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摘 要： 摘要：實(shí)驗(yàn)探究活動對于啟迪學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著重要作用。在探究活動的設(shè)計(jì)上，教師需要找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，在學(xué)生難以理解之處、意見不統(tǒng)一之處、實(shí)驗(yàn)有異常現(xiàn)象之處、實(shí)驗(yàn)失敗之處、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯之處、教材可以延伸拓展之處設(shè)計(jì)探究活動，增
摘要：實(shí)驗(yàn)探究活動對于啟迪學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著重要作用。在探究活動的設(shè)計(jì)上，教師需要找準(zhǔn)時(shí)機(jī)，在學(xué)生難以理解之處、意見不統(tǒng)一之處、實(shí)驗(yàn)有異常現(xiàn)象之處、實(shí)驗(yàn)失敗之處、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯之處、教材可以延伸拓展之處設(shè)計(jì)探究活動，增強(qiáng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識。在實(shí)施過程中教師要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況對預(yù)設(shè)進(jìn)行調(diào)整，尊重學(xué)生的主體地位，給予學(xué)生自主探究、自主活動的權(quán)利。
關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué);實(shí)驗(yàn)探究;活動設(shè)計(jì)與實(shí)施
實(shí)驗(yàn)探究活動旨在通過具體的實(shí)驗(yàn)活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程;引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)世界的變化規(guī)律，形成化學(xué)的基本觀念;啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)探究能力[1]。實(shí)驗(yàn)探究活動的實(shí)施有助于學(xué)生更好地理解科學(xué)的本質(zhì)，對于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著不可替代的作用。
一、實(shí)驗(yàn)探究活動的設(shè)計(jì)
1.實(shí)驗(yàn)探究活動的設(shè)計(jì)原則[2]
(1)目的性原則每個(gè)探究活動的設(shè)計(jì)都要有明確的目標(biāo)，這樣探究才有正確的方向，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)才有意義、有價(jià)值，才能避免活動的隨意性帶來的低效。(2)科學(xué)性原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須實(shí)事求是，符合科學(xué)道理。具體而言科學(xué)性是指實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)、操作程序科學(xué)，研究過程上與化學(xué)科學(xué)研究過程具有一致性。
(3)問題性原則探究活動的設(shè)計(jì)應(yīng)該堅(jiān)持問題導(dǎo)向，通過探究活動的進(jìn)行，讓學(xué)生自己親自經(jīng)歷問題的解決，從而更好地完成知識的學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的動手能力。(4)探究性原則實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要具備探究性，要有一定的思維含量，學(xué)生通過自主合作式的探究得出相應(yīng)的結(jié)論，變被動接受為主動探究，真正從教師的教走向?qū)W生的學(xué)。(5)趣味性原則增加實(shí)驗(yàn)的趣味性，迎合學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣所在，同時(shí)還要注意緊密結(jié)合生活實(shí)際，從而使學(xué)生更為積極地參與到實(shí)驗(yàn)探究活動中。
2.實(shí)驗(yàn)探究活動的設(shè)計(jì)切入點(diǎn)[3]
(1)在學(xué)生難以理解之處進(jìn)行探究例如在“化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系”這一節(jié)，教師可以預(yù)先給學(xué)生提供豐富多樣的藥品和儀器，如氫氧化鈉溶液、硫酸銅溶液，石灰石、稀鹽酸、白磷等藥品以及燒杯、錐形瓶、廣口瓶、試管、塞子、玻璃管、玻璃棒、膠頭滴管、針筒、氣球、電子天平等儀器，由學(xué)生經(jīng)過四人小組討論，設(shè)計(jì)出裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后再全班匯報(bào)展示。這樣不同裝置的優(yōu)缺點(diǎn)都可以在學(xué)生方案的討論中生成。
