謝 川

（廣西融水縣中學(xué)柳州市 545000）

一、緒言

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的重要手段，也能促使學(xué)生對所學(xué)知識加深理解。根據(jù)本人將近十年來的教學(xué)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，我認(rèn)為在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師不僅要指導(dǎo)學(xué)生怎樣觀察現(xiàn)象，還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生怎樣利用這些感性材料去思考問題，看到化學(xué)現(xiàn)象背后的本質(zhì)。本文擬對化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為探究性學(xué)習(xí)途徑的有關(guān)問題作初步探討。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)的關(guān)系

初中化學(xué)教學(xué)是化學(xué)教育的啟蒙階段，中學(xué)生特別是初中生普遍都是好奇心強(qiáng)[2]。在我?guī)н^的學(xué)生中，不管是優(yōu)等生還是后進(jìn)生，只要每次化學(xué)課涉及到實(shí)驗(yàn)的，學(xué)生們的聽課效率就特別高，他們學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)機(jī)往往是以滿足好奇心和感興趣為主的?！耙詫?shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)”是化學(xué)學(xué)科的基本特征，即使在由經(jīng)驗(yàn)化學(xué)向理論化學(xué)發(fā)展的今天，化學(xué)實(shí)驗(yàn)仍然是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的最現(xiàn)實(shí)、最生動(dòng)、最有效的物質(zhì)載體，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要任務(wù)是如何激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并使這種“短暫”的興趣能夠穩(wěn)定地保持并得以發(fā)展，從而提高他們學(xué)習(xí)化學(xué)的主動(dòng)性和積極性。

1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)的一種重要途徑

研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主地獲取知識和技能、體驗(yàn)和了解科學(xué)研究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學(xué)的價(jià)值觀和活動(dòng)過程[3]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)過程中的能動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)形式，化學(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了親身參與實(shí)踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的功能和研究性學(xué)習(xí)的特征決定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)必然是研究性學(xué)習(xí)的重要途徑[4]。

2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為研究性學(xué)習(xí)途徑的教學(xué)策略

化學(xué)教學(xué)中提倡和鼓勵(lì)學(xué)生通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中的功能，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在研究性學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)問題情境、驗(yàn)證假設(shè)或猜想等環(huán)節(jié)中的作用[2]?，F(xiàn)代化學(xué)教育提倡研究開發(fā)研究性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)和研究解決問題的方法，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)研究性學(xué)習(xí)的根本轉(zhuǎn)變[1]。

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)課題的選擇

通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展研究性學(xué)習(xí)，必須著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲗W(xué)習(xí)能力，同時(shí)也必須依據(jù)學(xué)生的知識能力來確定研究課題，特別是依據(jù)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰磉x擇適當(dāng)?shù)难芯空n題[4]。根據(jù)我關(guān)于開展研究性學(xué)習(xí)的體會(huì)，在服從課題研究的原則基礎(chǔ)上，我主要采用以下幾種方法選擇課題。

1.結(jié)合化學(xué)教學(xué)選擇研究課題

當(dāng)今課改的重要任務(wù)就是要提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，適當(dāng)增加一些探索性實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如我在在“燃燒條件的研究”的實(shí)驗(yàn)中，完成教材中的教學(xué)任務(wù)后，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)疑猜想“影響蠟燭燃燒時(shí)間的因素”。如果按照一般實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，讓學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往缺少參與的興趣。為了提高學(xué)生的積極性，我把研究性學(xué)習(xí)理念運(yùn)用其中，對這個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：（1）讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在倒扣的燒杯下面，蠟燭一會(huì)兒就會(huì)熄滅。影響蠟燭燃燒時(shí)間的因素有哪些呢？高度是否會(huì)影響蠟燭燃燒的時(shí)間？如何影響？（2）提出假設(shè)。讓學(xué)生圍繞上述問題進(jìn)行討論，他們提出了三種假設(shè)：蠟燭越高，燃燒時(shí)間越短（即高的先熄滅）；蠟燭越低，燃燒時(shí)間越短（即低的先熄滅）；同時(shí)熄滅。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)。將容積相同的兩個(gè)大燒杯同時(shí)倒扣在高低不等的兩支燃燒的蠟燭上，用秒表分別測量他們的燃燒時(shí)間，并將測量的時(shí)間數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)的表格中。（4）獲取結(jié)論，交流評價(jià)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有三種：一是低的先熄滅；利用生物學(xué)的知識解釋為：二氧化碳?xì)怏w的密度大于空氣，聚集在底部將矮的蠟燭先熄滅。二是高的先熄滅。利用物理學(xué)的知識解釋為：蠟燭燃燒的熱量使二氧化碳?xì)怏w的密度變小而上升，將高的蠟燭先熄滅。三是同時(shí)熄滅。當(dāng)上述兩種因素同時(shí)起作用時(shí)，高低不同的兩支蠟燭就會(huì)同時(shí)熄滅。

