陳明肇

（福州第十五中學(xué)，福建 福州 350009）

高中化學(xué)實驗探究教學(xué)的實踐與思考

陳明肇

（福州第十五中學(xué)，福建 福州 350009）

從課程標(biāo)準(zhǔn)和教材出發(fā)，探討二者對化學(xué)實驗探究的要求，闡述了化學(xué)實驗探究教學(xué)的流程與模式，并結(jié)合案例分析，最后對實驗探究教學(xué)的實施與策略進(jìn)行探討。

化學(xué)實驗；探究教學(xué)；高中化學(xué)

實驗是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，探究是化學(xué)教學(xué)的靈魂。“實驗探究教學(xué)是科學(xué)探究的一種重要的表現(xiàn)形式。”［1］它是化學(xué)實驗教學(xué)中最常用的有效方法，是每一位化學(xué)教師在教學(xué)中都要面對和研究的重要課題。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)和教材對化學(xué)實驗探究的要求

從高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)看，課標(biāo)積極倡導(dǎo)以探究為主的學(xué)習(xí)活動，突出學(xué)科的重要特征——化學(xué)實驗。如在課程性質(zhì)的“三個有利”中提到要有利于體驗和學(xué)習(xí)探究的過程和方法；課程理念則要求體驗以化學(xué)實驗為主的科學(xué)研究過程；同樣在課程目標(biāo)中強調(diào)科學(xué)探究是一種使學(xué)生體驗探究過程和探究樂趣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，充分說明了實驗探究教學(xué)的重要性，明確了其在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的主導(dǎo)地位。

從現(xiàn)行教材（以蘇教版高中化學(xué)教材為例）看，實驗主要設(shè)置在“活動與探究”及“觀察與思考”兩個欄目中，落實在必修中的《化學(xué)1》《化學(xué)2》和選修中的《化學(xué)反應(yīng)原理》《有機化學(xué)基礎(chǔ)》《物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》《化學(xué)與生活》等模塊中。在“活動與探究”欄目中實驗的呈現(xiàn)方式有兩種：一是問題情境、實驗設(shè)計已經(jīng)完成要求學(xué)生猜想、實驗、觀察、分析、總結(jié)、交流；二是提出問題要求學(xué)生完成猜想、設(shè)計、探究、結(jié)論、討論。兩種方式互相補充，讓學(xué)生充分體驗探究、學(xué)習(xí)探究的各個環(huán)節(jié)。

二、化學(xué)實驗探究教學(xué)的流程與模式

通過對高中化學(xué)知識結(jié)構(gòu)的研究分析，探究的課題主要分成兩方面，即化學(xué)反應(yīng)原理的探究和物質(zhì)的性質(zhì)推斷，可將“原理”和“性質(zhì)”兩大模塊的實驗探究在實際操作中按一種模式兩個思路進(jìn)行。即（1）創(chuàng)設(shè)情境、提出問題（理論的假設(shè)）→實驗設(shè)計→實驗探究（驗證假設(shè)）→解釋與結(jié)論→反思與表達(dá)。（2）創(chuàng)設(shè)情境、提出問題（性質(zhì)推斷）→實驗設(shè)計→實驗探究（驗證性質(zhì)）→解釋與結(jié)論→反思與表達(dá)。其中有三個重要環(huán)節(jié)最能體現(xiàn)其教學(xué)特色，即猜想體現(xiàn)出問題意識，設(shè)計說明了探究意識，而實驗則表現(xiàn)出科學(xué)的方法。以下通過兩個實例闡述其流程和模式。

案例1：探究碳酸鈉溶液呈堿性的原因

（1）提出問題（理論的假設(shè)）

Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的嗎？假設(shè)是由水解引起的，那么使水解平衡移動將改變?nèi)芤旱膲A性。

（2）實驗設(shè)計

向盛有Na2CO3溶液的試管中滴加酚酞試液，觀察其顏色的變化，然后再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液，并觀察現(xiàn)象。

（3）實驗探究

滴加酚酞試液，Na2CO3溶液顯紅色，再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀，且溶液紅色褪去。

（4）解釋與結(jié)論

為什么滴加酚酞試液的Na2CO3溶液顯紅色，滴入過量的CaCl2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀，且溶液紅色褪去？

［討論］滴加CaCl2溶液后，CO32-與Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀，根據(jù)勒夏特列原理水解平衡向左移動，使OH-濃度減小，溶液紅色逐漸褪去。因此，實驗結(jié)果可以確認(rèn)原猜想是正確的。

［結(jié)論］Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的。

（5）反思與表達(dá)：CO32-＋H2O? HCO3-＋OHCO32-＋Ca2+＝CaCO3↓

案例2：探究濃硝酸和稀硝酸的氧化性

圖1 銅片與硝酸反應(yīng)的實驗裝置圖

（1）提出問題（性質(zhì)推斷）：濃度不同的硝酸是否都有強氧化性？

（2）實驗設(shè)計：如圖1。

（3）實驗探究。將濃硝酸加入裝有銅片的試管中，反應(yīng)較劇烈生成藍(lán)色溶液，產(chǎn)生紅棕色氣體。往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，繼續(xù)實驗反應(yīng)后有無色氣體生成，接觸空氣氣體變?yōu)榧t棕色。

（4）解釋與結(jié)論

［討論］從實驗可知濃度不同的硝酸都能與銅片反應(yīng)，但反應(yīng)的劇烈程度不同，生成物不同。

［結(jié)論］不同濃度的硝酸都具有強氧化性，且都能氧化不活潑的金屬銅，還原產(chǎn)物不同（二氧化氮、一氧化氮）；氧化性比較：濃硝酸強于稀硝酸。

（5）反思與表達(dá)