(2)在學(xué)生意見不統(tǒng)一之處進(jìn)行探究例如關(guān)于量筒正確讀數(shù)的片段教學(xué)。教師先讓學(xué)生嘗試量取10mL水，由于學(xué)生在量筒里看到了兩層液面，不知道該讀取哪一層，學(xué)生爭執(zhí)不斷。趁此教師給出了凹液面的畫圖和概念。然后再讓學(xué)生站立或下蹲看最低的液面，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)液面的高度在發(fā)生變化。教師追問學(xué)生真實(shí)的液面是否變化，變化的是什么，如何讀數(shù)才準(zhǔn)確。學(xué)生自然而然得出了正確的讀數(shù)方式，并再次通過站立或下蹲讀數(shù)得出俯視或仰視讀數(shù)導(dǎo)致的誤差。通過一個(gè)簡單的學(xué)生活動的設(shè)計(jì)，把一個(gè)抽象的概念變成了一個(gè)直觀的現(xiàn)象，便于學(xué)生理解。
(3)在實(shí)驗(yàn)過程中有異常現(xiàn)象之處進(jìn)行探究例如進(jìn)行鋁和酸的反應(yīng)時(shí)，雖然經(jīng)過打磨，但是氣泡仍比較慢，與書上給出的金屬活動性順序矛盾，而且不同組同學(xué)的現(xiàn)象間還有差異，可以就此提出問題引發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生會有不同的猜測：可能有的組打磨得較認(rèn)真，氧化膜去除得較徹底，所以速度快;有的同學(xué)會詢問老師實(shí)驗(yàn)室的酸是不是同一批配制的，濃度是否有差別;細(xì)心的同學(xué)還會注意到有的桌上是稀硫酸，有的是稀鹽酸，酸的種類有沒有影響。學(xué)生有了不同的猜測后，就可以讓他們設(shè)計(jì)方案進(jìn)而動手實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證自己的猜想是否正確。這個(gè)過程中學(xué)生不但對實(shí)驗(yàn)探究活動的流程有了更深的印象，也增強(qiáng)了質(zhì)疑、實(shí)事求是的精神。
(4)在教師或者學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗之處進(jìn)行探究例如實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳時(shí)不能用濃鹽酸的片段教學(xué)。教師可以設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)探究活動：將濃鹽酸與石灰石反應(yīng)生成的二氧化碳通入澄清石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察到澄清石灰水不變渾濁，學(xué)生尋找實(shí)驗(yàn)失敗的原因。
學(xué)生可能會有不同的猜測：(1)石灰水變質(zhì)了。(2)通入的二氧化碳有問題，含其他雜質(zhì)氣體等。關(guān)于第一個(gè)猜測，教師預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案是讓學(xué)生直接往澄清石灰水中吹氣。關(guān)于第二個(gè)猜測，教師預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案是直接打開濃鹽酸的試劑瓶塞，學(xué)生觀察到白霧;把濃鹽酸與石灰石反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w通入蒸餾水中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察到白色沉淀。但在課堂上教師不給出方案，而是鼓勵(lì)學(xué)生針對自己的猜想設(shè)計(jì)方案并動手實(shí)驗(yàn)。
(5)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯之處進(jìn)行探究
例如由火燒圓明園圖片引出煅燒石灰石后，有這樣兩個(gè)值得探究的問題：(1)反應(yīng)的條件：加熱還是高溫。(2)反應(yīng)前后都是塊狀固體，如何證明反應(yīng)發(fā)生。對于問題(1)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)。對于問題(2)，從漢白玉建筑坍塌猜測反應(yīng)之后的產(chǎn)物硬度發(fā)生了變化，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明。得知產(chǎn)物后，還可以讓學(xué)生根據(jù)已知的碳酸鈣和氧化鈣性質(zhì)的不同來檢驗(yàn)氧化鈣的存在，從而證明反應(yīng)發(fā)生。
(6)在教材可以延伸拓展之處指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究
例如在“金屬的銹蝕和防護(hù)”一課中，上課的流程：①引入新課：展示暖寶寶中的黑色固體，學(xué)生猜測成分。通過數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中的溫度傳感器和氧氣濃度傳感器測得黑色固體露置于空氣中的溫度、氧氣濃度變化情況再次引導(dǎo)學(xué)生猜測黑色固體的成分。②鐵生銹的條件的探究：根據(jù)查閱資料猜想鐵銹蝕的條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案印證猜想，根據(jù)視頻分析得出結(jié)論。
