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化学是一门以实验为基础的自然科学，实验探究是学生获取化学知识、培养自身科学素质的重要途径，作为化学教学的一项重要辅助手段，探究式实验教学对巩固和发展学生知识与能力，促进学生全面的、有特色的、可持续性发展和终身学习有着不可替代的作用。因此，搞好中学化学探究性实验教学是我们每一个从事化学教育教学工作的同志应认真研究和思索的一个重要课题。本文结合自身实验探究过程中的一些案例从理论和实践上力图作以较为详尽论述。
１探究性实验教学的含义及目的
探究性实验教学是指在教师指导下，从身边的学习生活和社会生活环境中发现问题、选取专题，以自主探究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题，充分挖掘学习个体的内在潜力，培养学生的创新精神、实践能力、创造能力和终身学习能力的一种重要實验的教学方式。
学生通过参与课题设计、寻找资料、动手实验等亲身实验探究活动来解决一些实际问题，了解科学研究的一般流程和方法，尝试与他人交往和合作，获得对科研、对社会的直接感受和体验；学生通过积极主动地观察、思考、动手实验操作，从中找出结论、规律，不仅有利于学生基础性学习能力的培养，而且利于培养学生的发展性学习能力和研究性学习能力，有利于全面落实高中化学课程标准中提出的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等课程目标要求。化学实验教学过程是一个由简及繁、由表及里、由宏观到微观、由定性到定量、由描述到推理的过程，让学生通过探究性实验教学，既掌握一定的现代科学基础知识和技能，又具有实事求是、善于观察、独立思考、敢于质疑、勇于探索、肯于创新的科学精神和科学方法，并从中培养他们勇于承受挫折的良好心理品质和人本主义思想，注重人与自然的和谐共处关系，在开发使用自然资源的同时始终把环境保护和可持续性发展放在首位。
２探究性实验教学的几种理论观点
２．１美国科学教育促进会(AAAS)在中小学制定的以过程为本的SAPA(Science：A Process Approach)科学课程时提出的过程技能(Process Skills)：观察、分类、数值关系、测量、运用时空关系、交流、预测、推理、下操作性定义、形成假设、解释数据、识别和控制变量、实验。其中前八种为基本技能(BasicSkills)，后五种为综合技能(Integrated Skills)。
２．２探究性学习是以建构主义为基础的一种学习方式。建构主义作为一种新的学习理论，对学习和教学提出一系列的解释。在知识观上强调知识的动态性，在学生观上强调经验世界的丰富性和差异性，在学习观上强调学习的建构性。建构主义认为：学生个体学习新知识时，知识的获得是学习个体与外部环境交互作用中自行建构的结果而不是被动灌输的结果。学习不单是知识由外到内的转移和传递，也是学习者主动地建构自己的知识经验的过程，即通过新经验与原有知识经验的相互作用，来充实、丰富和改造自己的知识经验。建构主义最突出的一点就是通过高水平的思维来学习。在真实的生活情境中，学习个体如何运用自身的知识结构进行思维，是衡量学习成功与否的关键。研究性学习重视联系生活实际去寻找学习课题，强调学生通过主体性学习活动获得体验，注重思维的开发，注重学生认知的过程而不是行为产品或结果。
２．３我国科学课程标准规定“探究过程要素”包括：提出科学问题、进行猜想和假设、制定计划与设计实验、观察实验与获取事实和证据、检查与评价、表达与交流。
２．４《面向21世纪上海市中学化学学科教育改革行动纲领》指出：研究性学习课程是在基础型课程和拓展型课程的基础上，着重在专题性与综合性的研究或探究过程中培养学生的创造性学习能力，以及实现知识迁移能力和相应的创新精神与实践能力。
３探究性实验教学的模式设计
