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| 化学教学运用探索性实验的研究
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作者： 未知
发表时间： 2006-3-16 文章出处： 中国教学资源网
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摘 要：探索性实验比验证性实验更具有开发学生创造性思维能力、培养学生创新精神和实践能力的功能。在化学教学中，对演示实验要积极改进大胆创新，挖掘实验的探索功能；学生分组实验应放手让学生自己设计实验问题和实验方案，探索自己想要探索的问题。
关键词：探索性实验；创新精神和实践能力；实验改进
1、问题的提出
创新教育是时代的呼唤，培养学生的创新意识和创新能力是素质教育的核心。化学实验是化学教学的重要手段，是学生获取化学知识的重要方法，也是培养学生创新能力的重要途径。按照实验的直接目的，化学实验可分为：验证性实验和探索性实验。验证性实验是指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的实验；探索性实验则是指探索研究对象的未知性质，了解它具有怎样的组成、有哪些属性和变化特征，以及与其他对象或现象的联系等的一种实验。尤其是探索性化学实验，更能开发学生的创造性思维能力，激发学生的探索激情。在化学教学中，改进实验教学方法，注重实验的创新与探索性，充分发挥化学实验在培养学生创新精神、探究能力、创造能力的特殊功效，对于培养学生的创新精神和实践能力，促进教育教学改革具有重要意义。
2、探索性演示实验在课堂教学中的应用
演示实验不仅能提高学生的学习兴趣，而且还能提高学生的观察能力。教师在演示实验时，要充分挖掘实验的探索功能，对实验内容和方法进行改进和增补。敢于并善于引导学生发现课本实验的不足之处，激活学生的创新意识，引导学生学习创造性思维的计谋与策略。教师要设置探索性问题的情境，启迪学生思考，一步步把问题引向深入。例一氯气与水反应的演示实验教学过程设计展示一瓶氯气和一瓶氯水。[问题](1)比较氯气、氯水的颜色，可得出什么结论？
(2)氯气溶于水是否与水发生了反应？
(3)氯水中含有哪些分子和离子？怎样检验其中的Cl-和H+？[实验](1)向氯水中分别滴加AgNO3溶液和少量NaHCO3固体
(2)向氯水中滴加4滴石蕊试液(先不振荡学生观察后再振荡)[启思]为什么石蕊试液先变红色然后褪色？是氯水中氯分子的氧化性还是氯分子与水反应生成新物质的氧化性造成的？怎样用实验证明？[实验]在一瓶干燥的氯气中插入一头干燥另一头湿润的红色布条，观察现象。[结论]氯气溶于水，氯水中含有氯分子，呈黄绿色；部分氯分子与水发生反应：
Cl2+H2O = HCl+HClO 生成的次氯酸具有强氧化性，将有色物质氧化而褪色。例二钠与水反应的演示实验教学过程设计[实验]如图所示将玻璃管和长颈漏斗插入橡皮塞中，玻璃管外套一乳胶管，乳胶管上接一金属尖嘴管，乳胶管上夹上弹簧夹。用一只100mL的大试管盛约60ml蒸馏水，其中滴加2滴酚酞指示剂，振荡混合均匀。再向试管中加入40ml的煤油。取3粒绿豆粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过漏斗加水至满。[现象]钠在煤油中逐渐下沉，至水面时与水发生反应，熔成银色小球，并有大量气泡冒出。水溶液从上至下逐渐变红色。反应过程中钠球在煤油中上下游动。钠粒逐渐变小，大试管中液面逐渐下降，漏斗中液面逐渐上升，当漏斗中液面上升到一定高度后，打开弹簧夹点燃气体，有淡蓝色的火焰。[启思](1)钠的密度在什么范围？
(2)反应中产生的气体是什么？溶液中生成了什么？
(3)除了用点燃的方法检验生成的气体，还有没有其他方法？[结论]钠的密度介于煤油的密度和水的密度之间，钠与水剧烈反应生成氢气和氢氧化钠： 2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑通过以上探索性演示实验的设计和应用，学生始终处于“思考——观察——探索”的状态，有利于培养学生的创新意识。
