逍遥右脑 2015-12-23 10:23
初中化学虽是化学教育的启蒙教育阶段，就其内容而言不仅涉及到化学学科体系中的各项基础知识、基本技能，还延伸到了社会和家庭。随着新课程改革的深入，化学教学已经从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化。因此，如何充分利用实验这一载体，在初中化学实验教学中培养学生主体意识、增强科学探究能力、实事求是科学态度和敢于创新的探索精神成为当前化学课程改革的关键。我在教学中根据化学学科特点和学生实际尝试采用实验探究教学方法，即根据所学内容在科学知识和社会生活中选择和确定研究主题，在教学中创设一种探究情境，通过学生自主、独立发现问题，实验、操作、调查、信息搜集和处理，表达与交流等探索活动，来获得知识技能、情感态度，特别是探索精神和创新能力的发展的学习过程。实践证明，在化学探究性学习中，巧用实验方法去探究各种情境事件，能有效激活化学的知识储备，具有明显的开放性。
一、实验探究教学的优点
所谓实验探究教学是指学生在教师的引导下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色，通过发现问题，做出假设，自己设计实验方案，进行实验操作验证假设是否成立，然后进行归纳、总结规律的一种教学模式。其基本结构为：问题—假设—设计实验方案—实验操作—结论—应用。它具有下述三大优点：
1．有利于培养学生的学习兴趣
孔子曰“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。在初中化学教学中实施实验探究教学是培养学生学习化学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣才具有一定的稳定性和持久性。实践证明，实验探究教学既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲。探究《二氧化碳的性质》的一节课中，我根据教学重点设计实验，提出富有启发式的问题，引导学生积极思维。将课堂搬到实验室，把演示实验与学生分组实验有机结合起来。
2．有利于突出学生的主体作用
传统初中化学教学实验多为验证式实验，先由教师演示实验，然后学生观察现象，并归纳物质的性质，这样学生只是被动，消极的知识接受者，没有积极思维和创新，也没有探索的目标和方向。而实验探究教学则是在足够的时间和空间范围内，由学生在教师的引导下，查找资料，设计实验方案并进行实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人，是课堂教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情，变“要我学”为“我要学”。在《质量守恒定律》一课的教学中，教师普遍采用演示实验验证法，而我采用实验探究教学法来处理。上课前教师首先准备好所需实验仪器，由学生自己设计实验方案，探究化学反应前后各物质质量总和的关系，然后分析数据得出结论。这样充分调动学生学习的积极式和主动式，充分发挥学生的主体作用。
3．有利于充分挖掘学生的潜力，培养其创新能力
传统教学模式往往是教师牵着学生鼻子走，致使学生一味死记硬背而无暇顾及“创新思维。”而学生的创新思维是建立在对知识深入理解的基础上的。“我听了，忘记了；我看了，记住了；我做了，理解了”这句话充分说明学生的亲身体验体验对于理解知识的重要作用。实验探究教学就能给学生营造主动探求知识的宽松环境，让他们在成功的设计和实验操作的愉快情绪下，潜力得到充分发挥，思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中，通过自己的实验操作和验证，积极的去思考，去探索。从中就会迸发出更多的智慧和灵感。有利于学生创造思维能力的培养。例如：鉴别H2SO4和NaOH时，就可让学生设计多种方案，然后进行实验检验。学生们居然找到十多种方法，即（1）石蕊 （2）酚酞 （3）Na2CO3溶液 （4）BaCl2溶液 （5）CuSO4溶液 （6）FeCl3溶液（8）Zn （9）PH试纸 （10）CuO（11）Cu(OH)2等等。可见，学生们蕴藏着巨大的智力潜能，需要教师引领学生去挖掘