化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。化学实验探究的内容就应以研究物质的组成、结构、性质及其变化规律为主线，同时研究化学实验条件的控制、装置的设计、制作和改进、实验的手段和方法、实验方案的设计等。下面是我在实验教学活动中的几个案例，在此与大家一起交流。
３．１焰色反应实验现象的最佳效果实验探究。在新教材高中化学第一册第38页的焰色反应实验中，选用酒精灯和无锈的铁丝进行钾的焰色反应现象往往不明显，利用这一事实我决定开发一个探究性实验课题：焰色反应实验现象的最佳效果探究。
通过同学们的认真分析，大家认识到进行焰色反应实验成功有两个关键因素：①是选用的载体火焰焰色对所要观察的火焰焰色基本没有影响；②是火焰本身焰色要浅，温度要高。针对上述两个问题，课题组的同学进行了广泛深入的研究，同学们发现教材实验中铂丝不仅可用价格便宜的无锈铁丝替代，也可用锡纸、滤纸等替代，还可用棉花、甚至粉笔等替代。但用棉花、滤纸作载体进行焰色反应时要使用内焰灼烧，以免载体燃烧：酒精灯可用煤气灯、酒精喷灯替代。但在酒精灯火焰上进行钾的焰色反应实验效果始终不理想，因为酒精灯火焰本身呈黄色，做钠的焰色反应就更没有说服力。经过反复试验同学们很好的解决了这个问题，即：在蒸发器或坩埚中加入５ml左右的酒精（若室温较低可适当多加些酒精），用火柴点燃酒精，使蒸发器或坩埚被灼热，当酒精燃烧的火焰焰色颜色很浅时，用胶头滴管滴入３~４滴的各种金属盐溶液，便可看到３～６cm高的该金属盐的火焰颜色。这种方法不仅减少了所用试剂的量，尤其是对钾的焰色反应还可不必透过蓝色的钴玻璃便直接观察到钾的紫色火焰，现象非常明显。
３．２乙醇分子式的组成和结构实验探究。新教材高中化学第二册第158页教材实验：乙醇分子的组成和结构实验探究中，我要求学生首先要根据自己在试验中收集整理的CO2和H2O实验数据，利用所学的知识计算出产生的CO2和H2O的物质的量，再根据乙醇的量和乙醇式量结合燃烧产生的CO2和H2O的物质的量的关系，推出乙醇的分子式。随后引导学生根据C、H、O三种元素在有机物中价键特征（C可成4键、H可成1键、O可成2键），可推测乙醇的分子式C2H6O可能的结构：即CH3OCH3或CH3CH2OH两种。最后利用一定量乙醇与足量Na反应产生H2的体积（换算成标准状态）关系，确认乙醇的结构为CH3CH2OH。
在上述的实验探究过程中，学生们学到了如何采集有用信息、如何减低实验误差、如何利用CO2和H2O的性质测得其物质的量，懂得了如何利用物质的性质反推结构等。通过这样综合性探究，是学生体验了科学探究的过程，掌握了科学探究的方法，激发了学生学习化学的兴趣，强化了科学探究的意识，促进了学习方式的转变。
３．3向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4溶液的导电性实验探究。下面是新教材高中化学第一册第18页得书后习题4：在烧杯里盛放半杯Ba(OH)2溶液，然后用滴定管向烧杯中滴加稀硫酸溶液。随着H2SO4溶液的滴入，电灯就逐渐变暗，滴至一定量时，电灯完全熄灭。为什么？如果继续滴入H2SO4溶液电灯又会逐渐亮起来，为什么？题目本意是：向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4溶液，会有白色硫酸钡沉淀生成，由于溶液中的Ba2+、OH减少，电灯完全熄灭；继续滴入H2SO4溶液，因为硫酸是强电解质，硫酸过量，溶液中的离子浓度逐渐增大，电灯又会逐渐亮起来，同学们为能亲眼目睹这一实验现象，希望我能给他们演示一下这个实验，可当我用实验室原来配制好的溶液演示该实验时，却发现滴定管内的硫酸滴完了，白色沉淀也产生了，但电灯却看不到变暗，更谈不上熄灭，为什么呢？于是我把这个问题交给大家来共同探究。
通过讨论，同学们认为可能是溶液中原来的溶剂导致上述结果，经从实验员老师处了解这个问题得到证实：原来实验员老师原来配制的Ba(OH)2和H2SO4溶液是用于作定性实验，为降低实验成本使用的溶剂是自来水。为能确证溶剂对该实验的影响，同学们单独用自来水做了这个导电性实验，结果电灯果然变亮；又改用蒸馏水做了这个导电性实验，结果电灯未亮。问题得到了解决，同学们决定再进行一次准确的定量实验，观察这一实验过程。
