僅供參考
韓蓄徐偉
（渤海學(xué)院化學(xué)系）
【摘要】實驗除了是一種操作性的實踐活動，更是一種探究性的實踐
活動，所以在實驗教學(xué)中運用實驗問題情景的創(chuàng)設(shè)；實驗操作的創(chuàng)新以
及通過實驗過程中突發(fā)的問題和現(xiàn)象對中學(xué)生進行教育，才能充分彰顯科
學(xué)探究的精神，更好地使中學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的能力。
【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué)；科學(xué)探究；探究興趣；
新一輪基礎(chǔ)教育課程變革背景下，科學(xué)探究已被作為理科各科教學(xué)的核心并要求貫徹落實。作為自然學(xué)科之一的數(shù)學(xué)學(xué)科也不例外，化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中最突出的特征是把科學(xué)探究納入到了課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，指出在教學(xué)中要積極地培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)新精神品質(zhì)和提高科學(xué)探究能力。所以科學(xué)探究已成為數(shù)學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。而化學(xué)實驗教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不可分割的重要組成部份，是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要基礎(chǔ)、內(nèi)容、方法和手段。基于化學(xué)實驗教學(xué)本身的這種特性，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中恰當(dāng)?shù)倪M行科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，就能收到事半功倍的療效。
1．科學(xué)探究內(nèi)涵
科學(xué)探究的原意是指科學(xué)家們運用科學(xué)的方式研究自然界的科學(xué)事物及規(guī)律時所進行的科學(xué)研究活動。運用到教育中的科學(xué)探究的具體涵義是：“學(xué)生在學(xué)習(xí)課程和現(xiàn)實生活的情景中，通過發(fā)覺問題、調(diào)查研究、動手操作、表達與交流等探究性活動，獲得知識、技能、方法情感心態(tài)與價值觀的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)過程”[1]。
課程標(biāo)準(zhǔn)明晰強調(diào)：“將科學(xué)探究納入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，致力將學(xué)習(xí)重心從過于指出知識的弘揚和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從中學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，進而培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)心態(tài)和勇于創(chuàng)新的探求精神”。科學(xué)探究的教育目的就是讓中學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗科學(xué)知識的獲得過程，并在此過程中運用科學(xué)的方式發(fā)覺問題、提出問題、以及尋求證據(jù)、材料解決問題，體驗探究過程中的艱辛與喜悅，進而使中學(xué)生才能在知識與技能、過程與方式、情感心態(tài)與價值觀三方面得到全面發(fā)展，以應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)。
