首页 -> 2008年第11期

例谈新课程下高中化学教学中的探究性学习

作者：孔　培

　　[摘 要]化学实验探究是教学中必不可少的一个重要环节，它不仅能帮助学生明晰认识、准确理解知识，而且为提高学生观察、思维、综合分析能力提供了环境。化学实验探究是提高学生素质、培养学生创新能力的最佳切入点。
　　[关键词] 探究性学习 探索性实验 化学实验
　　
　　“探究性学习”是指学生在教师指导下，主动发现问题、积极探究、独立思考、不断提高自身收集资料和处理信息的能力的学习方式。探究性学习不是单纯的传授知识，更重要的是培养学生的创新精神和创新思维，激发学生持久的学习兴趣，使教师的主导作用和学生的主体作用始终贯穿于教学的全过程。
　　若将验证性实验改为探究性实验，让学生自己通过实验手段探索研究对象的“未知”性质，了解它具有怎样的组成、属性、特征及与其他对象或现象的联系，不仅可以发挥学生的主动性、积极性，使其重新认识化学学习，甚至喜欢化学学习，更可以培养他们的独立探究的能力，使他们在探究的氛围中发挥出创造性。
　　（一）探究性实验教学的案例
　　【案例】“原电池的原理及形成条件”实验的探究
　　1.提出问题：怎样把化学能转变为电能呢？电池是如何产生电能的？构成一个电池的基本条件又是什么呢？
　　2.问题探究。
　　（1）原电池基本原理的探究（以铜锌原电池为例）。
　　[实验探究一]能否设计一个实验，使铜片在稀硫酸中在铜片上产生氢气呢？教师将学生每4人一组，要求完成下列实验方案：提醒学生注意观察现象，并在实验完成后汇报实验结果，思考由实验所得到的结论。（方案1）铜片和锌片不接触，放入一装稀硫酸的烧杯中；（方案2）铜片与锌片接触，放入一装稀硫酸烧杯中；（方案3）铜片与锌片用导线连接，放入一装稀硫酸烧杯中。
　　[实验探究二]铜片与锌片用导线连接，放入稀硫酸中。思考：导线上是否有电流通过，如何用实验证明？自行设计实验方案：（方案1）在导线上连接一个电流计；（方案2）在导线上连接一个小灯泡。
　　通过实验，验证了导线上有电流产生。由此引出原电池的概念。教师追问：铜锌原电池装置为何能产生电能？引导学生分析实验现象和原理，并用动画演示“计算机模拟铜锌原电池装置内部电路的形成”。动画演示电子的流动方向及电流计指针的偏转，同时伴随锌片的溶解，锌原子失去电子，电子经导线流向铜片，氢离子在铜片上得到电子产生氢气。通过微观展示，学生对Cu — Zn 原电池有了更为直观的认识和理解，在此基础上引导学生写出电极方程式。教师让学生随意发表自己的见解，然后由学生总结得出：①原电池是将化学能转变为电能的装置。②原电池装置中，一般较活泼的金属作负极，负极失去电子，发生氧化反应，较不活泼的金属或非金属导体作正极，正极得到电子，发生还原反应。
　　（2）原电池形成条件的探究。请同学们根据自己的设想和实验室提供的仪器、药品，进行小组实验探究。 教师作适当的引导，和学生自主创新相结合，既适当降低探究的难度，又充分发挥学生的独创性。
　　[实验探究三]（方案1）锌片和锌片同时放入稀硫酸中，且之间连接一个电流计；（方案2）锌片和碳棒同时放入稀硫酸中，且之间连接一个电流计；（方案3）锌片和玻璃棒同时放入稀硫酸中，且之间连接一个电流计。
　　[实验探究四]（方案1）铜片和锌片同时放入硫酸铜中，且之间连接一个电流计；（方案2）铜片和锌片同时放入糖水中，且之间连接一个电流计；（方案3）铜片和碳棒同时放入稀硫酸中，且之间连接一个电流计。
　　在学生分组探究过程中，教师参与其中，采取深层对话、促进交流等方法进行引导和启发。当学生提出问题时，教师应在充分赞扬的基础上参与他们的研究，并得出结论。至此，学生为自己设计的独特实验和探究到的与众不同的实验结论深感兴奋和自豪，进一步增强了探究的乐趣和自信。教师根据学生的实验结果，引导学生分析构成原电池的条件，并让学生展开讨论，请学生归纳总结原电池的形成条件：①两种活动性不同的金属（或一种金属与一种非金属导体）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中，能自发进行氧化还原反应。③两极相连形成闭合电路。
　　3.学习反馈。让学生根据原电池内容的学习设计实验：①设计一个原电池，使其总反应式为Zn+Cu²⁺→Zn²⁺+Cu，画出所设计原电池的示意图，并标出正、负极与电子流动方向。②用实验验证所设计实验的合理性。最后，结合实验特点，让学生思考：把西红柿或柑橘等水果组成一个原电池装置。继续激发学生的学习积极性，使课内探究的气氛延伸到课后。
　　（二）探究性实验教学的体会
　　在探索性实验教学中，化学问题的提出和解决是以实验探索的途径和手段进行的。课堂教学应尽可能边讲边实验来展开，使学生亲自参与实验，发挥学生的实验能动性，引导学生根据实验现象或事实，探究物质的本质及其变化规律。在中学化学教学中，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法、形成终身学习的能力具有重要的意义。
　　其实，化学实验本身就是科学探究的过程。化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法，是人们根据研究的对象和研究的目的，创造性地运用科学知识和实验手段，有计划地实施探究性实践活动的过程。化学发展的历史也充分证明：化学科学的任何一项重大的突破，无一例外地是经过化学实验而取得的。正如波义耳所说，没有实验，任何新的东西都不能深知。中学生化学学习中的化学实验，虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识，但从本质上看，这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用作探究性学习的途径时，化学实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手，体验科学家科学探究的过程和方法，获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以，在学生的化学学习过程中，完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。
　　
　　参考文献：
　　[1]徐叔炎.化学实验创新教育浅谈[J].化学教学,2002,(11).
　　[2]周雅静.开展探究式教学的实践[J].成才之路,2007,(5).
　　[3]王春.关于原电池的原理及形成条件的探究教学设计[J].信息技术教育2005,(7).