为能找到最好的实验效果，同学们根据资料事先准备各自配制了2moVL、1moVL、0.5moVLBa（OH）2溶液和H2SO4溶液。实验中考虑到滴定管、烧杯的体积有限，烧杯中使用较低浓度Ba（OH）2溶液，而H2SO4溶液浓度应相对大些，目的是从理论上保证滴入较小體积的H2SO4溶液就能够是电灯熄灭；同事同学们还认为应边不断搅拌，使滴入的H2SO4溶液能迅速与烧杯中Ba（OH）2溶液充分反应。为能保证搅拌过程的安全，同学们还在玻璃棒手拿的一端套上橡胶管，起绝缘作用，防止触电。经过反复实验和周密分析，同学们终于在边滴边搅拌烧杯里溶液的过程中观察到：电灯逐渐变暗，滴至一定量时，电灯完全熄灭；继续滴入H2SO4溶液电灯又逐渐亮了起来的现象。这一令人久盼的现象着实让同学兴奋不已，使同学们品尝到成功的来之不易和成功的喜悦。
４中学化学探究新实验教学实施过程中应注意的一些问题
在实施探究性化学实验教学过程中，化学教师应进行积极引导，并使这种引导贯彻实施的全过程，积极开放实验室，让更多学生拥有更多实验探究的机会。同时，教师还应从以下几个方面做好学生的引导工作：
４．１鼓励学生多渠道获取信息。信息是可以转化为有价值的知识，是进行研究性学习的前提和重要条件。教师要指导学生从图书馆、资料室、互联网等方方面面去获取丰富的信息，开拓思路。
４．２引导学生正确认识实验探究过程中所遇到的挫折和困难。
４．３调动学生集中精力，抓住主要环节、充分发挥组内个成员的长处。
４．４激励学生勇于探索，发挥自己和群体的创造性。
４．５指导学生撰写课题总结报告，力求做到层次分明，重点突出，论证充分，文字简明而又有一定的实用价值。
４．６教师在评价学生的探究性实验室，要注意“两个重在”和“一个淡化”，即：①重在研究过程、研究方法、研究思路、学生创新精神，动手实践能力的评价；②重在研究性学习中学生克服困难，创造条件完成任务的意志品质的评价；③淡化研究性学习的结果评价，不能操之过急，要求过高。
总之，研究性实验教学具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性，研究性实验教学有助于发展学生优秀的智慧品质，如热爱和珍惜机会，尊重事实，客观，审慎地对待批判性思维，理解，谦虚地接受自己的不足等。探究性实验教学以获得理智和情感体验，建构知识，掌握解决问题的方法为主要目的。
１探究性实验教学的含义及目的
探究性实验教学是指在教师指导下，从身边的学习生活和社会生活环境中发现问题、选取专题，以自主探究的方式主动地获取知识、应用知识、解决问题，充分挖掘学习个体的内在潜力，培养学生的创新精神、实践能力、创造能力和终身学习能力的一种重要實验的教学方式。
学生通过参与课题设计、寻找资料、动手实验等亲身实验探究活动来解决一些实际问题，了解科学研究的一般流程和方法，尝试与他人交往和合作，获得对科研、对社会的直接感受和体验；学生通过积极主动地观察、思考、动手实验操作，从中找出结论、规律，不仅有利于学生基础性学习能力的培养，而且利于培养学生的发展性学习能力和研究性学习能力，有利于全面落实高中化学课程标准中提出的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等课程目标要求。化学实验教学过程是一个由简及繁、由表及里、由宏观到微观、由定性到定量、由描述到推理的过程，让学生通过探究性实验教学，既掌握一定的现代科学基础知识和技能，又具有实事求是、善于观察、独立思考、敢于质疑、勇于探索、肯于创新的科学精神和科学方法，并从中培养他们勇于承受挫折的良好心理品质和人本主义思想，注重人与自然的和谐共处关系，在开发使用自然资源的同时始终把环境保护和可持续性发展放在首位。
２探究性实验教学的几种理论观点
２．１美国科学教育促进会(AAAS)在中小学制定的以过程为本的SAPA(Science：A Process Approach)科学课程时提出的过程技能(Process Skills)：观察、分类、数值关系、测量、运用时空关系、交流、预测、推理、下操作性定义、形成假设、解释数据、识别和控制变量、实验。其中前八种为基本技能(BasicSkills)，后五种为综合技能(Integrated Skills)。