2．化學(xué)實驗教學(xué)對科學(xué)探究能力培養(yǎng)的作用
2．1化學(xué)實驗教學(xué)才能迸發(fā)中學(xué)生的科學(xué)探究興趣
心理學(xué)覺得：“興趣是積極探究某種事物的認知傾向，它是人的一種帶有趨于性的心理特點”[2]。科學(xué)探究興趣是中學(xué)生進行科學(xué)探究的一個重要條件，是中學(xué)生探究的一種推進力。化學(xué)學(xué)是一門以實驗為主基礎(chǔ)的自然科學(xué)，借助實驗可以直觀的把化學(xué)現(xiàn)象和數(shù)學(xué)事實呈現(xiàn)在中學(xué)生們的面前，因而迸發(fā)中學(xué)生的直覺興趣。大量的教育事實表明中學(xué)生對各類操作性實驗和演示實驗都倍感新鮮而有趣，這也是學(xué)生們樂意上化學(xué)實驗課的一個心理緣由，所以我們就要捉住中學(xué)生的這個心理誘因，充分借助好實驗迸發(fā)中學(xué)生的科學(xué)探究興趣。
2．2化學(xué)實驗才能使中學(xué)生學(xué)會并運用數(shù)學(xué)科學(xué)思維方式
“當(dāng)代科學(xué)教育理論覺得，科學(xué)探究沒有固定的模式，但有一些可辨認的要素，例如提出問題、進行猜測和假定、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗、收集數(shù)據(jù)、提出理論或構(gòu)建模型、進行評估與交流等”[3]。那些同樣也是化學(xué)實驗中常常用到的科學(xué)思維方式。只學(xué)習(xí)理論，而不把學(xué)到的理論應(yīng)用到實踐不是真正地學(xué)會了理論。通過化學(xué)實驗中學(xué)生們可以直接應(yīng)用這種科學(xué)思維方式，進而使中學(xué)生真正地把握這種科學(xué)思維方式，成為終生必備的知識與技能，這樣才是真正地實現(xiàn)了科學(xué)思維方式教育，增強了中學(xué)生科學(xué)探究的能力。所以說化學(xué)實驗教學(xué)才能使中學(xué)生真正地學(xué)會并把握科學(xué)探究的思維方式。
2．3化學(xué)實驗才能培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)心態(tài)
明天的教育除了要關(guān)注中學(xué)生的智力發(fā)展，更要重視中學(xué)生的非智力誘因的發(fā)展。每一個數(shù)學(xué)概念、規(guī)律的發(fā)覺和否認都離不開化學(xué)學(xué)家們的堅持不懈、一往直前的科學(xué)探求精神。在這一點上化學(xué)實驗教學(xué)表現(xiàn)的尤為突出，由于明天我們所做的實驗都是在研究和體驗化學(xué)學(xué)家們的“實驗”。我們除了要讓中學(xué)生們把握和創(chuàng)新化學(xué)學(xué)家們的“成果”，更要讓中學(xué)生們體驗化學(xué)學(xué)家們在發(fā)覺數(shù)學(xué)問題和解決數(shù)學(xué)問題上的甜酸苦辣，進而通過實驗教學(xué)培養(yǎng)中學(xué)生的探求精神、意志品質(zhì)和實事求是的科學(xué)心態(tài)。
3．化學(xué)實驗教學(xué)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)策略
3．1創(chuàng)設(shè)實驗問題情景，迸發(fā)中學(xué)生的探究興趣
問題情景的創(chuàng)設(shè)無論是在數(shù)學(xué)概念教學(xué)還是在數(shù)學(xué)規(guī)律教學(xué)中都是非常重要的，化學(xué)實驗教學(xué)中同樣也不能缺乏問題情景的創(chuàng)設(shè)。由于一個良好的問題情景的創(chuàng)設(shè)才能使得中學(xué)生提出問題，只有提出問題能夠進一步地通過實驗進行驗證、推理，進而解決問題。一個實驗問題情景的創(chuàng)設(shè)才能給中學(xué)生們提供豐富的想像空間，發(fā)揮中學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，進而使中學(xué)生形成疑惑，迸發(fā)中學(xué)生的探究興趣。