Cu＋4HNO3（濃）＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

實驗探究過程一般經(jīng)歷五個階段即：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

好的問題情境能激發(fā)學(xué)生強烈的探究欲望，因此“問題的設(shè)計要有指導(dǎo)性，即針對探究目的或重要環(huán)節(jié)設(shè)置引導(dǎo)性問題?！保?］如案例1中Na2CO3屬于正鹽，那么其水溶液為什么呈堿性？引發(fā)思考，此時有學(xué)生回答是水解引起的，追問：能否用已有的知識通過實驗證明其堿性是由Na2CO3水解引起的，教師激勵、引導(dǎo)學(xué)生通過實驗對猜想和假設(shè)進(jìn)行驗證。

（2）討論方案，完成設(shè)計

實驗方案設(shè)計是根據(jù)探究課題的目的要求對實驗進(jìn)行的規(guī)劃。如在案例2中要設(shè)計不同濃度硝酸與銅反應(yīng)的裝置，同時還要考慮方便前后實驗現(xiàn)象的觀察。這是在新情境中對化學(xué)知識整合的過程，是最具探究意識的重要環(huán)節(jié)。

（3）實驗探究，驗證假設(shè)

實驗過程要求細(xì)致認(rèn)真，如實記錄相關(guān)的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，并注意實驗安全。如案例2中在濃硝酸與稀硝酸與銅反應(yīng)時，通過對不同現(xiàn)象的觀察，推斷其氧化性的不同。該階段對學(xué)生的實驗動手能力、觀察能力、研究判斷能力都起到積極的促進(jìn)作用。

（4）分析信息，得出結(jié)論

學(xué)生要通過實驗現(xiàn)象的分析討論，得出正確結(jié)論。如案例1中要通過平衡移動的原理分析解決問題。在這個階段學(xué)生要學(xué)習(xí)收集信息、處理信息、應(yīng)用原理得出結(jié)論的科學(xué)研究方法。

（5）反思回顧，交流表達(dá)

教師要求學(xué)生對整個探究過程進(jìn)行反思，對設(shè)計、操作、觀察、記錄、分析和結(jié)論作總結(jié)回顧，交流點評。特別注意在操作規(guī)范、現(xiàn)象描述、化學(xué)用語、反應(yīng)原理的準(zhǔn)確表達(dá)等方面進(jìn)行指導(dǎo)、提示、糾正和示范，提高其學(xué)科素養(yǎng)。

三、實驗探究教學(xué)的實施與策略

1.實驗探究課題的挖掘

探究課題的選擇要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識和能力水平進(jìn)行，在具有可探究性的同時注意問題宜小不宜大，不要過于復(fù)雜開放。

2.實驗探究的前期準(zhǔn)備

化學(xué)實驗探究教學(xué)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方式，但其費時耗力，因此實驗前的充分準(zhǔn)備是保證實驗探究成功的前提條件。在研究過程中課題組的具體做法是：根據(jù)學(xué)生的特點進(jìn)行分組，每6人成立一個探究小組，各小組人員各有分工，通過查閱資料、了解事實、提出假設(shè)、做出對實驗方案的設(shè)計。然后再組織全班學(xué)生對各小組所設(shè)計的方案進(jìn)行評價，師生一起分析各方案的優(yōu)劣，選出其中最佳的一個方案。在此基礎(chǔ)上教師進(jìn)一步提出建議、審核補充完善后進(jìn)行實驗。

3.實驗探究過程中的師生關(guān)系

在教學(xué)中，教師是探究路上的引領(lǐng)者、同行者和協(xié)助者。首先要創(chuàng)設(shè)平等、民主教學(xué)氛圍，以利于調(diào)動學(xué)生的積極性，其次教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)在情景的創(chuàng)設(shè)、問題的提出及各環(huán)節(jié)引導(dǎo)、幫助。學(xué)生的主體意識和主體地位通過實驗的設(shè)計、實施以及結(jié)論的得出等環(huán)節(jié)來得到落實。

4.實驗探究的過程與結(jié)果

探究的過程和結(jié)果是科學(xué)方法的學(xué)習(xí)和學(xué)科知識的認(rèn)知，方法的學(xué)習(xí)是時代的要求，也是學(xué)生終身學(xué)習(xí)的需要，要倡導(dǎo)讓學(xué)生經(jīng)歷實踐過程，在實踐中學(xué)習(xí)積累學(xué)科知識、科學(xué)方法，在實踐中理解過程和方法。但是也不能為過程而過程，不能只求形式上熱鬧而忽視結(jié)果，實驗結(jié)果是學(xué)科的知識和素養(yǎng)，是繼續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，二者不可失之偏頗，好的探究過程必然會有好的探究結(jié)果。二者相輔相成，探索過程的體驗和實驗結(jié)果的獲得同樣重要。

［1］趙姝婷.新課改實驗探究教學(xué)策略［D］.大連：遼寧師范大學(xué),2013(6).

［2］王建華.探究性實驗教學(xué)中有效問題設(shè)計策略［J］.福建基礎(chǔ)教育研究,2016(2).

［3］周文榮.例析高中化學(xué)實驗探究教學(xué)的誤區(qū)及思考［J］.化學(xué)教與學(xué),2010(4).

（責(zé)任編輯：張賢金）

福建省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題“高中化學(xué)實驗探究教學(xué)實施策略研究”（項目編號：FJJKCG14-461）。