２．２探究性学习是以建构主义为基础的一种学习方式。建构主义作为一种新的学习理论，对学习和教学提出一系列的解释。在知识观上强调知识的动态性，在学生观上强调经验世界的丰富性和差异性，在学习观上强调学习的建构性。建构主义认为：学生个体学习新知识时，知识的获得是学习个体与外部环境交互作用中自行建构的结果而不是被动灌输的结果。学习不单是知识由外到内的转移和传递，也是学习者主动地建构自己的知识经验的过程，即通过新经验与原有知识经验的相互作用，来充实、丰富和改造自己的知识经验。建构主义最突出的一点就是通过高水平的思维来学习。在真实的生活情境中，学习个体如何运用自身的知识结构进行思维，是衡量学习成功与否的关键。研究性学习重视联系生活实际去寻找学习课题，强调学生通过主体性学习活动获得体验，注重思维的开发，注重学生认知的过程而不是行为产品或结果。
２．３我国科学课程标准规定“探究过程要素”包括：提出科学问题、进行猜想和假设、制定计划与设计实验、观察实验与获取事实和证据、检查与评价、表达与交流。
２．４《面向21世纪上海市中学化学学科教育改革行动纲领》指出：研究性学习课程是在基础型课程和拓展型课程的基础上，着重在专题性与综合性的研究或探究过程中培养学生的创造性学习能力，以及实现知识迁移能力和相应的创新精神与实践能力。
３探究性实验教学的模式设计
化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。化学实验探究的内容就应以研究物质的组成、结构、性质及其变化规律为主线，同时研究化学实验条件的控制、装置的设计、制作和改进、实验的手段和方法、实验方案的设计等。下面是我在实验教学活动中的几个案例，在此与大家一起交流。
３．１焰色反应实验现象的最佳效果实验探究。在新教材高中化学第一册第38页的焰色反应实验中，选用酒精灯和无锈的铁丝进行钾的焰色反应现象往往不明显，利用这一事实我决定开发一个探究性实验课题：焰色反应实验现象的最佳效果探究。
通过同学们的认真分析，大家认识到进行焰色反应实验成功有两个关键因素：①是选用的载体火焰焰色对所要观察的火焰焰色基本没有影响；②是火焰本身焰色要浅，温度要高。针对上述两个问题，课题组的同学进行了广泛深入的研究，同学们发现教材实验中铂丝不仅可用价格便宜的无锈铁丝替代，也可用锡纸、滤纸等替代，还可用棉花、甚至粉笔等替代。但用棉花、滤纸作载体进行焰色反应时要使用内焰灼烧，以免载体燃烧：酒精灯可用煤气灯、酒精喷灯替代。但在酒精灯火焰上进行钾的焰色反应实验效果始终不理想，因为酒精灯火焰本身呈黄色，做钠的焰色反应就更没有说服力。经过反复试验同学们很好的解决了这个问题，即：在蒸发器或坩埚中加入５ml左右的酒精（若室温较低可适当多加些酒精），用火柴点燃酒精，使蒸发器或坩埚被灼热，当酒精燃烧的火焰焰色颜色很浅时，用胶头滴管滴入３~４滴的各种金属盐溶液，便可看到３～６cm高的该金属盐的火焰颜色。这种方法不仅减少了所用试剂的量，尤其是对钾的焰色反应还可不必透过蓝色的钴玻璃便直接观察到钾的紫色火焰，现象非常明显。
３．２乙醇分子式的组成和结构实验探究。新教材高中化学第二册第158页教材实验：乙醇分子的组成和结构实验探究中，我要求学生首先要根据自己在试验中收集整理的CO2和H2O实验数据，利用所学的知识计算出产生的CO2和H2O的物质的量，再根据乙醇的量和乙醇式量结合燃烧产生的CO2和H2O的物质的量的关系，推出乙醇的分子式。随后引导学生根据C、H、O三种元素在有机物中价键特征（C可成4键、H可成1键、O可成2键），可推测乙醇的分子式C2H6O可能的结构：即CH3OCH3或CH3CH2OH两种。最后利用一定量乙醇与足量Na反应产生H2的体积（换算成标准状态）关系，确认乙醇的结构为CH3CH2OH。