2.結(jié)合日常生活選擇研究課題

社會(huì)生活中的問題無處不在，我引導(dǎo)學(xué)生從自己身邊開始思考，提出問題，并篩選確定研究課題，然后讓學(xué)生收集資料、研究實(shí)驗(yàn)方案，通過實(shí)驗(yàn)自主探討、自主學(xué)習(xí)，極大發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。如探討鐵生銹的原因，一方面當(dāng)作家庭小實(shí)驗(yàn)，提前一周布置給學(xué)生在家里做。到了上鐵的性質(zhì)這節(jié)課時(shí)，將實(shí)驗(yàn)室預(yù)先做好的鐵釘生銹實(shí)驗(yàn)的三支試管展示給學(xué)生看，并請他們與自己所做的家庭小實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照，學(xué)生很自然就接受了“鐵在潮濕的空氣中能跟氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成鐵銹”這一事實(shí)。進(jìn)而再請學(xué)生思考：“一半浸在水中的鐵釘，哪一部分銹斑最明顯，為什么？”啟迪學(xué)生對教材第119頁討論題“你認(rèn)為鐵在什么條件下最容易生銹？”進(jìn)行探究，另一方面學(xué)生又到工廠、商店、居民區(qū)、農(nóng)村開展實(shí)地調(diào)查，學(xué)生對鐵生銹的原因、造成的危害及預(yù)防生銹的措施有了全面深刻的認(rèn)識，寫出了較高質(zhì)量的化學(xué)小論文。

3.結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐選擇研究課題

我結(jié)合我們當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)的實(shí)際情況，結(jié)合課外活動(dòng)及實(shí)踐活動(dòng)的開展，讓學(xué)生大膽探索、積極創(chuàng)新。譬如圍繞水的問題，可以啟發(fā)學(xué)生從我縣水的資源、利用、水患、污染、監(jiān)測、防治等方面去思考，學(xué)生積極性高，提出了許多問題，他們調(diào)查排污口，參觀自來水廠，監(jiān)測水的pH值及重金屬離子、苯酚等含量，并請來環(huán)保局專業(yè)人員分析講解，使的我們學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐的積極性大大增加。

4.結(jié)合化學(xué)課外活動(dòng)選擇研究課題

化學(xué)源于生活，而又作用于生活。化學(xué)知識已廣泛滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面、各個(gè)角落。本人認(rèn)為，貼近生活，探究生活，創(chuàng)設(shè)生活化學(xué)實(shí)驗(yàn)新模式應(yīng)該是我們化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的重要設(shè)想之一。因此，在我的化學(xué)教學(xué)中，我大力倡導(dǎo)“到實(shí)驗(yàn)室外做實(shí)驗(yàn)，在生活中學(xué)化學(xué)”，注重教學(xué)內(nèi)容在生活中的延伸和拓展，利用學(xué)生對新鮮事物的好奇心，對生活及社會(huì)熱點(diǎn)的關(guān)注，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)生活化學(xué)實(shí)驗(yàn)，家庭小實(shí)驗(yàn)等，讓每一個(gè)學(xué)生都能獨(dú)立思考、獨(dú)立創(chuàng)新；張揚(yáng)自我、顯示個(gè)性，充分釋放自己的潛能；在生活中進(jìn)行知識的再創(chuàng)造、在發(fā)現(xiàn)。譬如我在在完成“酸堿指示劑”教學(xué)之后，讓學(xué)生利用花瓣、樹葉、水果等自制酸堿指示劑，學(xué)生即可體會(huì)到知識在生活中應(yīng)用的樂趣，又通過親自動(dòng)手，克服困難，不斷探求，獲得成功創(chuàng)造的快樂，不僅知識得到升華，獨(dú)立創(chuàng)新能力也進(jìn)一步得到培養(yǎng)和鍛煉。