比如，我們可以設(shè)計的一個實驗問題情景：“從數(shù)學(xué)學(xué)角度看日常生活中的一斤棉花和一斤鐵那個重？”當(dāng)然朋友們就會不假思考的回答：“當(dāng)然是一樣重了，由于都是一斤嗎？”這時班主任說：實際上不是這樣的。這時朋友們會倍感很蒙蔽，都想曉得是如何回事。班主任：一斤棉花和一斤鐵它們有哪些不同點？中學(xué)生：棉花的容積大。班主任：朋友們思索一下剛剛的問題，既然它們的容積不同這么它們在天平上的平衡狀態(tài)會受哪些影響？朋友們猜測一下，中學(xué)生：會遭到空氣壓強的影響。班主任：這么朋友們可不可以設(shè)計一個實驗來探究一番呢？于是朋友們會積極地設(shè)計實驗來探究從數(shù)學(xué)學(xué)角度來看日常生活中一斤棉花和一斤鐵究竟那個重？中學(xué)生：在空氣上將一斤棉花和一斤鐵分別放在天平的兩盤內(nèi)，這時天平保持平衡。之后取一大玻璃罩將天平擋住，抽掉其中的空氣，產(chǎn)生“真空”。會發(fā)覺裝棉花的一端漸漸下沉，天平平衡被破壞了。這時班主任引導(dǎo)中學(xué)生交流得出推論：“棉花的真正重量—棉花所受空氣壓強=鐵的真正重量—鐵所遭到的空氣壓強”。由于棉花所受空氣壓強小于鐵所遭到的空氣壓強，所以一斤棉花的真正重量要比一斤鐵的真正重量大。
從這個讓朋友們“疑惑”問題情景入手，迸發(fā)她們的探究興趣，更好的使中學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)探究的意識和能力。
3．2從實驗操作上培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)探究能力
一個確切的化學(xué)實驗離不開正確的運用實驗器材和確切的觀察、記錄實驗數(shù)據(jù)，這種過程對實驗推論的科學(xué)性都是至關(guān)重要的。不正確的實驗操作還會形成失誤，甚至得不到實驗推論或形成很大的實驗偏差，非確切的觀察和記錄實驗數(shù)據(jù)會造成實驗偏差的減小。所以在實驗操作上對中學(xué)生進行正確教育和引導(dǎo)是十分重要的，這也是科學(xué)探究能力的一個重要組成部份。在化學(xué)實驗教學(xué)中要積極鼓勵中學(xué)生進行創(chuàng)造性的想像，發(fā)散思維尋求怎樣更好的方式完成每一個化學(xué)實驗。
比如，在“用單擺測定重力加速度”時，學(xué)校化學(xué)實驗中在對記錄小球擺動次數(shù)時的要求是當(dāng)小球達到平衡位置時計時，小球每次經(jīng)過平衡位置是一個周期，在這個實驗操作中，中學(xué)生們會形成這樣一個問題其實小球經(jīng)過平衡位置容易計時，但小球來回擺動觀察上去還是不太容易，一不留神都會查錯。這么我們針對這個問題就應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)中學(xué)生對實驗操作上進行探究改進，使觀察記錄時清晰一些。班主任：朋友們我們用哪些辦法能使在觀察記錄擺球擺動時愈發(fā)精確愈發(fā)清晰一些？班主任可以把中學(xué)生分成若干小組進行探究。經(jīng)過探究每位小組都想到了自己的辦法，如，（1）可以把除平衡位置以外的地方用屏堵住，只能通過屏上的縫或孔見到平衡位置的擺球；（2）可以設(shè)計一個光電門來記錄擺動次數(shù)；等等。
通過班主任引導(dǎo)，中學(xué)生們積極構(gòu)想，鼓勵中學(xué)生進行科學(xué)探究，尋求更多的改進，創(chuàng)新實驗操作的方式，有利于中學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，愈發(fā)有利于中學(xué)生的科學(xué)探究能力的養(yǎng)成。
3．3借助實驗過程中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象培養(yǎng)中學(xué)生的探究能力
實驗教學(xué)在使中學(xué)生學(xué)會驗證一個推論和探求某一化學(xué)規(guī)律的同時，更重要的是培養(yǎng)中學(xué)生追根刨底的科學(xué)精神。中學(xué)生在實驗中遇見了問題時班主任就要積極引導(dǎo)中學(xué)生深入探究其形成的緣由。
