陳明肇

（福州第十五中學，福建 福州 350009）

高中化學實驗探究教學的實踐與思考

陳明肇

（福州第十五中學，福建 福州 350009）

從課程標準和教材出發(fā)，探討二者對化學實驗探究的要求，闡述了化學實驗探究教學的流程與模式，并結合案例分析，最后對實驗探究教學的實施與策略進行探討。

化學實驗；探究教學；高中化學

實驗是化學教學的基礎，探究是化學教學的靈魂?！皩嶒炋骄拷虒W是科學探究的一種重要的表現(xiàn)形式?！保?］它是化學實驗教學中最常用的有效方法，是每一位化學教師在教學中都要面對和研究的重要課題。

一、課程標準和教材對化學實驗探究的要求

從高中化學課程標準看，課標積極倡導以探究為主的學習活動，突出學科的重要特征——化學實驗。如在課程性質(zhì)的“三個有利”中提到要有利于體驗和學習探究的過程和方法；課程理念則要求體驗以化學實驗為主的科學研究過程；同樣在課程目標中強調(diào)科學探究是一種使學生體驗探究過程和探究樂趣的學習經(jīng)歷，充分說明了實驗探究教學的重要性，明確了其在高中化學實驗教學中的主導地位。

從現(xiàn)行教材（以蘇教版高中化學教材為例）看，實驗主要設置在“活動與探究”及“觀察與思考”兩個欄目中，落實在必修中的《化學1》《化學2》和選修中的《化學反應原理》《有機化學基礎》《物質(zhì)的結構與性質(zhì)》《化學與生活》等模塊中。在“活動與探究”欄目中實驗的呈現(xiàn)方式有兩種：一是問題情境、實驗設計已經(jīng)完成要求學生猜想、實驗、觀察、分析、總結、交流；二是提出問題要求學生完成猜想、設計、探究、結論、討論。兩種方式互相補充，讓學生充分體驗探究、學習探究的各個環(huán)節(jié)。

二、化學實驗探究教學的流程與模式

通過對高中化學知識結構的研究分析，探究的課題主要分成兩方面，即化學反應原理的探究和物質(zhì)的性質(zhì)推斷，可將“原理”和“性質(zhì)”兩大模塊的實驗探究在實際操作中按一種模式兩個思路進行。即（1）創(chuàng)設情境、提出問題（理論的假設）→實驗設計→實驗探究（驗證假設）→解釋與結論→反思與表達。（2）創(chuàng)設情境、提出問題（性質(zhì)推斷）→實驗設計→實驗探究（驗證性質(zhì)）→解釋與結論→反思與表達。其中有三個重要環(huán)節(jié)最能體現(xiàn)其教學特色，即猜想體現(xiàn)出問題意識，設計說明了探究意識，而實驗則表現(xiàn)出科學的方法。以下通過兩個實例闡述其流程和模式。

案例1：探究碳酸鈉溶液呈堿性的原因

（1）提出問題（理論的假設）

Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的嗎？假設是由水解引起的，那么使水解平衡移動將改變?nèi)芤旱膲A性。

（2）實驗設計

向盛有Na2CO3溶液的試管中滴加酚酞試液，觀察其顏色的變化，然后再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液，并觀察現(xiàn)象。

（3）實驗探究

滴加酚酞試液，Na2CO3溶液顯紅色，再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀，且溶液紅色褪去。

（4）解釋與結論

為什么滴加酚酞試液的Na2CO3溶液顯紅色，滴入過量的CaCl2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀，且溶液紅色褪去？

［討論］滴加CaCl2溶液后，CO32-與Ca2+結合生成CaCO3沉淀，根據(jù)勒夏特列原理水解平衡向左移動，使OH-濃度減小，溶液紅色逐漸褪去。因此，實驗結果可以確認原猜想是正確的。

［結論］Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的。

（5）反思與表達：CO32-＋H2O? HCO3-＋OHCO32-＋Ca2+＝CaCO3↓

案例2：探究濃硝酸和稀硝酸的氧化性

圖1 銅片與硝酸反應的實驗裝置圖

（1）提出問題（性質(zhì)推斷）：濃度不同的硝酸是否都有強氧化性？

（2）實驗設計：如圖1。

（3）實驗探究。將濃硝酸加入裝有銅片的試管中，反應較劇烈生成藍色溶液，產(chǎn)生紅棕色氣體。往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，繼續(xù)實驗反應后有無色氣體生成，接觸空氣氣體變?yōu)榧t棕色。

