农村初中化学探究性实验教学的实施策略浅析

                              四川省德阳市罗江区略坪初级中学校      郭世军

摘要：本文认为在农村化学实验教学改革中，化学学习要以探究为核心，探究既是科学学习目标，又是科学学习的方式, 亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。在科学新课程实施过程中，教师也都在不断运用探究方式有效地落实科学课标的新理念，在教学实践中不断地“质疑——探究——再质疑——再探究”，进一步推进科学新课程的改革，强调学生探究新知识的体验，要实现结果和过程并重，要倡导开展探究性实验，学会科学探究的方法，从而培养学生的科学素养。通过适当的实验探究来完成对科学素养的培养，体现化学教学的核心素养。
关键词：探究性实验；小组合作化；教学策略；科学素养；核心素养
    化学课程改革的重点：通过以实验为主的各种探究活动,使学生体验科学探究的过程,学习科学探究的方法,深化科学探究的意识,激发学习化学的兴趣,促进学习方式的转变,以达到培养学生创新精神和实践能力、巩固化学知识、提高实验技能的目的。学习是一个积极主动的构建过程，学习者不是被对地接受外在信息。传统的化学实验大多是验证性实验的，课堂气氛是凝固的、严厉的，学生的情绪调动不充分，而且一切实验结果在预料中，唾手可得 ，没有新意。而探究性实验是在假设的指引下获取支持或推翻假设的科学实证，是以实验为载体探究科学结论形成和发展的过程，是在教师的指导下，学生运用已学过的知识、技能，把自己当作新知识的探索者和发现者，通过实验亲自发现问题，解决问题，提高学生的学科素养和研究能力。
    一、探究性实验教学策略的内容：探究实验的探究特点要求教师要改变以往的教学策略，构建新型的教学模式。打破“明确问题、实验操作、验证结论”的模式，采用“提出问题、猜想假设、验证结论”的模式。        

1. 实验演示和课外实验有机结合，转化为探究性问题或探究实验。
    利用演示实验，新教学理念、“演示实验”的教育功能，创造性地使用教材。必须由教师亲自做的演示实验，实验完毕后，教师要使用探究法的叙述代替结论性的解释；例如在进行一氧化碳还原氧化铜的实验中，就用叙述代替结论性来进行解释。将易操作、已成功，没有破坏性和危害性的实验改为学生的探究实验，对于条件允许的情况下，也可以拓展为学生的分组探究实验，从而以小组探究的方式进行实验探究，构建学生对实验结构的一种新的认识，也提高了学生对实验探究的能力。例如：针对教材中制取氧气方法的探究实验教师先设计一下三个实验方案：方案一：加热高锰酸钾制取， 方案二：加热氯酸钾和二氧化锰的混合固体，方案三：过氧化氢和二氧化锰混合，从三个方案中进行探究实验，原教材中是直接告诉学生制备方法和结论，而探究实验是通过创设类似科学研究的情境，重演了科学知识的在生产过程，展示出“探究氧气实验室制法的最佳方案”的思路和方法。让学生在对比中，在实践中体验了探求知识的乐趣，感受到科学家研究问题的经历。这种真切、客观、直接理解化学及化学知识的形成过程，实现了知识和技能的迁移以及知识、方法的求索、学术问题的研讨、创新思维的挖掘、科学素养等自我形成。
    2.验证性的学生实验，利用证据的原则下，改变探究手段，使之转化为学生易做，易进行解决的分组探究性实验。

构建主义理论认为，学习不是教师向学生传递知识信息、学生被动吸收的过程，而是学习者主动建构知识意义的过程，这一过程是不能由他人所代替的。而我们的教材就基于原材料安全、操作规范等诸多方面进行考虑，安排的“学生实验”大多数是课本设计好的方案，由实验教师提供实验试剂与仪器，教师讲解合理的操作步骤，然后在教师的指导下让学生动手操作，最后填写“实验报告”。这种实验教学方式即限制了学生的创新思维与分析、又妨碍了解决问题能力的建构。为此根据客观条件和学生认知结构特点，有选择地将一部分验证性学生实验改为探究性实验。比如，氧气和二氧化碳的化学性质探究、水的电解、酸的通性、酸溶液和盐溶液分别与金属发生置换反应的规律等，这些在以往的教材中都是验证性的学生实验，根据农村初中学生的特点，把它们改成分组探究性实验。探究过程中，教师与学生一起提出问题、做出假设、设计实验方案（包括方案可行性的论证）、实验研究、综合分析现象、解释和交流、做出结论、反思与评价等。例如：盐溶液与金属反应：
   （1）提出问题：金属都能跟硫酸铜溶液起置换反应吗？
   （2）猜想与假设：硫酸铜溶液能与铝、锌、铁、银等反应。
   （3）实验探究方法： ①实验条件控制：在4支盛有5ml硫酸铜溶液的试管中，分别加入铝片、铁片、锌粒、银片，观察发生的现象。（要用砂纸进行打磨）。

