針對普通高中學生實際全面優(yōu)化實驗探究教學張怡上海市永興高級中學200023摘要針對普通高中學生實際，對課堂實驗教學中的關(guān)鍵問題探究式教學進行探討。闡述了對例證性實驗教學與探究性實驗教學的理解，明確地指出當前化學教學實驗教學中要處理好例證性實驗和探究性實驗的關(guān)系，要將例證性實驗適當改變成探究性實驗接著從四個方面介紹了對優(yōu)化實驗探究教學的思考與探索。關(guān)鍵詞普通高中學生實驗教學探究性實驗例證性實驗化學教學中的實驗通常被分為“驗證性實驗”和探究性實驗兩類。所謂“驗證性實驗”是指讓學生在已經(jīng)知道結(jié)果及過程的基礎(chǔ)上進行實驗操作，以強化某些認識為目的的實驗。其實，把這類實驗稱為“驗證性實驗”并不恰當，稱為“例證性實驗”則比較準確。1這是因為，實驗是科學探究的基礎(chǔ)，科學研究中的實驗主要是對研究對象的某些認識或者假說進行驗證?；瘜W教學中的探究性實驗也常常要對假設(shè)進行驗證。顯然，科學研究中的驗證性實驗，以及化學教學中探究性實驗中的驗證，跟化學教學中的所謂“驗證性實驗”是截然不同的，必須避免把它們混為一談?！袄C性實驗”準確地明示了實驗的目的和功能，它以實例證明傳授內(nèi)容，注重的是探究結(jié)果（事實、概念、理論），而不是探究的過程，傳授的知識和科學過程分離，而且與實驗發(fā)生的背景無關(guān)。例證性實驗的教學模式通常是“告訴驗證應用”，學生們用實驗驗證學習的原理、概念性質(zhì)或者規(guī)則、過程，這種“照方抓藥”模式是高度固定化的。目前，在高中化學課本中所涉及的學生實驗絕大部分仍是例證性實驗，不利于學生的主動探究學習?；瘜W教學中的探究性實驗通過實驗來回答學生感興趣的問題，激發(fā)學生的好奇心，培養(yǎng)科學探究能力，是一種具有參與性和體驗性，并且在教師指導下展開的活動。探究性實驗的教學模式一般是“發(fā)現(xiàn)問題提出課題實驗探究形成結(jié)論”。它跟科學研究中的實驗活動比較接近，要對某些假說或認識進行檢驗。在這類實驗活動中，學生通過自主地參與獲得知識的過程，可以形成科學概念，養(yǎng)成一定的探究能力以及探索未知世界的積極態(tài)度。1吳俊明等科學教育基礎(chǔ)北京科學出版社，2008139我校是一所普通高中，學生的學習基礎(chǔ)不是很好，學習能力明顯不如重點中學的同學，作為老師，是無法選擇也不應該選擇學生的，我們有責任將所有的學生都培養(yǎng)成社會需要的人才。這就要求我們老師能有意識地在課堂教學中滲透能力的培養(yǎng)過程，培養(yǎng)學生正確的、科學的思維方式和科學品質(zhì)?？紤]到學生現(xiàn)有的學習水平，在高三化學實驗復習教學中，我不是一味機械地重復舊知識，而是將高中教材中的有關(guān)例證性實驗適當修改，對“例證性實驗”與“探究性實驗”進行整合，采用引導探究式的教學模式，努力使學生在原有的認知基礎(chǔ)上再上一個臺階，在鞏固“雙基”的基礎(chǔ)上，提升能力。通過實踐我感到，要全面優(yōu)化，才能真正使探究性實驗體現(xiàn)出它的價值。為此，有這樣幾點需要注意1創(chuàng)設(shè)好誘人的實驗探究情境，充分發(fā)揮學生的主體作用高中教材為我們提供的學生實驗往往著眼于單層次、單側(cè)面的實驗內(nèi)容，因而有著較大的局限性和單調(diào)性。進入高三實驗復習階段，為了達到讓學生會學、會做、能創(chuàng)新的目的，有必要對實驗內(nèi)容進行適當?shù)耐卣购脱a充，積極創(chuàng)設(shè)問題情境，形成探索的氛圍，使實驗過程成為師生共同參與的“研究”過程，盡量讓學生多層次、全方位地認識化學原理，并滲透科學思想，啟迪學生科學的化學研究方法。為此，要從實驗涉及的知識和學生的生活經(jīng)驗、經(jīng)歷中去提出讓學生探究的問題，重視問題的開放性，創(chuàng)設(shè)情境引導學生設(shè)計實驗去探究、證明。