比如，在“用打點計時器研究勻變速直線運動的規(guī)律”的實驗中，有時會出現(xiàn)這些情況，在紙帶上應(yīng)當(dāng)打出一個點的位置卻打出了兩個很近的點，如圖2。當(dāng)出現(xiàn)這個問題時，有的中學(xué)生覺得打的不成功，于是決定重新做實驗，結(jié)果還是這樣的問題。我們做實驗并不是單純的去“迎合”物理上的正確規(guī)律，更重要的是在實驗過程中養(yǎng)成“有問必究”的科學(xué)探究精神。出現(xiàn)了這樣的問題班主任應(yīng)當(dāng)及時地引導(dǎo)中學(xué)生探究問題形成的緣由，中學(xué)生們就能發(fā)覺和找出緣由不也是在進行“科學(xué)探究”中的一個新發(fā)覺嗎！首先班主任應(yīng)讓中學(xué)生推測一下誘因。中學(xué)生們可能提出各類各樣的猜測，例如：（1）電流不穩(wěn)；（2）振針長短未調(diào)節(jié)好；等等。這時班主任組織中學(xué)生進行交流討論，對這兩個誘因分別進行檢驗得出：（1）通過對電流的檢測得出電流是穩(wěn)定的；（2）通過對振針的調(diào)節(jié)發(fā)覺打出的紙帶不出現(xiàn)“兩個點”了。最后在班主任的指導(dǎo)下中學(xué)生們經(jīng)過探究把緣由找到了并排不僅故障。
化學(xué)實驗教學(xué)在學(xué)校數(shù)學(xué)教學(xué)中占有很大的比重，才能充分地借助好實驗教學(xué)來培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)探究能力具有無可取代的優(yōu)越性。所以我們廣大化學(xué)班主任要進一步做好化學(xué)實驗教學(xué)工作，發(fā)揮實驗教學(xué)的優(yōu)越性，這樣就能愈發(fā)完美地提升中學(xué)生的科學(xué)探究能力。
引文注釋：
[1]劉力．研究性學(xué)習(xí)通論[M]．高等教育出版社，2004．465．
[2]喬際平．化學(xué)學(xué)科教育學(xué)[M]．首都師范學(xué)院出版社，2001．193．
[3]芮澤麗．科學(xué)探究是化學(xué)教學(xué)的基本思想[J]．《安徽教育》月刊,2007．31．
青海省安鄉(xiāng)縣兩市鎮(zhèn)第四小學(xué)
在義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中，將“科學(xué)探究”列入課程目標(biāo)，并指出“以化學(xué)知識和技能為載體，讓中學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方式，培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)探究精神、實踐能力、創(chuàng)新意識”。隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的施行，科學(xué)探究被引入到化學(xué)課堂教學(xué)中，教材中設(shè)置了不少的探究實驗。除了是讓中學(xué)生通過科學(xué)探究活動獲取知識，并且更注重讓中學(xué)生經(jīng)歷探究過程；有的甚至只是要求中學(xué)生經(jīng)歷探究過程。由此可見，新課程標(biāo)準(zhǔn)非常指出科學(xué)探究在學(xué)習(xí)中的作用，使科學(xué)探究成為一個新的教學(xué)要求和新的學(xué)習(xí)方式。化學(xué)學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，與現(xiàn)實生活聯(lián)系最密切，在教學(xué)中應(yīng)把課本上的一些實驗進行合理的科學(xué)的改進創(chuàng)新，充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)實驗的多種功能和作用，這除了可以通過實驗把握化學(xué)知識，也是培養(yǎng)中學(xué)生探究能力和創(chuàng)新能力的重要舉措。
