发挥化学实验功能,培养科学探究能力

摘 要： 化学实验是进行科学探究的重要方式,在教学中教师要注重培养学生的化学实验技能,将这些基本技能的训练融入到具体的化学实验活动中,提升学生实验能力.教师运用化学实验组织学生进行科学探究活动时,应保证化学实验的实效性,充分发挥化学实验功能.

关 键 词 ： 初中化学教学 化学实验 科学探究能力

一、引言

“化学实验是进行科学探究的重要方式,学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证.化学实验应高度关注安全问题,避免污染环境,要求学生遵守化学实验室的规则,初步养成良好的实验工作习惯.”这是《义务教育化学课程标准（2011年版）》中关于化学实验的意义及注意事项的阐述.教学实践证明：化学实验不仅能够有效地激发学生学习化学的热情,更为重要的是可以促进学生获取新知、验证旧识,同时通过实验,还能帮助学生掌握科学的学习方法,培养学生科学探究能力.因此,化学实验是化学教学中不可或缺的、重要的探究学习方式.

二、化学实验有助于培养学生科学探究能力

科学探究的重要手段之一就是进行实验.在化学教学中,运用实验可以创设生动的学习情境,使学生在相应的学习情境中获得相关化学知识,锻炼实验技能,启迪学生思维,让学生在实验中学会思考、分析,进而掌握科学探究的方法,培养科学探究的态度.下面以“质量守恒定律”的教学为例,谈谈如何通过化学实验培养学生科学探究能力.

质量守恒定律是科学家在大量实验的基础上,通过科学实验与推理总结出来的.这一定律是初中化学教学中的一个重点内容,对整个九年级化学的学习起到承前启后的作用.通过这一内容的学习,学生对化学反应的认识从定性发展到定量,开始从量的方面去探究并总结出化学反应的客观规律,为下一步化学方程式书写、方程式计算的教学做好理论上的铺垫.

在“质量守恒定律”的课堂教学中,笔者实施了如下“六环节”的教学：情境引入→实验探究→表达与交流→演示实验→解释与结论→操作模型,领悟定律本质.在第一环节中运用多媒体课件播放视频,内容是实验室中学生围绕“蜡烛燃烧后逐渐变短,质量是否减少”和“硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应出现了沉淀,质量是否增加”这两个问题展开的对话.观看视频后,组织学生讨论上述问题,引导学生从定量的角度来思考化学问题.第二环节“实验探究”完成了如下任务：（1）围绕视频中学生提出的问题设计实验方案；（2）分组讨论,分析操作过程,归纳出产生不同现象的实验；（3）展示出“探究化学反应前后物质总量如何变化的最佳方案”的思路和方法,进行分组实验探究.学生分组实验的内容主要有：①氢氧化钠溶液和稀硫酸反应前后质量测定；②氢氧化钠和硫酸铜反应前后质量测定；③石灰石和稀盐酸反应前后质量测定.实验现象包括三种情况：生成沉淀、生成气体、既没有生成沉淀,又没有生成气体.在第三环节,笔者组织学生交流、汇报了实验结论,引导学生分析了实验结果不一致的原因,以及解决的办法.第四环节中,笔者针对实验中出现的问题进行了补充演示实验——在密闭装置中进行石灰石和稀盐酸反应,并通过引导学生评价实验装置,分析反应前后物质总质量没有变化的原因.最后一个环节,笔者利用水分子模型的拆分组合,理解水通电分解的反应实质,进而领悟到质量守恒定律的实质与内涵,即化学反应前后原子的“三不变”——原子的种类、数目和质量都没有改变.

以建构主义认知理论为指导,在教学中笔者主要采取了“发现问题→提出检测设→设计方案→验证检测设→总结规律→揭示本质”的教学模式,在创设的问题情境中展开思维对话,一步步引领学生探究化学反应过程中反应物总量与生成物总量之间的关系,借此培养学生的科学探究意识和科学探究能力.在课堂上,笔者组织学生交流、汇报,引导学生适时总结,自主解答疑问,充分调动了学生参与的积极性、主动性,激发了学生不懈探究的热情与自信,发挥了学生的合作精神和集体智慧,从而达到了训练思维和培养实践能力的目的.在整个探究过程中,学生兴趣盎然,协作互动,师生间平等对话,积极寻找解决问题的途径和方法,主动建构知识,发展实验技能.

三、运用化学实验开展科学探究活动应注意的问题

1.确立地位,发挥功能.

遵照《标准》的基本要求,确立化学实验在化学教学中的重要地位,把它作为学生学习化学的一种重要方式,并加以有效实施,充分发挥其应有的功能,而不能忽视或淡化其作用,把它看做化学教学的一种辅助手段.

2.凸显现象,易于观察.

要保证化学实验现象的明显出现,让学生易于观察和判断.因为化学实验的本质是通过实验现象来表现的,学生只有通过观察现象才能理解物质发生的变化,认识物质的本质属性.

3.优化实验,提升内涵.

教师可以根据学情,将以往验证化学知识或事实的实验,转变为通过实验来探究这些化学知识或事实的探究性实验,以提升化学实验的内涵和品质.实验过程中,教师要注意创设实验问题,激励学生主动思考与探索.

4.贴近生活,增强趣味.

化学实验的内容应尽量做到“两个贴近”：一是贴近学生生活,二是贴近社会生活或生产实际.反映的事物或现象最好是学生身边经常发生的或是学生比较熟悉的,同时要增强实验的趣味性,以吸引学生眼球,激发主动参与的意识.

5.淡化界限,全员参与.

演示实验和分组实验并不存在泾渭分明的界限,教师要尽可能地淡化这个界限,努力创造条件与机会,增加学生亲自参与实验的次数,让学生实实在在地体验完整的探究过程,保质保量地完成《标准》规定的“学生实验活动”.

6.注重环保,减少污染.

本着“爱护环境、减少污染”的原则,尽量选择反应物和生成物无污染或污染小的实验,对实验产生的污染物要进行科学合理的回收和处理.

四、结语

毋庸置疑,化学实验是科学探究的重要方式,要真正发挥其作用,学生务必要掌握一些基本的化学实验技能,并自觉遵守实验规则,养成良好的化学实验习惯.因此,在教学过程中教师要将这些基本技能的训练融入具体的化学实验活动中,逐步提升学生实验能力,培养科学探究能力.