課例高三定量實驗復習課銅片與濃硫酸反應后余酸物質(zhì)的量的測定【情境引入】發(fā)現(xiàn)問題取64G銅片和02MOL濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余。從化學方程式的系數(shù)看，根據(jù)投入的銅片和硫酸的量，應該是恰好完全反應，那為什么銅片不能全部溶解呢【追問】這個實驗結(jié)束后，燒瓶里的溶液中可能存在哪些微粒【提出課題】能不能運用定量實驗測定的三種方法設(shè)計實驗方案，測出銅片與濃硫酸反應后剩余硫酸的物質(zhì)的量【提示】銅片與濃硫酸的反應是很復雜的，硫酸的濃度不同，可能會發(fā)生很多副反應。【學生討論、交流】設(shè)計方案如何測量M（剩余CU片）如何測量MSO2（討論用液體吸收劑還是固體吸收劑好）如何測量NCU2MCUO如何測量NSO42MBASO4討論加BACL2還是加BAOH2好如何測量VSO2如何測量NHVH2（討論用怎樣的金屬好）如何測量NHVNAOH在學生討論的基礎(chǔ)上，教師歸納，然后細化每種方法，并進一步引導學生總結(jié)、升華，鞏固、提升學生對定量實驗設(shè)計三類方法的認識。象這樣開放性的探究主題，通過多類知識聯(lián)系、多種實驗方案的設(shè)計，能讓學生的創(chuàng)新思維的多向性得到充分發(fā)揮，綜合能力不斷提高。學生作為學習的主體，在教學中應充分體現(xiàn)出來，實驗教學也是這樣，應該鼓勵學生自己觀察、思考、提問，設(shè)計合理的實驗步驟并進行操作，同時注意引導學生間相互幫助、相互協(xié)作，共同體驗科學探究的樂趣，才能體現(xiàn)探究學習的成效。2創(chuàng)設(shè)好和諧的實驗探究氛圍，注重學生間的合作和交流在教學實踐中，民主、和諧的探究學習氛圍可以使學生的學習主動性提高，學生的思維也顯得特別活躍。所以，營造積極的課堂學習氛圍，努力創(chuàng)設(shè)“教師學生”及“學生學生”之間民主、平等、自由、寬容和諧的學習氛圍，讓學生消除探究學習過程中的恐懼心理，有心理安全感，全身心投入學習探索與創(chuàng)造之中，是實驗探究的前提。在學生做實驗進行探究的過程中，教師在教室里四處走動，與各小組進行交流，傾聽學生的問題和想法，不時評價學生的探究進程并確定適合學生的下一步學習計劃。教師要相信每一位學生都是天生的探索者，保護、支持學生的興趣，尊重學生的觀點和思維，尊重學生在探究活動中的個性發(fā)現(xiàn)。在平等、自由的氛圍下，學生的探究意識才能被激活，使探究成為自身發(fā)展的一種需求，只有這樣提高探究的有效性才成為可能。交流與合作是科學學習的重要途徑，對普通中學的學生尤為重要。通過交流與合作，可以使學生貢獻出經(jīng)驗和發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同完成單個學生無法完成的復雜任務(wù)。在整個探究過程中，教師必須在引導學生獨立探究的基礎(chǔ)上，重視引導學生開展討論和交流活動。教師在指導學生進行探究性學習的過程中切不可直接提供給學生實驗時所需要的儀器以及實驗的方法、步驟，而要引導學生開展討論和交流活動，使學生發(fā)表自己的探究成果和方法、傾聽他人的探究經(jīng)驗，并進行客觀的比較和鑒別，從不同的角度改進，提高認識，克服獨立探究中的片面性和局限性，正確理解所獲得的知識。只有協(xié)調(diào)的合作行為，才能真正達成科學探究的目的。3給予學生充足的探究時間，確保實驗探究有效很多時候，我們教師為了保證課堂的完整性，探究活動尚未完成就喊停。學生剛進入探究關(guān)鍵階段，教師就急于要整理材料，致使探究成了一個形式，匆匆地走過場。