（4）解釋與結論

［討論］從實驗可知濃度不同的硝酸都能與銅片反應，但反應的劇烈程度不同，生成物不同。

［結論］不同濃度的硝酸都具有強氧化性，且都能氧化不活潑的金屬銅，還原產(chǎn)物不同（二氧化氮、一氧化氮）；氧化性比較：濃硝酸強于稀硝酸。

（5）反思與表達

Cu＋4HNO3（濃）＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3（?。?Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

實驗探究過程一般經(jīng)歷五個階段即：

（1）創(chuàng)設情境，提出問題

好的問題情境能激發(fā)學生強烈的探究欲望，因此“問題的設計要有指導性，即針對探究目的或重要環(huán)節(jié)設置引導性問題。”［2］如案例1中Na2CO3屬于正鹽，那么其水溶液為什么呈堿性？引發(fā)思考，此時有學生回答是水解引起的，追問：能否用已有的知識通過實驗證明其堿性是由Na2CO3水解引起的，教師激勵、引導學生通過實驗對猜想和假設進行驗證。

（2）討論方案，完成設計

實驗方案設計是根據(jù)探究課題的目的要求對實驗進行的規(guī)劃。如在案例2中要設計不同濃度硝酸與銅反應的裝置，同時還要考慮方便前后實驗現(xiàn)象的觀察。這是在新情境中對化學知識整合的過程，是最具探究意識的重要環(huán)節(jié)。

（3）實驗探究，驗證假設

實驗過程要求細致認真，如實記錄相關的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，并注意實驗安全。如案例2中在濃硝酸與稀硝酸與銅反應時，通過對不同現(xiàn)象的觀察，推斷其氧化性的不同。該階段對學生的實驗動手能力、觀察能力、研究判斷能力都起到積極的促進作用。

（4）分析信息，得出結論

學生要通過實驗現(xiàn)象的分析討論，得出正確結論。如案例1中要通過平衡移動的原理分析解決問題。在這個階段學生要學習收集信息、處理信息、應用原理得出結論的科學研究方法。

（5）反思回顧，交流表達

教師要求學生對整個探究過程進行反思，對設計、操作、觀察、記錄、分析和結論作總結回顧，交流點評。特別注意在操作規(guī)范、現(xiàn)象描述、化學用語、反應原理的準確表達等方面進行指導、提示、糾正和示范，提高其學科素養(yǎng)。

三、實驗探究教學的實施與策略

1.實驗探究課題的挖掘

探究課題的選擇要根據(jù)學生現(xiàn)有的知識和能力水平進行，在具有可探究性的同時注意問題宜小不宜大，不要過于復雜開放。

2.實驗探究的前期準備

化學實驗探究教學是學習化學的重要方式，但其費時耗力，因此實驗前的充分準備是保證實驗探究成功的前提條件。在研究過程中課題組的具體做法是：根據(jù)學生的特點進行分組，每6人成立一個探究小組，各小組人員各有分工，通過查閱資料、了解事實、提出假設、做出對實驗方案的設計。然后再組織全班學生對各小組所設計的方案進行評價，師生一起分析各方案的優(yōu)劣，選出其中最佳的一個方案。在此基礎上教師進一步提出建議、審核補充完善后進行實驗。

3.實驗探究過程中的師生關系

在教學中，教師是探究路上的引領者、同行者和協(xié)助者。首先要創(chuàng)設平等、民主教學氛圍，以利于調(diào)動學生的積極性，其次教師的主導作用體現(xiàn)在情景的創(chuàng)設、問題的提出及各環(huán)節(jié)引導、幫助。學生的主體意識和主體地位通過實驗的設計、實施以及結論的得出等環(huán)節(jié)來得到落實。

4.實驗探究的過程與結果

探究的過程和結果是科學方法的學習和學科知識的認知，方法的學習是時代的要求，也是學生終身學習的需要，要倡導讓學生經(jīng)歷實踐過程，在實踐中學習積累學科知識、科學方法，在實踐中理解過程和方法。但是也不能為過程而過程，不能只求形式上熱鬧而忽視結果，實驗結果是學科的知識和素養(yǎng)，是繼續(xù)學習的基礎，二者不可失之偏頗，好的探究過程必然會有好的探究結果。二者相輔相成，探索過程的體驗和實驗結果的獲得同樣重要。

［1］趙姝婷.新課改實驗探究教學策略［D］.大連：遼寧師范大學,2013(6).

［2］王建華.探究性實驗教學中有效問題設計策略［J］.福建基礎教育研究,2016(2).

［3］周文榮.例析高中化學實驗探究教學的誤區(qū)及思考［J］.化學教與學,2010(4).

（責任編輯：張賢金）

福建省教育科學“十二五”規(guī)劃2014年度課題“高中化學實驗探究教學實施策略研究”（項目編號：FJJKCG14-461）。