在化学实验教学中培养学生的科学探究能力
【摘 要】作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学生自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。
【关键词】中学化学；实验教学；科学探究能力
随着课程改革工作的不断深化，化学课堂教学中存在的问题在逐渐减少，课堂教学向着精细化、多元化发展，但是培养学生化学综合素养的科学探究方法却没有得到充分挖掘，科学探究只是停留在形式的套用上，并没有在培养学生的科研技能、技巧上发挥自身应有的巨大作用。科学探究能力的培养能使学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程及方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观，同时对于改变学生的学习方法，形成终身学习的能力也具有非常重要的意义。
因此，在化学课堂教学中如何突出科学探究、转变教学方式成为教学改革的突破口。那么，在化学课堂教学中，如何重视探究学习，转变学生过于依靠接受式学习的学习方式，转变教师“满堂灌”的教学方式？我从以下几方面进行了探索和尝试：
1 以化学实验创设问题情境
当前课程改革的根本任务是：培养学生的创新精神和创新能力，以培养学生的发展为本，注重全面素质的提高。问题是思维的起点，又是创造的前提，一切发明创造都是从问题开始的，培养学生的问题意识，提高学生发现问题和解决问题的能力是素质教育的需要，是创造型人才素质的核心，在教学中，一定要重视学生问题意识的培养。
从学生本身的发展来看，创设问题意识，在问题中学习，在问题情境中发展，是学生发展的必然结果，因为它们处于日新月异发展的社会，尤其是信息时代，每天的信息量成倍增长，每天都有新的事物出现，每天都有新的问题出现，这就需要有发现问题，解决问题的能力，才能适应社会的需要，否则就会被淘汰。
化学是以实验为基础的科学，演示实验在教学中起着无法替代的作用，它不仅直观性强，而且效果明显，利用好演示实验对培养学生问题意识至关重要。如：在讲氢气的实验室制法时，首先准备四支试管，在其中分别放入镁、锌、铁、铜、然后分别加入稀硫酸，让学生观察，从中发现问题，学生观察认真，问题提出的千奇百怪，如在进行高中化学有关“原电池”的学习时，组织学生完成“将一根铁丝和一根铜丝放入稀硫酸中，观察实验现象并与同学交流”的实验，由于铁丝和铜丝放置的位置问题，可能有些学生观察到铁丝上产生气泡，铜丝上没有气泡产生；有些同学观察铁丝和铜丝上都有气泡产生。而从观察到铁丝和铜丝上都有气泡产生，到产生“为什么铜丝上也有气泡产生的问题”就需要敏锐的观察和深刻的思维能力。虽然有些问题很幼稚，但学生积极参与，大胆提出问题精神正是我们化学教学中所追求的。
2 明确学生主体地位，师生共同参与演示实验
学生是探究学习的主体，只有学生积极主动地投入到各种各样的探究活动当中，成功、高效的探究学习才会成为可能。而这取决于学生科学探究意识的强弱。探究学习尤其需要更强烈的意识内驱力，它注重学生对科学探究活动的体验和对科学方法的学习，倡导学生自己动手、动脑，得出结论，强调学生的情感体验与价值观的培养。探究学习要比接受学习花费更多的时间和精力，对学生会提出更高的学习要求，比如高度集中的注意力，敏锐的观察力，灵敏地逻辑思维能力，坚忍不拔的科学探究精神等等。这就需要学生乐于开展学探究学习，对科学探究富有兴趣，对于未知世界的奥秘充满强烈的好奇心和探究欲望。
目前中学化学演示实验教学多为验证性实验，先由教师演示实验，学生观察现象，归纳得出物质的性质、定律，这样学生只是被动、消极的知识接受者，没有积极的思维和创新，也没有探究的目标和方向。化学教学中，开放演示实验，是渗透探究性教学的良策。从学生的问卷中得到：大多数学生认为，看老师的操作，不太注意操作动作，只注意现象，看同学操作注意每一步的操作，不对马上指出，很注意实验现象，担心能否成功。大多数学生愿意在全班同学面前演示，以显示自己的实力，一旦操作错误，改正后记得特牢。基于此，在实际教学中，笔者尽量多请学生一起参与实验演示，有的甚至完全放手让学生独立操作，经常性、有针对性的训练，学生学习化学发生以下变化：首先提高了学习化学的兴趣。学生开始学习化学时，由于固有的好奇心，学习兴趣很高，但随着化学知识的增加和知识难点的出现，学生出现“分化”，学生学习化学的兴趣逐渐降低。借助实验教学方法的转变，这种现象明显改观。其次化学学习方式发生根本性转变。原来学生学习化学基本上是听课、看书、做题的循环往复，学习过程中自主学习的成分很少。现在，学生学习化学的方式正朝着探究学习、合作学习、自主学习的多元化方向发展。仅以作业为例：已不单单是做习题，更富有挑战的“作业”是做家庭小实验、发明小制作、学写小论文等。
3 在课堂实验教学中培养学生的科学探究能力
课堂是师生共同展示的舞台，教师必须要引导学生情不自禁地加入到这种展示自我中来。要充分考虑到学生的爱好、兴趣和渴望成功的心理，想学生之所想。实验是化学学科的基础，课堂实验教学是培养学生科学探究能力的主阵地，教学中应充分利用实验手段，最大限度地激发学生的兴趣。在教学中设置问题和创设丰富的教学情境，充分利用实验引导学生进行探究，学生在实验中亲眼观察到色彩斑澜的化学现象，使好奇心得到满足，求知欲望更加强烈。使学生透过现象去认识事物的本质，去探索物质变化的规律。