②实验事实：学生观察到的现象，对不同的现象进行再次实验，并记录。

③总结分析：是不是所有的金属都能和硫酸铜溶液反应，即①②③；另一类不发生化学反应，即④。

④结论：不是所有的金属都能和硫酸铜溶液反应。在金属活动顺序中排在前面的金属能置换出后面盐溶液里的金属。

 ⑤探索：能否用金和硫酸铜溶液反应制取铜？
    此例探究性实验表明：学生对盐溶液与金属反应的规律认识更全面，记忆更深刻，知识掌握更牢固，理解更透彻，知识探索与应用能力同步到位。
     二、化学实验的教学，小组的合作探究体现了化学学科的核心素养，教师充分利用新课程资源，营造民主和谐的课堂氛围，提升学生的科学素养。
     通过教学实践，笔者深刻体会到，和谐的课堂气氛对教学具有很好的激励作用。教师是课堂活动中的主导者，所以要通过运用恰当的引导方式，努力提高教学能力，加强与学生的情感沟通，树立合理的期望值，来创设积极和谐的课堂气氛。只有在和谐的课堂气氛中，学生的思维才能最大限度地活跃起来，才容易诱发创新思维，产生新异的独到见解，充分发挥出创造才能。课堂气氛的融洽是探究性实验教学的重要条件，只有在轻松愉快和谐的课堂气氛里，学生才能独立地去探索，大胆地发表见解，并在这个基础上自主探索和自主创新。实验探索过程中，学生才能打开思维的广阔空间，敢于想象，敢于提问，以积极的心态大胆探索，标新立异。贯彻“民主原则”、“无错原则”、“激励原则” ，培养人人善问的习惯，提供人人动手的条件，给予人人创新的机会。如在讲述二氧化碳的实验室制法时，我把自己角色定位于学生，互相协作、共同设计、共同探索实验的过程，共同分享实验的快乐。从课本的实验原理出发，准备实验仪器和药品，学生分小组，每组学生通过讨论来合作组装一套制取二氧化碳的装置，先创设了问题意识，从而激发学生强烈的探究参与欲望，鼓励学生阐述自己的观点，并且适时引导学生对众多方案进行比较和可行性检验，给每位学生尊重与信任，开发学生的创造性思维，使他们身心处于最佳活跃状态，积极主动的投入实验，直到得出共同的结论：实验室用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。教师全程参与到学生小组中进行，让学生体验到成功实验带来的无比喜悦。同时老师也在和谐的课堂氛围中，感知到了教育的核心。有些实验的实践活动，实验时间长，操作有一定难度，可以把这些内容延伸到家庭、社会中去。如：自制净水器等实验就需要学生、家长、教师三方面配合才能完成。
     三、农村初中化学课实施探究性实验教学，小组合作化教学，即培养了学生创新精神和实践能力，也提升了学生独立分析问题的能力。
    学习论认为：“学习不是学习者把知识从外界搬到记忆中，而是以已有的经验为基础，主动建构内部心理表征的过程”。探究性实验教学实质上是一种模拟性的科学研究活动，在以“学”为中心的探究学习环境中，有丰富的教学材料，各种教学仪器和设备，而且这些材料是围绕某个知识主题来安排，而不是杂乱无章，在民主和谐的课堂氛围中，学生很少感到会有压力，能自由寻找所需要的信息，自己作种种设想，以自己的方式进行实验，观察现象、分析结果，从中发现科学概念或原理，以获得知识，培养探究能力。

在实验教学中只要我们教师怀着强烈的责任感，注意探索实验教学的规律，启迪学生的学习兴趣，营造一种轻松、和谐的教育氛围，便能为学生的动手能力、想象力、创造力、思维能力的全面提高创造有利的条件，从而使知识与能力同步增长。
     探究性实验教学，旨在学生创造能力的培养形成，使学生在创设问题情境中独立发现新事物、新问题，追求新知识；在精心设计的探究实验过程中对化学问题提出新颖的见解、思路、方法和设想，解决新颖的化学问题；在提出假设与猜想环节中发展演绎、综合、联想和分析、想象能力等各种创新思维；在得出结论环节中发展概括能力和归纳推理能力，分享发现的乐趣，使他们创新思维得以充分的开发和发展，在应用与评价环节中，达到知识的迁移和深化。

让全体学生“好学化学、学好化学”， 从而提升农村初中化学教学质量的效果。