四、研究性學(xué)習(xí)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

為了提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力，在演示實(shí)驗(yàn)中，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，使之變?yōu)樘骄啃汀⒃O(shè)計(jì)型、科研型的實(shí)驗(yàn)。例如：在關(guān)于溶液的導(dǎo)電性演示實(shí)驗(yàn)中，我給出了所需的藥品和儀器，然后讓學(xué)生自擬一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證物質(zhì)的導(dǎo)電性。教學(xué)中我這樣安排：（1）學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)方案。（2）學(xué)生詳細(xì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作過程。（3）師生討論、評價(jià)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，獨(dú)立探索、研究，盡管學(xué)生花的時(shí)間長一些，但在操作中提高了他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，通過解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)疑難問題，提高了學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的能力。

2.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以使學(xué)生觀察到用語言難以表達(dá)清楚的清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增強(qiáng)直觀的感性認(rèn)識，而且能培養(yǎng)學(xué)生觀察、描述、分析問題和解決問題的能力[5]。但實(shí)驗(yàn)必定會(huì)涉及到有害、有毒的物質(zhì)，從某種意義上講我們學(xué)校中環(huán)境污染主要來源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要力求利用最少的實(shí)驗(yàn)藥品，獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果，最大限度的減少廢棄物，提高學(xué)生的環(huán)境意識是非常必要的，也是切實(shí)可行的。因此，我在每一次實(shí)驗(yàn)完畢后，都啟示學(xué)生利用已學(xué)知識對廢棄物進(jìn)行處理，以防止廢棄物對環(huán)境的污染，并結(jié)合汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸工具排放廢氣污染空氣而形成光化學(xué)煙霧的實(shí)例，對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保意識的教育，以提高學(xué)生的環(huán)保意識，使學(xué)生意識到環(huán)保應(yīng)從我做起。

3.研究不同反應(yīng)條件對實(shí)驗(yàn)的影響

學(xué)生做了在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液實(shí)驗(yàn)后,我讓他們將上述實(shí)驗(yàn)操作順序顛倒,觀察現(xiàn)象,并進(jìn)行解釋。再如用較純凈的鋅粒與稀硫反應(yīng)速度較慢,當(dāng)在反應(yīng)混合物中加入少量CuSO4溶液時(shí),反應(yīng)速度大大加快,這些均可讓學(xué)生探索到實(shí)驗(yàn)的原理。

4.設(shè)計(jì)創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)習(xí)題

一位著名的科學(xué)家曾經(jīng)這樣問過他的一個(gè)天天忙碌不休的學(xué)生：“你每天都在做實(shí)驗(yàn)，那你在什么時(shí)間思考呢？”這個(gè)故事生動(dòng)的告訴我們，親自參與，動(dòng)手操作，可以積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，而從另一個(gè)側(cè)面來說，只有獨(dú)立思考，才能發(fā)現(xiàn)問題，也才能使思維品質(zhì)得到進(jìn)一步的發(fā)散，創(chuàng)新才有可能存在，知識才能進(jìn)一步的升華提高和發(fā)展。實(shí)驗(yàn)習(xí)題作為實(shí)驗(yàn)的重要的組成部分，是一種要求較高的特殊形式的實(shí)驗(yàn)。它要求學(xué)生利用已有的知識和能力，獨(dú)立地學(xué)習(xí)、思考、分析問題，得出結(jié)論。如：討論實(shí)驗(yàn)的原理，儀器和藥品的選擇，操作步驟的設(shè)計(jì)等等，這樣通過新穎的實(shí)驗(yàn)習(xí)題的訓(xùn)練，既培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識，解決具體問題的能力，也使學(xué)生的思維發(fā)散、創(chuàng)新，得到進(jìn)一步提高。如我在《鹽的性質(zhì)》教學(xué)之后，我給學(xué)生安排這樣一道習(xí)題：某一份無色溶液含有Na+可能含有CO32-、SO42-、Cl-等陰離子。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證三種陰離子的存在，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生通過討論分析、課堂交流，比較、篩選：要驗(yàn)證CO32-、SO42-、Cl-三種陰離子的存在，首先要驗(yàn)證CO32-的存在，但不能用稀鹽酸或稀硫酸，以防對溶液中SO42-?和Cl-產(chǎn)生干擾，只能用稀硝酸且過量；其次驗(yàn)證SO42-的存在，應(yīng)用Ba2+，但不能用BaCl2溶液，以防對檢驗(yàn)Cl-產(chǎn)生干擾；最后才能用AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl-。

