化學實驗是研究性學習的重要途徑

化學實驗是研究性學習的重要途徑 　  在中學化學教學中，充分利用化學學科“以實驗為基礎”的基本特征，挖掘和開發(fā)化學實驗在探究性學習中的功能，對于改變學生的學習方法，形成終身學習的能力具有重要的意義。本文擬對化學實驗作為探究性學習途徑的有關問題作初步探討。
　　一、化學實驗是探究性學習的一種重要途徑
　�ヌ骄啃詫W習是學生自主地獲取知識和技能、體驗和了解科學探究的過程和方法、形成和提高創(chuàng)新意識、樹立科學的價值觀和活動過程�；瘜W實驗是學生化學學習中的能動的實踐活動形式�；瘜W實驗為學生創(chuàng)設了親身參與實踐的情境，具有獲知、激趣、求真、循理、育德等教育功能�；瘜W實驗的功能和探究性學習的特征決定了化學實驗必然是探究性學習的重要途徑。
　��1．化學的學科特征決定了化學實驗可以作為探究性學習的途徑
　　“以實驗為基礎”是化學學科的基本特征。即使在由經(jīng)驗化學向理論化學發(fā)展的今天，化學實驗仍然是化學學科發(fā)展的最現(xiàn)實、最生動、最有效的物質載體。
　��學科的基本特征決定了學科的學習特點，在實驗中學習化學無疑是最有效而又最重要的化學學習方法之一。在化學實驗中，學生通過實驗研究和認識物質，掌握化學基本原理和基本技能，初步學會化學研究的實驗方法�；瘜W科學以實驗為基礎的學科特征，更有利于學生進行化學探究性學習。
　��2．化學實驗本身就是科學探究的過程
　�セ瘜W實驗是人們認識和研究物質的一種科學方法，是人們根據(jù)研究的對象和研究的目的，創(chuàng)造性地運用科學知識和實驗手段，有計劃地實施探究性實踐活動的過程。因此，化學實驗過程本身就是一個創(chuàng)造性地探究的過程�；瘜W發(fā)展的歷史也充分證明：化學科學的任何一項重大的突破，無一例外地是經(jīng)過化學實驗而取得的。正如波義耳所說，沒有實驗，任何新的東西都不能深知。
　�ブ袑W生化學學習中的化學實驗，雖然絕大多數(shù)是對物質及其變化的再認識，但從本質上看，這一過程與科學家進行的科學研究中的化學實驗是一致的。當化學實驗被用作探究性學習的途徑時，化學實驗的創(chuàng)造性和探究性便充分顯示出來。學生在實驗過程中積極地動腦動手，體驗科學家科學探究的過程和方法，獲得科學探究的樂趣和成功的喜悅。所以，在學生的化學學習過程中，完全可以利用實驗這個手段進行探究性學習。
　��3．化學實驗為探究性學習中驗證假說提供了科學方法
　�ズ涂茖W家進行的科學探究一樣，探究性學習也具有問題特征、收集信息特征、假設特征、驗證特征和評價反饋特征。學生在探究性學習中，針對發(fā)現(xiàn)的問題，在回憶總結已有的知識和經(jīng)驗、收集和整理信息的基礎上，作出大膽假設或猜想，并通過化學實驗對提出的假設或猜想進行證實或證偽。所以，化學實驗不僅是學生探究性學習時驗證假設或猜想的主要方法，也為學生將來從事科學研究提供了一種方法。
　�ザ�、化學實驗作為探究性學習途徑的教學策略
　�ピ诨瘜W教學中提倡和鼓勵學生通過化學實驗進行探究性學習，要充分挖掘化學實驗在探究性學習中的功能，發(fā)揮化學實驗在探究性學習中創(chuàng)設問題情境、驗證假設或猜想等環(huán)節(jié)中的作用，研究開發(fā)探究性實驗，引導學生通過實驗去發(fā)現(xiàn)和探究解決問題的方法，在化學實驗中培養(yǎng)學生的科學素質，實現(xiàn)學生的學習方式由被動接受式學習向主動探究性學習的根本轉變。
　　1．以化學實驗創(chuàng)設問題情境
 �ヌ骄啃詫W習是學生在發(fā)現(xiàn)“問題”的情境下產(chǎn)生的一系列學習活動。問題激發(fā)起學生探究的欲望，問題引發(fā)了學生的探究活動。在化學學習中，除學生自主地發(fā)現(xiàn)問題外，教師更要通過各種途徑創(chuàng)設問題情境，引導學生發(fā)現(xiàn)和提出問題。而化學實驗是最形象、生動、直觀的創(chuàng)設問題情境的方法之一。
　　以化學實驗創(chuàng)設問題的情境，要特別注重化學實驗中學生觀察和思維能力的培養(yǎng)�；瘜W實驗現(xiàn)象紛繁復雜，有目的、有條理的敏銳觀察和深刻的思考才能從復雜的化學實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題。如在進行高中化學有關“原電池”的學習時，組織學生完成“將一根鐵絲和一根銅絲放入稀硫酸中，觀察實驗現(xiàn)象并與同學交流”的實驗，由于鐵絲和銅絲放置的位置問題，可能有些學生觀察到鐵絲上產(chǎn)生氣泡，銅絲上沒有氣泡產(chǎn)生；有些同學觀察鐵絲和銅絲上都有氣泡產(chǎn)生。而從觀察到鐵絲和銅比上都有氣泡產(chǎn)生，到產(chǎn)生“為什么銅絲上也有氣泡產(chǎn)生的問題”就需要敏銳的觀察和深刻的思維能力。