3、探索性学生分组实验的组织与教学
现行教材中的学生分组实验，大都局限于对所学知识的验证、巩固，让学生熟练常规的实验操作方法，缺乏创新性和探索性。学生亲自动手做实验，目的应该是发展学生的个性，满足学生的探索欲望，培养学生的实验设计能力和实验操作能力，让学生在实验中发现问题并解决问题。因此，学生分组实验的组织与教学，应该充分体现以学生为主体。
3. 1 学生实验做什么
学习了一部分知识以后，学生最想探索的问题是什么，要让学生提出来。教师在充分征求学生意见的基础上归纳整理，向学生公布一些可行的实验课题供学生研究参考。例如，在学习了《卤素》以后，大多数学生最想探索的问题是：(1)氯水中含有哪些分子和离子？怎样验证？(2)怎样验证卤素单质的活泼性？(3)氯水的漂白性实质是什么？氯水滴加到石蕊试液中有什么现象？(4)怎样检验Cl-、Br-、I-？(5)溴水和镁粉反应的原理是什么？(6)还有没有更简单、方便的制取氯气的方法？
3. 2 学生实验怎么做
根据学生想要探索的问题，要求学生设计实验方案。教师对学生设计的实验方案不要做过多的评判，更不能全盘否定，打击学生的积极性。让学生带着这些问题到开放的实验室去探索研究，在实验中大胆尝试，尝试成功，也尝试失败。学生会有一种自己就是科学家的感觉，大大激起了学生对科学的迷恋和向往。最后，要求学生对自己的实验认真总结，写出实验报告。
4、如何指导学生进行课外实验探索
在课堂学习中不能解决的问题要鼓励学生在课外进行探索研究，目的不仅仅在于解决一些问题，更重要的还能使学生把学习的化学知识与生产、生活实际联系起来，培养学生自主学习的能力和实践应用能力。具体方法如下：
4. 1 搜集整理学习中的实验问题，确定课外探索研究课题
例如：
(1)含碘盐成分的测定
(2)从海带中提取碘
(3)自来水余氯的测定
(4)利用氯酸钾分解制氧的副产物制取氯气
(5)有毒气体制备实验装置的改进
(6)酸雨的形成及危害模拟实验
(7)玻璃刻花实验
4. 2 实验方案的设计、实验准备和实验的完成
确定了实验课题，还要进行实验方案的设计和实验药品、实验器材的准备。一般情况下，实验方案的设计要由学生自己讨论制订，教师可以提出一些建议供学生参考。实验药品、实验器材的准备，在开放实验室的同时，要鼓励学生积极搜寻代用材料，回收利用实验废弃物。课外实验可以在实验室完成，也可以让学生各自在家完成，视具体情况而定。要让学生认真观察、详细记录，并写出实验报告总结。
4. 3 实验交流与实验评判
对课外实验的情况，要组织学生交流实验经验，总结实验教训。教师对实验中出现的问题、实验结果要及时做出评判，分析实验成败及其原因，肯定学生的成绩，鼓励学生继续探索。并通过学生实验成果展示，激励更多的学生参与化学实验探索。
5、教学试验效果总结
5.1 试验效果对比
本次教学试验在高一年级六个班中的(1)、(4)两个班进行，另四个班作为对照班。首先应当明确，不能把考试成绩作为衡量学生能力尤其是创新能力的唯一尺度。但在具体的教学实践中，还应该承认必要的测试对于了解学生基础知识掌握应用情况具有一定的指导意义。基于此，这里仍然把教学中的测试结果列表对比如下(注*为实验班)
表一：阶段测试成绩对比（略）
但是，教学评价更应重视学生自身的创新学习情况。
下面是从几个不同侧面所做的调查结果：
表二：学生课外学习情况调查（略）
对比分析表明，应用探索性实验的教学效果是显著的，有成效的。
5.2 几点体会
应用探索性实验进行教学，可有效提高教育教学质量，造就二十一世纪需要的高素质人才。有利于激发学生的学习动机，培养学习兴趣。通过探索性实验的问题情境，刺激学生的思维兴奋点，学生会不由自主的带着问题追根寻源，主动进入探究的角色。有利于培养学生严谨的科学态度。学生在实验中探索，尝试成功的欢乐，吸取失败的教训，从而掌握科学探索的正确方法，养成良好的科学探索习惯。有利于培养学生的创新精神和实践能力。鼓励学生进行实验探索和实验创新，放手让学生自己设计实验，在开放的实验室里探索自己想要了解的问题，能充分发挥学生的个性 和创造性，锻炼学生的实践能力。
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