這樣的探究怎么能培養(yǎng)出學生的科學探究精神呢在課堂中，教師要減少不必要的講解時間，把課堂時間的支配權(quán)給學生，給學生以充足的時間沉浸在科學活動中，讓他們感受“研究”是一件快樂的事，只要學生愿意，就應為他們適當延長探究時間。不同的探究實驗需要的時間是不同的。參與同一個實驗，每一個學生所需的時間不相同，在這個環(huán)節(jié)上教師要多關(guān)注進度慢的學生，及時幫助他們解決疑難，同時又注意引導速度快的學生及時整理實驗結(jié)果，凝煉對研究過程的體驗和結(jié)果。更重要的是，在教學時間有限的情況下，要精心選擇探究內(nèi)容，使其能起到“舉一反三”作用。4搞好探究性實驗和例證性實驗優(yōu)化和整合41例證性實驗的改進增加問題的探究性、開放性對于象我校這樣基礎(chǔ)較薄弱的高三學生來說，教師不能以為學生能力有限，不能開展探究式學習、不會自主學習、難以達成教學目標而放棄對學生能力培養(yǎng)的每一個契機和載體。采用低水平的反復習題操練來提高高考的成績，其實就忽視了以學生發(fā)展為本。對于知識要求和能力要求較高的教學內(nèi)容，教師要通過逐步增加問題的探究性、開放性，并且選用合適的教學方法，兼顧兩者的落實。課例高三復習FE3、FE2的轉(zhuǎn)換片段1通過設(shè)計簡單實驗1證明FE3有氧化性2證明FE2有還原性提供可選藥品試劑有FECL3溶液、FESO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、ZN粉、FE粉、CU粉、淀粉溶液、CCL4溶液、氯水、酸性KMNO4溶液片段2綜合運用,拓展提高如何通過設(shè)計簡單實驗，比較FE3、BR2、I2的氧化性強弱提供實驗藥品和試劑FECL3溶液、FESO4溶液、KSCN溶液、KI溶液、CCL4溶液、溴水、NABR溶液片段3回歸生活，學以致用家用“84消毒液”的主要成分是NACLO，如何用今天所學到的鐵的化合物的性質(zhì)設(shè)計實驗證明84消毒液具有強氧化劑高三復習時，我把實驗手冊上原有的例證性實驗進行改編，增加了實驗操作的開放性和探究性，讓學生在原有的認知基礎(chǔ)上，通過設(shè)計原理正確、過程簡單、操作方便、現(xiàn)象明顯的化學實驗，經(jīng)歷科學探究的過程，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，感悟探求和掌握知識的一般方法。作為教師，我們要創(chuàng)造機會，把握每一個培養(yǎng)學生能力的途徑，充分利用好教材，讓學生通過主動學習，積極思維，獲取知識，培養(yǎng)能力。42探究性實驗的優(yōu)化分層次分解，注意教學內(nèi)容的滲透、落實為了同樣達到高三化學教學最后一輪復習的要求，既落實高考考綱知識的要求，同時又提升學生的能力，對于銅片與濃硫酸反應后余酸物質(zhì)的量的測定這樣較高要求的定量實驗設(shè)計的復習課，我采用“問題驅(qū)動引導探究”教學模式，以“問題驅(qū)動”作為切入點，精心設(shè)置問題，適時引導，層層設(shè)疑，把大問題化為小問題，驅(qū)動學生參與到課堂探究活動中來，從而推動課堂教學的進行，來達成“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”的三維教學目標。實踐證明，針對我校學生選用這樣的教學模式是有效的。我在這次教學設(shè)計中采用了“分層次分解”的設(shè)想先根據(jù)實驗目的和定量實驗設(shè)計的思路確定實驗原理，初步形成一些實驗方案，建立每種方案的大致框架（此時的方案僅涉及把實驗目的量轉(zhuǎn)化成可測量、實驗原理等，這是第一層次），再兼顧定量實驗的三種方法，從中選取比較有代表性的四種方案，細化討論（其中涉及主要實驗步驟、儀器的選擇、裝置連接順序、藥品的選用、誤差分析、數(shù)據(jù)處理等，這是第二層次），最后根據(jù)學生自身參與體驗的過程，升華本堂課討論的問題（定量實驗設(shè)計的原則和需考慮的因素，這是第三層次）。