二、实验探究教学的策略
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。初中化学课程中的化学实验，虽然绝大多数是对物质组成、结构、性能及其变化规律的再认识，但从本质上看：这一过程，它一方面可以直观、生动、形象地产生化学问题，能对学生在科学探究中提出的猜想或假设进行验证；另一方面学生通过实验研究，能掌握化学基础知识和基本技能，初步学会化学研究的实验方法，培养自主探究能力。
1．策略一 增强实验趣味性
“兴趣是最好的老师”，实验的趣味性是提高学生探究精神的良好途径。如在学习酸和碱的化学性质之前，我先表演一小魔术：在黑板上挂一张“空”的白纸，当依次向纸上喷洒无色溶液A(水)B（氢氧化钠溶液）后，一朵娇艳的红色玫瑰赫然出现。在学生的惊叹声中，我又继续喷洒无色溶液C（稀盐酸），“玫瑰不见了，不见了，太神奇了”。在整个魔术观察过程中，学生的感观受到刺激，探究的兴趣被激起，这样将发现权交给学生，使学生思维在边实验边讨论的氛围中得到培养和提高。或者改变组织形式，我提出问题，学生自行设计，自我去探索，动手动脑。选用日常生活、环境、能源、生产中实际问题，家庭小实验来探求、解决自身紧密联系的问题。如：怎样简单快速除去室内异味？麦收季节如何防止自燃现象的发生？如何防止家庭金属制品生锈？等等；实验用品尽量来源于生活：如用鸡蛋壳代替石灰石，干电池锌皮代替锌粒，吸管代替导管，玻璃杯代替集气瓶、烧杯等。在破除封建迷信，破译魔术现象过程中，将学习与生活紧密结合，使学生感到化学无处不在，科学的神奇，拓宽学生思路，让学生在生活中探索化学，在化学中研究生活。
2．策略二 提高实验可视性
在化学实验中，要启迪学生的思维，其首要前提要求学生能清晰地观察到正确的实验现象，并对此产生浓厚的兴趣，展开积极的思考。提高实验的可视性，让学生对实验过程及现象获得清晰的印象。
CO2气体与NaOH溶液虽反应但无明显现象。如何使实验现象更明显呢？学生经过讨论提出以下猜想：
(1)利用指示剂变色呈现现象
(2)利用反应前后，密闭容器中CO2气体量改变，引起气压变化呈现现象。
猜想是否可行呢？学生利用已有知识，查阅相关资料得知：NaOH为碱，其溶液显碱性；Na2CO3为盐类物质，其溶液也显碱性。从而否定猜想（1）
讨论后，设计出以下实验方案
经过分组实验，方案一实验现象：试管内液面上升；
方案二实验现象：气球胀大
方案三实验现象：红墨水向右移动
方案四实验现象：烧杯中水倒吸入烧瓶形成喷泉，且变成红色
由以上现象确定猜想（2）可行。
反思实验探究过程，有同学提出质疑：以上现象是否因为CO2气体溶于水而产生？
经过讨论，同学一致认为应在每一实验方案中增加CO2与水反应的对比实验装置，从而使实验探究方案更严密。
从以上实验探究结果，同学们将此探究方案类推至SO2与NaOH溶液、KOH溶液等反应。
有些实验可将部分实验的器材的外观加以改变，使其符合学生的审美观，如将铁片、镁带、铜片剪成元素符号形状放入培养皿中与酸反应，通过投影仪将其放大更能激发学生的探究精神。让学生会感知，会观察，会表达。
3．策略三 强化实验的参与性