通過上過實(shí)驗(yàn)習(xí)題有針對性的訓(xùn)練，在課堂教學(xué)中不斷創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)置懸念，組織學(xué)生交流、探討、分析，使學(xué)生在討論中自我修正、完善、評價(jià)，能動(dòng)地進(jìn)行主體表現(xiàn)。而且討論中學(xué)生更全面的對知識進(jìn)行了分析和評價(jià)，大大開闊了學(xué)生的思維境界，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生敢于探索的毅力和自信心，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

五、通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意的問題

1.引導(dǎo)學(xué)生通過多種途徑進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究性學(xué)習(xí)的重要途徑，但并非是惟一的途徑。有些內(nèi)容用探究性學(xué)習(xí)并不一定需要通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行，特別是對學(xué)生具有較多知識背景的內(nèi)容和物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)更是如此。如學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)模型提出質(zhì)疑，我們無法通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，但可以通過化學(xué)史料，沿著科學(xué)家的研究足跡，去想象、去思考。有些內(nèi)容的研究性學(xué)習(xí)可以通過包括化學(xué)實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的多種途徑來進(jìn)行。因此，在化學(xué)教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況、具體學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)校的教學(xué)條件等，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)、合理地選擇研究性學(xué)習(xí)的途徑。

2.營造良好的研究性學(xué)習(xí)的氛圍

學(xué)生對事物有天然的好奇心和探究的愿望，學(xué)習(xí)的進(jìn)行很大程度上取決于這種自然傾向的激發(fā)。教師必須注意給學(xué)生營造寬松、民主、自由的氣氛。英國哲學(xué)家約翰密爾曾說過：天才只能在自由的空氣里自由自在地呼吸。在通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出實(shí)驗(yàn)方案，即使是在對學(xué)生提出的不全面、不完善甚至錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案，也要以表揚(yáng)鼓勵(lì)為主，充分肯定學(xué)生在提出實(shí)驗(yàn)方案過程中的主動(dòng)參與精神和創(chuàng)新意識。另外，教師應(yīng)保護(hù)學(xué)生的好奇心、探究欲和探究性行為，允許他們在保證安全的前提下按照自己的方案進(jìn)行研究活動(dòng)，讓學(xué)生在探究過程中經(jīng)受挫折的磨練，并體驗(yàn)研究的樂趣和成功的喜悅。

3.注意在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種重要的科學(xué)活動(dòng)，可以把觀察、實(shí)驗(yàn)控制、收集事實(shí)、分析和統(tǒng)計(jì)結(jié)果等科學(xué)方法融于一體。在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握科學(xué)研究方法。通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)還可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神，一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)作風(fēng)，這些是研究性學(xué)習(xí)的必要條件，也是學(xué)生在未來社會(huì)全面發(fā)展所必需的基本素質(zhì)。

六、結(jié)語

總之，通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展研究性學(xué)習(xí)，把研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)和教育理念貫穿于化學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，增強(qiáng)了學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和趣味性。學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?，促進(jìn)了研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展，提高了研究課題的質(zhì)量；反之，研究性學(xué)習(xí)又進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)踐能力，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。同時(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究中樹立了堅(jiān)忍不拔、百折不回的意志品質(zhì)，養(yǎng)成了追求真理、實(shí)事求是的科學(xué)精神。

[1]梁慧姝鄭長龍.化學(xué)實(shí)驗(yàn)論.南寧：廣西教育出版社，1996.16～89

[2]劉知新.化學(xué)教學(xué)論.北京：高等教育出版社，1997.32～97

[3]劉大春.科學(xué)哲學(xué)通論.北京：中國人民大學(xué)出版社，1998.69～76

[4]劉上賢.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)大全.上海：上海教育出版社，1998.28～107

[5]許振明.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.北京：北京師范大學(xué)出版社，1999.56～66