分層次遞進分解學習的做法是為了降低學生的思維難度，同時也指引思維方向。達到第二層次，對于學生的化學實驗觀察和已有知識的運用都提出了較高的要求，達到第三層次對學生的學習方法和學習能力提出了更高層次的要求。課堂教學實踐反映，同學對這樣分層次遞進的學習方式能夠接受和應對，既能將原有的實驗基礎(chǔ)知識進行復習和鞏固，同時也能體驗自己設(shè)計簡單實驗方案的學習快樂過程，克服實驗設(shè)計的畏難情緒，提高對實驗學習的自信心。在進行驗證性實驗的教學時，不能為了讓學生探究，而置教學內(nèi)容于不顧，要注意結(jié)合實驗教學的內(nèi)容，結(jié)合自己學生的實際情況合理安排和引導學生進行實驗探究。在進行實驗探究之后，要及時組織學生對實驗結(jié)果、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析，討論和組內(nèi)、組間的交流。43兩類實驗相互配合，適度整合實驗探究式學習是強調(diào)學生自主積極投身其中的學習方式。與傳統(tǒng)的例證性實驗比較，探究性實驗能大大提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維能力；能讓學生真正成為學習的主人，體現(xiàn)教師的“導”為學生的“學”服務(wù)這一現(xiàn)代教學理念；還能將學生的認知活動與非智力品質(zhì)的發(fā)展聯(lián)系起來，是提高化學教學質(zhì)量和學生科學素養(yǎng)的重要手段。因此在化學實驗教學過程中應大力倡導探究式學習的研究與實踐。但是，探究性實驗花費的時間比較多，而例證性實驗耗費的教學時間比較少，而且可以培養(yǎng)學生的實驗操作、數(shù)據(jù)處理等技能。把兩者適當?shù)卣希欣诟玫卮龠M學生發(fā)展。課例高三復習氯水的酸性和漂白性A例證性實驗（演示實驗或?qū)W生實驗）向稀NAOH溶液中滴加酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色，再逐滴滴加新制的氯水，溶液紅色逐漸變淺并褪去。在上述溶液中再加入NAOH溶液后不能變紅色。說明氯水表現(xiàn)出漂白性，由于漂白而使有色物質(zhì)褪色。B探究性實驗向稀NAOH溶液中滴加酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色，再逐滴滴加新制的氯水，溶液紅色逐漸變淺并褪去。設(shè)計實驗解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。將相關(guān)藥品放在實驗臺上，供學生選擇，讓學生自由實驗。C整合案例提出問題向稀NAOH溶液中滴加酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色，再逐滴滴加新制的氯水，溶液紅色逐漸變淺并褪去。產(chǎn)生現(xiàn)象的原因有哪些如何驗證學生討論形成假設(shè)甲同學認為是氯水中的酸中和了NAOH；乙同學認為是氯水表現(xiàn)出漂白性，由于漂白而使有色物質(zhì)褪色。設(shè)計實驗方案在上述溶液中再加入NAOH溶液，如果溶液又變紅色，則甲的觀點正確，如果溶液不變紅色，則乙的觀點正確；或在上述溶液中再加入酚酞溶液，如果溶液又變紅色，則乙的觀點正確，如果溶液不變紅色，則甲的觀點正確；學生實驗操作，驗證假設(shè)，形成結(jié)論。這個題目雖然多次給學生講過，也采用過多種方法。第一種方法學生是被動的接受知識，雖然操作了實驗，但缺少全面思考問題的過程，對知識只是靠觀察現(xiàn)象來記憶。第二種方法，我也曾在班級試用過。由于學生學習能力