筆者在多年的教學(xué)實踐中，注重演示實驗，中學(xué)生分組實驗及課后小實驗的改進，在培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)探究能力方面并做了一些有益的嘗試。
一、演示實驗中，讓中學(xué)生自主設(shè)計完成
傳統(tǒng)的演示實驗教學(xué)，只是讓中學(xué)生看班主任演出，先是“教師做，中學(xué)生看”，后是“教師講，中學(xué)生聽”，缺少對知識深入引導(dǎo)和研討，妨礙了中學(xué)生主動學(xué)習(xí)和親自探求知識，如能將一些演示實驗進行改進，讓中學(xué)生去自主探求，經(jīng)過剖析、討論，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，則會從中悟出好多課本念書不到的知識。
比如：在研究焦耳定理的演示實驗中，我是這樣處理的：提早在課前布置預(yù)習(xí)本節(jié)課，以思索題的形式向中學(xué)生出示本節(jié)課的演示實驗課題──研究電壓通過導(dǎo)體形成的熱量與什么誘因有關(guān)，要求中學(xué)生借助自習(xí)課時間，施行以下過程：
1、自主設(shè)計實驗方案
設(shè)計實驗方案關(guān)鍵是讓中學(xué)生考慮好實驗原理，如何將電壓通過導(dǎo)體形成的熱量變?yōu)榭梢杂^察比較的對象。中學(xué)生們充分發(fā)揮想像，不同的實驗方案達十余種，有的甚至比教材上的方案還簡單易行，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燒杯里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓鎢絲發(fā)熱升溫而發(fā)光……這樣演出性演示實驗變?yōu)殚_放性研究實驗，極大迸發(fā)了中學(xué)生學(xué)習(xí)和研究化學(xué)知識的積極性，培養(yǎng)了中學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力。
2、自主選擇實驗器材
在完成設(shè)計后，有的朋友到實驗室借實驗儀器，有的中學(xué)生找老師幫忙安裝實驗裝置，有的中學(xué)生自己制做一些小器材，這樣變純觀察性實驗為創(chuàng)造性操作實驗。
3、自由組合，探求研究
經(jīng)過交流，有一些朋友的實驗方案相仿似，于是她們就手動組在
實驗過程中，相互交流切磋、溝通、共同研究。在交流學(xué)校會團結(jié)協(xié)作，在互幫互學(xué)中，共同提升。
二、學(xué)生分組實驗中，讓中學(xué)生自主探究
中學(xué)生分組實驗是中學(xué)中學(xué)生最感興趣的課，但絕大多數(shù)中學(xué)生是按教材的安排程序進行實驗，根據(jù)班主任布置的步驟進行操作，興趣只逗留在表面上，湊“熱鬧”成分好多，這樣也就難以培養(yǎng)中學(xué)生的綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)。如：高中數(shù)學(xué)中《測定小燈泡的功率》的實驗，倘若只是指導(dǎo)中學(xué)生按教材的安排進行實驗，讓中學(xué)生注意觀察小燈泡兩端的電流在等于額定電流，低于額定電流和高于額定電流的情況下的發(fā)光情況，并將每次測得的電流，電壓值填入實驗表格，算出電功率值，這么實驗?zāi)康膯我唬y以達到培養(yǎng)中學(xué)生素養(yǎng)的目的，所以在教學(xué)過程中我是這樣做的：
1、不限制實驗原理
在講本節(jié)課時，只講清實驗?zāi)康模f明小燈泡上“3．8V”或“2．5V”意義，至于實驗原理由實驗小組討論決定，并按要求畫出實驗電路圖，結(jié)果出現(xiàn)三種實驗原理P=UI，P=U2/R，P=I2R，并通過對三種實驗方案的利弊的深入剖析，確定應(yīng)用P=UI為實驗原理的方案，因而培養(yǎng)了中學(xué)生的發(fā)散思維能力，增強了思維品質(zhì)的深刻性與批判性。
2、不規(guī)定實驗步驟