在繼續(xù)探究金屬銹蝕的條件之后，用濕度傳感器測得濕度變化情況，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，并通過曖寶寶成分去討論、分析。③影響鐵生銹的因素的探究：利用曖寶寶成分說明過渡到影響銹蝕的因素，學(xué)生按科學(xué)探究的一般步驟繼續(xù)探究。④閱讀課本，思考回答“銹吃鐵”其中的道理。本節(jié)課的活動設(shè)計(jì)中，既有教師演示實(shí)驗(yàn)，也有學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn);既有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、也有數(shù)字化實(shí)驗(yàn);既有小組合作學(xué)習(xí)，也有學(xué)生的自主閱讀;既有獨(dú)立思考，也有交流討論;既解決了“什么是”、“怎么樣”的問題，也解決了“做什么”、“怎么做”的問題。
二、實(shí)驗(yàn)探究活動的實(shí)施
新課程提倡教師有效的課堂教學(xué)行為表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：教學(xué)關(guān)系上強(qiáng)調(diào)“引導(dǎo)與尊重”;師生關(guān)系上強(qiáng)調(diào)“尊重與贊賞”;問題刺激上強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)境與設(shè)疑”;學(xué)習(xí)評價(jià)上強(qiáng)調(diào)“發(fā)展與開放”;對待自我上強(qiáng)調(diào)“反思與改進(jìn)”。結(jié)合以上理論，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動中，應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)真實(shí)有效的情境，設(shè)置恰當(dāng)合理的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心;應(yīng)幫助和引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究活動，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＲ虼嗽O(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，先要降低難度，先小實(shí)驗(yàn)后大實(shí)驗(yàn)，先易后難，先簡單后復(fù)雜。先讓學(xué)生探究出每個(gè)小實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，得出每個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，掌握一定的基礎(chǔ)知識和基本技能，最后通過總結(jié)、歸納整理得出完整的實(shí)驗(yàn)方法[4]。
學(xué)生是探究活動的主體，學(xué)生在獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的前提下，根據(jù)內(nèi)容選擇不同的活動方式，如獨(dú)立思考、小組討論、代表交流、分組實(shí)驗(yàn)、練習(xí)反饋等。小組合作探究是科學(xué)探究的基本組織形式，每個(gè)學(xué)生在合作探究的過程中都要分配好合作探究的任務(wù)，用相應(yīng)的探究任務(wù)來驅(qū)動學(xué)生積極地參與到合作探究中來[5]。鼓勵(lì)每個(gè)組員積極參與活動，務(wù)必讓每個(gè)人都對小組的整體表現(xiàn)成功與否負(fù)有相關(guān)的責(zé)任。
為了完成科學(xué)探究活動，小組成員之間必須學(xué)會彼此尊重和信任，互相幫助和支持，使同組成員建立一種融洽的伙伴關(guān)系。科學(xué)探究是以更高的要求去培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和人際交往能力，同時(shí)也提供了很多鍛煉的機(jī)會。教和學(xué)是一個(gè)互動的過程，教師課前預(yù)先設(shè)計(jì)的探究活動如果成為了教學(xué)的劇本，整個(gè)教學(xué)過程就成了“演戲”，學(xué)生便成為提線木偶。蘇霍姆林斯基說過：“教育的技巧并不在于能預(yù)見到課堂的所有細(xì)節(jié)，而在于根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，巧妙地在學(xué)生不知不覺中作出相應(yīng)的變動。”
可見課前設(shè)計(jì)的探究活動只能是預(yù)設(shè)，而在實(shí)際的操作過程中應(yīng)該隨著學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行有針對性的調(diào)整，應(yīng)尊重和贊賞學(xué)生的創(chuàng)意，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維，應(yīng)及時(shí)地反思和改進(jìn)探究活動。老師不能捆綁學(xué)生手腳，要盡可能給學(xué)生自主探究、自主活動的權(quán)利。這樣才能讓學(xué)生始終處于對知識的渴求狀態(tài)，才能有精彩環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，才能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究對學(xué)生思維能力提升與發(fā)展的突出作用，真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)探究對化學(xué)的意義!
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