例如：在探究一氧化碳的性质时，先给学生提出两个问题：一是一氧化碳和二氧化碳的性质是相似还是截然不同？二是一氧化碳和二氧化碳谁更稳定？同学们在老师的启发下，经过分析和讨论形成两种意见：一是性质相似，依据是组成两种物质的元素相同，均有碳元素和氧元素；二是截然相反，依据是组成两种分子的原子个数不同，碳元素的化合价不同。这时教师引导学生设计了一组实验，请同学们将实验现象填入附表。学生们通过实验、观察、填表等，对上述问题一的答案自然清楚。同时他们又做了一氧化碳燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊的实验。具体做法是把一个内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在一氧化碳燃烧的火焰上，可以观察到燃烧所生成的气体能使小烧杯内壁上的澄清石灰水变浑浊。由此证明了一氧化碳燃烧的产物是二氧化碳，故得出二氧化碳比一氧化碳更稳定的结论，上述问题二的答案也清楚了。最后引导学生归纳并比较出两种物质在性质上的差异和相互转化关系。在这样的探究性实验中，学生动手做、用脑思，做得积极，学得主动，能力得以提升，思维得以激活，智慧得以彰显。在这一过程中，学生把科学知识与观点、推理和思维的技能结合起来，从而能动地获得对科学的认识理解，最终培养学生观察实验、操作实验的能力，尊重事实、重视证据的科学态度以及相互合作的团队精神，从而全面提高学生的科学素养。
4 鼓励自主探究，发展学生个性
生活、生产实际中蕴涵着丰富的化学现象和科学道理，它既是我们学习的资源，又是我们拓展、利用知识的场所。科学探究的问题来自于对周围现象的观察和基于生活经验之上的对现象的理解；学生从生活、生产实际中发现问题进行科学探究活动，或是从生活、生产实际中获取解答问题的资料、证据，既可以让学生主动学会探究，又可以培养学生联系实际的学风，树立对社会、自然的责任感。在学生学习了氯气的性质后，我组织学生自行设计实验，对自来水的成分进行实验探究，学生通过对自来水成分的实验探究，激起了他们对身边水环境探究的兴趣，他们自主地成立探究小组，利用课余时间他们深入生活实际，有的探究顺德大良河河水的水环境，有的探究农村井水的水质状况，有的去参观顺德自来水厂，学习水的净化过程，有的去顺德环保站，请教如何检测自行车厂排出的污水对河流的影响……回到课堂他们互相交流科学探究的方法和经验，交流探究的成果，交流探究过程中的情感体验，他们写成的探究性小论文《河水质状况的探究》、《地区酸雨状况的调查报告》获得广东省佛山市顺德区优秀论文
一、二等奖。学生把课堂所学的探究方法较好地运用到课外，又把课外生产生活实际中有关化学的问题自主地拿到课内来探究，学生在探究的过程中，为了解决问题主动地、如饥似渴地阅读参考书、查找资料、搜集数据信息，获取新知识，甚至废寝忘食地在实验室度过节假日，学生在相互探讨、相互交流、相互学习、互相评价中主动学会了探究。通过活动，学生的探索精神、实践能力得到很好的锻炼，学生获得了亲身参与研究探索的积极情感体验；通过活动，学生逐步形成喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向；通过研究过程的表述与展示过程，学生获得了锻炼自身能力的机会，素质得到了提高。
5 以解决问题为目的设计探究实验，提高学生应用知识能力
在教师的引导下，以自主学习和合作讨论为前提，以教材为基本探究内容，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会。学生通过个人、小组、集体等互动活动，更加关注学探究过程而不仅仅是结果，将自己所学知识应用于解决实际问题。如在《金属的防护与回收》教学中，我设计了一组探究“铁生锈的原因”的趣味实验，学生根据预先拟定的实验方案，先分组在自己家中完成实验，课上由各组同学汇报实验现象和心得体会。活动中绝大多数学生都能积极参与，有些能力稍微欠缺的学生在组内同学的帮助下，也真真实实体会到了探究的乐趣。更重要的是学生在了解了铁生锈的原因的基础上，还设计出许许多多防止铁生锈的方法，有些方法虽然不具有可操作性，却较好地体现了学生解决实际问题的意识。通过对这类有着较强实际价值的实验的探究，不仅能提高学生的应用知识能力，同时也让学生知道化学与我们生活实际及工农业生产有着密切的关系，化学就在我们的身边，研究化学并不神秘。
总之，探究性学习是新课程改革的要求，探究性实验教学是化学教学中重要而有效的实践活动。化学教师应顺应时代的发展，积极探索新课程要求下化学教学的方向，多挖掘、开发探究性实验资源，扩大探究性实验数量，以此为载体，提高学生的科学探究能力，进而发展学生创新精神、丰富学生科学素养
参考文献：
[1] 刘知新.化学教学论.高等教育出版社.2004，6.
[2] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准（实验稿）.北京：人民教育出版社，2003.
[3] 宋心琦.有关化学实验改革的想法与建议.化学教育，2001，（3）.
《利用化学实验教学_培养学生科学探究能力的研究》课题研究方案
在科学实验教学中培养学生探究能力(滨海县振东乡中心小学 田中芹)