在上述的实验探究过程中，学生们学到了如何采集有用信息、如何减低实验误差、如何利用CO2和H2O的性质测得其物质的量，懂得了如何利用物质的性质反推结构等。通过这样综合性探究，是学生体验了科学探究的过程，掌握了科学探究的方法，激发了学生学习化学的兴趣，强化了科学探究的意识，促进了学习方式的转变。
３．3向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4溶液的导电性实验探究。下面是新教材高中化学第一册第18页得书后习题4：在烧杯里盛放半杯Ba(OH)2溶液，然后用滴定管向烧杯中滴加稀硫酸溶液。随着H2SO4溶液的滴入，电灯就逐渐变暗，滴至一定量时，电灯完全熄灭。为什么？如果继续滴入H2SO4溶液电灯又会逐渐亮起来，为什么？题目本意是：向Ba(OH)2溶液中滴加H2SO4溶液，会有白色硫酸钡沉淀生成，由于溶液中的Ba2+、OH减少，电灯完全熄灭；继续滴入H2SO4溶液，因为硫酸是强电解质，硫酸过量，溶液中的离子浓度逐渐增大，电灯又会逐渐亮起来，同学们为能亲眼目睹这一实验现象，希望我能给他们演示一下这个实验，可当我用实验室原来配制好的溶液演示该实验时，却发现滴定管内的硫酸滴完了，白色沉淀也产生了，但电灯却看不到变暗，更谈不上熄灭，为什么呢？于是我把这个问题交给大家来共同探究。
通过讨论，同学们认为可能是溶液中原来的溶剂导致上述结果，经从实验员老师处了解这个问题得到证实：原来实验员老师原来配制的Ba(OH)2和H2SO4溶液是用于作定性实验，为降低实验成本使用的溶剂是自来水。为能确证溶剂对该实验的影响，同学们单独用自来水做了这个导电性实验，结果电灯果然变亮；又改用蒸馏水做了这个导电性实验，结果电灯未亮。问题得到了解决，同学们决定再进行一次准确的定量实验，观察这一实验过程。
为能找到最好的实验效果，同学们根据资料事先准备各自配制了2moVL、1moVL、0.5moVLBa（OH）2溶液和H2SO4溶液。实验中考虑到滴定管、烧杯的体积有限，烧杯中使用较低浓度Ba（OH）2溶液，而H2SO4溶液浓度应相对大些，目的是从理论上保证滴入较小體积的H2SO4溶液就能够是电灯熄灭；同事同学们还认为应边不断搅拌，使滴入的H2SO4溶液能迅速与烧杯中Ba（OH）2溶液充分反应。为能保证搅拌过程的安全，同学们还在玻璃棒手拿的一端套上橡胶管，起绝缘作用，防止触电。经过反复实验和周密分析，同学们终于在边滴边搅拌烧杯里溶液的过程中观察到：电灯逐渐变暗，滴至一定量时，电灯完全熄灭；继续滴入H2SO4溶液电灯又逐渐亮了起来的现象。这一令人久盼的现象着实让同学兴奋不已，使同学们品尝到成功的来之不易和成功的喜悦。
４中学化学探究新实验教学实施过程中应注意的一些问题
在实施探究性化学实验教学过程中，化学教师应进行积极引导，并使这种引导贯彻实施的全过程，积极开放实验室，让更多学生拥有更多实验探究的机会。同时，教师还应从以下几个方面做好学生的引导工作：
４．１鼓励学生多渠道获取信息。信息是可以转化为有价值的知识，是进行研究性学习的前提和重要条件。教师要指导学生从图书馆、资料室、互联网等方方面面去获取丰富的信息，开拓思路。
４．２引导学生正确认识实验探究过程中所遇到的挫折和困难。
４．３调动学生集中精力，抓住主要环节、充分发挥组内个成员的长处。
４．４激励学生勇于探索，发挥自己和群体的创造性。
４．５指导学生撰写课题总结报告，力求做到层次分明，重点突出，论证充分，文字简明而又有一定的实用价值。
４．６教师在评价学生的探究性实验室，要注意“两个重在”和“一个淡化”，即：①重在研究过程、研究方法、研究思路、学生创新精神，动手实践能力的评价；②重在研究性学习中学生克服困难，创造条件完成任务的意志品质的评价；③淡化研究性学习的结果评价，不能操之过急，要求过高。
总之，研究性实验教学具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性，研究性实验教学有助于发展学生优秀的智慧品质，如热爱和珍惜机会，尊重事实，客观，审慎地对待批判性思维，理解，谦虚地接受自己的不足等。探究性实验教学以获得理智和情感体验，建构知识，掌握解决问题的方法为主要目的。