让学生参与实验之中，自主设计实验方案，并加以实施，观察实验现象，探讨实验原理，来提高学生学习的主动性，以求更好的激发学生的探究精神。另外拓宽实验的时间，将实验下行到课外。在学习酸的化学性质时，学生提出猜想：厨房里的食醋也是酸的，它是否也能象稀盐酸、稀硫酸那样与活泼金属、金属氧化物、部分盐（尤其是碳酸盐）等物质发生反应？针对这一猜想，我布置学生利用家里的食醋及相关生活日用品，如：细铁丝、带锈铁钉、干电池的锌皮、大理石块、食盐、碱面、鸡蛋皮等进行实验，验证自己的猜想。经过实验学生总结出食醋的化学性质与稀盐酸、稀硫酸相似。同时还积累了生活经验──利用食醋可以除去水垢。让学生深刻体会化学与生活之间的密切联系。
在教学中我将部分安全性高的演示实验尽量让学生来完成。充分利用校内资源，开放实验室，建立化学实验探究学习小组，开发课程资源，让学生根据自己的想法去做实验。
4．策略四 探索实验最优化
教材中有些实验操作方法在学生实际操作中仍存在这样那样的问题。我经常鼓励学生：实验方法需要创新而且可以创新，对其不足之处加以改进。这样既能促进学生对化学知识的理解和掌握，提高实验设计能力，又能培养学生创新意识。
在探究MnO2对H2O2溶液的催化作用时，学生将MnO2加入到5%的H2O2溶液中，观察到有气泡生成。再将带火星的木条伸入试管中，木条却未复燃。反复几次，结果相同。学生在分析过程中发现：带火星的木条从试管中取出后，前端变湿了。原来是H2O2溶液产生的O2中混有水蒸气造成的。则如何除去水蒸气使O2干燥成为首要解决的问题。学生经讨论后设计出以下方案（1）在试管口处加一带导管的单孔橡皮塞，与干燥管相连。（2）在试管口处加一带导管的单孔橡皮塞，与一根较长玻璃管相连，玻璃管外壁用冷毛巾包裹，使水蒸气充分冷却。经过实验，方案一效果明显，且操作简单易行，设计较理想：方案二效果较好，但玻璃管要足够长，且要更换冷毛巾，操作较繁琐。
学生在观察实验现象—提出猜想—设计实验方案—进行实验操作—得出实验结论的学习过程中，敢于提出质疑，其中评价方案优劣等环节能够很好体现学习的深度，发展探究能力。通过多次探究，让师生有了共同学习的平台，更加激励学生的探究精神，培养学生创新意识。
三、实验探究教学的效果
在教学中实施“实验探究教学”，可以充分发挥学生的主体作用，培养独立思考能力和创造思维能力，促进学生智力与非智力因素的同步发展。我曾经对实施这一教学方法的三个实验班的135名学生进行了调查。结果显示：学习兴趣方面，学生都喜欢上“实验探究”化学课。知识和技能掌握方面，绝大部分的学生认为，通过“实验探究教学”的学习，有助于对物质性质及其相互关系的理解，且在学习过程中，由自己或师生交替操作实验，更有利于掌握实验技能。现已有一半以上的学生能够熟练地独立地进行实验操作。培养能力方面，大部分学生认为，通过参与“实验探究教学”的锻炼，实验操作能力有了显著的提高，且能够带着问题，积极开动脑筋，设计出多种实验方案，目的明确地去做实验。更有部分学生关注生活中的化学问题，曾主动做过这类化学实验。
随着新课改的不断深入，教师们都在探求新的教学方法，尤其对“实验探究教学”更是下足了功夫。我认为，“实验探究教学”关键是教师要改变教学观念，以新的视角开展实验教学，要适当地变验证性实验为探究性实验、设计性实验，要挖掘实验的探究功能，优化实验教学，不仅可以激励学生产生强烈的求知欲望，主动地去获取知识、而且可充分发挥学生的智力潜能和非智力因素的作用。实验探究教学给学生创造了一个良好的学习氛围和最佳的学习心境，大大提高了课堂效率和学生学习效率，尤其是设计探究性实验，使学生受到科学研究方法的训练，从而达到既训练科学思维方法，又培养学生的创新能力之目的。通过实验探究教学充分体现学生的主体位置，把强烈的创新意识、科学思维和动手能力渗透给学生，激发学生探究精神，让他们在创新中成长。这是新课改的需要，也是培养未来人才的需要，让我们携起手来，共同为“实验探究教学”打开一扇窗。