進實驗室要求不看課本，動手時只說明實驗中要觀察燈泡的照度，觸摸燈泡熱度，估算燈泡的功率和內(nèi)阻，并不限定實驗有三個步驟，結(jié)果巡視實驗中發(fā)覺，有的小組實驗有五、六步，并設(shè)計了開放性的記錄、表格，其中鎢絲在不亮、較暗、正常發(fā)光、較亮、燒壞幾種情況下的電流、電流的檢測值和功率、電阻的估算值，燈泡熱度的觸摸感，進而迸發(fā)了中學(xué)生的觀察實踐和發(fā)覺問題能力。
3、不確定實驗歸納
實驗后不固定方向初中物理實驗改進不足，讓中學(xué)生多方向、多角度、深入細致的觀察，剖析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，因而開放性地歸納出實驗推論，如有的小組剖析真實的實驗數(shù)據(jù)，得出如下推論：（1）伏安法既可測內(nèi)阻也可以測電功率；（2）鎢絲內(nèi)阻隨氣溫下降而減小；（3）燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的減小而減小；（4）燈泡只在額定電流下正常發(fā)光，實際電流偏低會燒毀燈泡，過高燈不亮；（5）因鎢絲內(nèi)阻隨氣溫下降而變大，故不宜用P=I2R和P=U2/R測燈泡的電功率，通過以上五個方面的歸納，培養(yǎng)了中學(xué)生的剖析、概括實驗推論能力，并強化了前后知識的聯(lián)系。
三、加強課外小實驗小制做小發(fā)明活動，引導(dǎo)中學(xué)生參與實踐
化學(xué)小實驗，小制做小發(fā)明的題材廣泛，材料特別豐富，是迸發(fā)中學(xué)生興趣發(fā)揮中學(xué)生創(chuàng)造性的有益活動。對每章或每節(jié)課后的小制做、小實驗，班主任可適當(dāng)給與指導(dǎo)，提出必要的建議。促使中學(xué)生才能擅于動腦動手，因陋就簡就地取材，把小實驗、小制做活動搞得豐富多彩，生動開朗。如在學(xué)習(xí)了氣溫計以后，可以制做簡易體溫計，通過制做過程，了解刻度界定的技巧。再如學(xué)習(xí)了簡單機械后，可以嘗試制做搬運重物上樓用的“爬樓車”，學(xué)了熱學(xué)后，可以制做發(fā)明“防火報案器”、“防盜報案器”、“知識竟賽搶答器”等，通過這種活動使中學(xué)生學(xué)習(xí)怎么運用知識解決實際問題。又如在學(xué)習(xí)了光的折射現(xiàn)象后，對于不同介質(zhì)對光的折射情況是否相同、清晨看見日出時太陽在地平線以下還是在地平線以上等問題，中學(xué)生常表現(xiàn)出較強的探究欲望。因此我們可以組織中學(xué)生借助閑暇時間對該數(shù)學(xué)知識進行較深入的專題探究，可以從模擬實驗的角度進行，也可以從理論論證的角度進行，由中學(xué)生自己確定。再如，晶體融化的實驗偏差較大，可讓中學(xué)生通過探究形成較大偏差的主要誘因，進而提出改進實驗方案或改進實驗裝置的建議。在學(xué)習(xí)了“能源與可持續(xù)發(fā)展”后學(xué)生可以探究環(huán)保方面的問題、節(jié)約能源方面的問題。另外還須注意的是選擇研究的題目不宜過大，針對性要強，使中學(xué)生便于操作。課外小實驗、小制做、小發(fā)明活動在許多方面略顯粗糙或不規(guī)范，但中學(xué)生的自主性、參與性高，尤其在設(shè)計和打算過程中那個富于創(chuàng)造性的思維及操作過程，是在其它途徑中難以感受到的。同時使中學(xué)生感遭到化學(xué)知識的應(yīng)用無處不在，迸發(fā)她們自覺應(yīng)用數(shù)學(xué)知識探究解決問題的興趣。提升她們科學(xué)探險究能力。
綜上所述初中物理實驗改進不足，本人在化學(xué)實驗教學(xué)中，盡量把驗證性實驗改為探求性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，并改進實驗裝置，器材并大力發(fā)動中學(xué)生作課外小實驗、小制做、小發(fā)明等，讓中學(xué)生嘗試實驗設(shè)計、操作，提升中學(xué)生科學(xué)探究能力、創(chuàng)新能力和對知識的應(yīng)用能力，使中學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)從而大面積提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。