　　以化學實驗創(chuàng)設問題情境，要注意將與人類生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系和學生熟悉、感興趣的內(nèi)容開發(fā)成化學實驗。因為學生在其感到熟悉和認為有用的情境中特別能發(fā)現(xiàn)問題和產(chǎn)生解決問題的迫切欲望。例如在進行初中化學的關于“燃燒條件”的學習時，從實驗室酒精燈的熄滅、燃燒木柴要把木柴架空、液化氣灶及煤爐都留有通風口等學生非常熟悉的實驗情景出發(fā)，引導學生思考，發(fā)現(xiàn)問題。
　　以化學實驗創(chuàng)設問題情境，要使化學實驗呈現(xiàn)的問題處于學生的最近發(fā)展區(qū)。影響化學實驗現(xiàn)象的因素很多，產(chǎn)生的化學實驗現(xiàn)象也錯綜復雜。教學中要通過精心設計實驗方案、嚴格控制實驗條件等多種途徑，以最佳的實驗方式呈現(xiàn)化學問題，使學生通過努力能夠順利地解決化學實驗呈現(xiàn)的問題。如可用濃鹽酸、濃氨水、酒精等的揮發(fā)實驗來呈現(xiàn)構成物質的微粒是不停地運動的問題，用氯氣使潮濕的有色布條退色的實驗呈現(xiàn)次氯酸的漂白作用的問題等，都能使學生順利地發(fā)現(xiàn)和解決問題。
　　2．以化學實驗驗證假說或猜想
　�ピ谔骄啃詫W習中，學生針對提出的問題，經(jīng)過多渠道的收集信息和深入的思考，將會提出有關問題解決的方案和問題答案的假設或猜想。通過化學實驗對提出的猜想或假設進行驗證，是學生進行化學探究性學習常用的方法。
　�ヒ曰瘜W實驗驗證假說或猜想，要面向全體學生，讓每個學生都有體驗和經(jīng)歷用化學實驗驗證假說和猜想的機會。教師要指導學生，特別是要幫助和指導那些有困難的學生完成設計方案并進行實驗。如在初中化學中物質構成微粒知識學習時，對“構成物質的微粒之間是有空隙的”的假設的驗證，學生在設計方案時可能產(chǎn)生一定的困難，這時老師就可以引導學生設計“一定體積的水和酒精混合”的實驗方案和“氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質的壓縮”實驗進行驗證。
　�ヒ曰瘜W實驗驗證假說或猜想，要注重引導學生設計一些與假設或猜想“相違背”的實驗方案和采用反證的實驗方案，以培養(yǎng)學生的分析綜合、抽象演繹的思維方法和批判性思維能力。如學生在進行質量守恒定律的學習時，可能會提出化學反應前后物質的總質量會增大、不變和減少三種不同的假設，并根據(jù)假設設計實驗方案進行實驗驗證。在驗證的過程中，教師就可以引導學生設計一些如“鎂條在空氣中燃燒質量增加”，“木炭在空氣中燃燒質量減少”等“反�！钡膶嶒灧桨�，讓學生在探究中產(chǎn)生新的問題，以提高探究性學習的質量和效果。
　�ヒ曰瘜W實驗驗證假說或猜想，實驗中要嚴格控制實驗條件。探究性學習中驗證假說或猜想的實驗方案，在不同的條件下，可能會產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象，要使實驗能夠用來驗證假說或猜想，實驗條件必須與題設條件相吻合。通過實驗驗證過程中對實驗條件的控制和選擇，使學生在探究過程中了解到實驗條件控制是實驗的靈魂，從而有效地掌握科學研究的方法。
　��3．充分發(fā)揮化學實驗的探究功能
　�ピ诨瘜W教學領域中，長期以來人們過分夸大了實驗所起的驗證原理、通過形象直觀的方式獲取知識和培養(yǎng)實驗技能的作用。以化學實驗作為探究性學習的途徑，就必須變“驗證性實驗”為“探究性實驗”，恢復化學實驗探究性的本來面貌。
　�コ浞职l(fā)揮化學實驗的探究功能，要不斷研究開發(fā)適合于探究性學習的化學實驗，要注意從生產(chǎn)、生活實際中挖掘素材設計實驗方案，因為來源于生產(chǎn)生活實際的實驗探究性強，能極大程度的調動學生探究的主動性，使學生產(chǎn)生強烈的探究欲望。如鋼鐵的銹蝕和防護、燃燒和滅火、金屬的活動順序、氣體和固體物質在水中的溶解等都可以設計成很好的探究性實驗。
　�ト�、通過化學實驗進行探究性學習應注意的問題
　��1．引導學生通過多種途徑進行探究性學習
　�セ瘜W實驗是探究性學習的重要途徑，但并非是惟一的途徑。有些內(nèi)容用探究性學習并不一定需要通過化學實驗來進行，特別是對學生具有較多知識背景的內(nèi)容和物質微觀結構的學習更是如此。如學生對原子結構模型提出質疑，我們無法通過實驗進行探究，但可以通過化學史料，沿著科學家的研究足跡，去想象、去思考。有些內(nèi)容的探究性學習可以通過包括化學實驗在內(nèi)的多種途徑來

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