理解上的偏差、学生理解的深度、学生存在的疑惑；通过倾听，教师可以思考自己应该做哪些补充。
同时，强调教师的倾听，并不是否认教师的指导。相反，教师应该通过倾听来判断学生是否己经交流完他们所想到和所理解的一切，从而果断判断何时介入学生的讨论，以何种方式介入。教师对学生探究性学习活动中遇到的问题的适时介入参与，能够使整个研讨过程向更深高层次的进行。
教学反思与结论
探究性化学实验在培养学生的创新精神和实践能力方面有其独到之处，学生只有通过亲身经历才能探索，只有通过亲手操作才能获取，只有通过独立思考才能领悟。这种身体力行的过程，正是学生形成各种能力并得到锻炼和提高的过程，也正是化学实验的真正意义所在。
当然，探究性化学实验对我们教师的综合素质也提出了更高的要求，我们要充分利用各种机会各种条件进行学习，包括理念上的学习和教学工作方面的学习，在学习和反思的过程中培养运用探究性教学理念的能力。
参考文献：
1、吕湘香：《探究性教学在初中化学实验教学中的尝试》，《考试周刊》，2007年第49期。
2、费静：《试论初中化学探究性实验教学》，《成都教育学院学报》，2006年第12期。
3、尹木成：《初中化学探究性实验教学改革初探》，《长江大学学报》，2007年第1期。
4、姜克勇：《对初中化学探究性实验教学的几点思考》，《教育实践与研究》，2006年第4期。
