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强化实验教学的功能，培养学生实验探究能力
作者：冯华福
来源：《中学课程辅导·教师教育（中）》2018年第07期
【摘要】 实施新课程标准，加强素质教育，提高学生的科学素养，培养学生的实验能力是课程改革的核心；转变教学方式，以实验教学为载体，创设学习情境，促使学生形成积极主动的学习态度，倡导学生主动参与，培养乐于探究、勤于动手的能力；使学生准确地抓住实验探究的关键，提高学生分析和解决问题能力。
【关键词】 实验教学模式 家庭实验 数字化实验 实验能力
【中图分类号】 G632.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）07-102-02 0
现代化学教学论认为，化学不仅仅是使学生获取知识，同时还必须使学生形成收集信息、处理信息、活用信息和交流信息的能力。自主探究是使学生今后在现代社会中生存和发展的基本能力。所以，在化学教学中应全面培养学生的主动参与、乐于研究、勤于思考，培养学生收集和处理信息的能力以及获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。 为了更好地实现化学教学新理念，适应新课标和新课程的需要，在化学教学中，不但要使学生学到知识，更要使学生得到能力提高，而探究性教学则是达到上述目标的重要教学手段。 一、实验探究课堂常规化，培养学生探究意识
爱因斯坦说：“对真理的探索比占有更加宝贵。”科学实验，是让学生探究未知现象和知识规律一种方法；科学的发现能力是从简单发现中发展起来的，不重视今天的“小”发现，也就不可能有明天的“大”发现，两者具有连续性和相似性。因此，让实验探究成为课堂教学的常态化，抓住实验探究能力培养的主线，通过“创设问题情境—→假设与猜想（学生提出问题）—→学生探究问题（学生实验过程）—→师生解决问题（思维展示过程）—→评价与交流—→巩固训练”等教学步骤完成实验探究的全过程，让学生在平常的课堂教学中体验实验探究得科学方法的运用，培养学生的实验探究的意识，强化学生实验操作能力和合作探究能力。 例如在人教版《九年级化学上册》第一单元课题2对蜡烛及其燃烧的探究的教学中，作为学生第一次的化学分组实验，大多数的教师都只是直截了当告诉学生吹灭蜡烛后看到的白烟是石蜡的小颗粒，而并没有把它以探究实验的模式展示给学生，让学生的探究能力得以更进一步
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的提高。在教学中可以进行必要的补充，把实验设计成探究实验的模式（略去评价与交流和巩固训练）：
【创设问题场景】吹灭蜡烛，学生观察到有一股白烟渺渺升起。 【提出问题】这股白烟的成分是什么？
【提出假设】猜想①：白烟是燃烧时生成的二氧化碳 猜想②：白烟是燃烧时生成的水蒸气 猜想③：白烟是石蜡蒸气凝成的石蜡固体
【学生实验】学生分组实验、记录实验现象并得出实验结论
通过简单的实验探究，不但能使学生对二氧化碳、水和石蜡的性质有更深的认识，而且能让学生在第一次的分组实验中能更直观、深入的了解探究实验的模式，为今后实验探究能力的培养，奠定了坚实的基础。
二、实验探究教学生活化，培养学生探究兴趣
探究实验是新课程下学生主动参与实验的教学模式，凸显化学以实验为基础的学科特点，符合课程改革趋势。在学科思想的指导下，探究实验以获取知识、培养实验能力为目标，将二者有机结合融为一体。为增加学生参与实验机会，我们选择操作简单，现象明显，无危险的实验，让学生开展探究实验；同时，指导学生开展家庭小实验，提高学生实验探究的兴趣，增加学生自己动手操作的机会，培养学生的实验能力。
例如，在学习“金刚石、石墨和C60”这一课题时，实验探究活性炭的吸附性的实验中，由于活性炭难溶于水，导致液体悬浮许多炭的颗粒，呈现黑色，无法观察现象。若要观察红墨水的褪色现象，需进行过滤操作和对比实验。在教学中向学生提问，除了用漏斗过滤外，还有没有其他更简单的方法，能否用老师提供的塑料瓶和纱布完成实验。于是学生的表现欲望很快被激发起来了，积极思考，发挥创新精神，很快就设计出如图1的实验装置。
这样的实验教学，教师倡导自主探究的教学模式，加强实验教学，转变教学方式，既丰富了感性认识，培养学生科学探究能力，又培养学生实事求是科学态度和勇于创新精神，以适应培养新时代创新人才的需要。
三、实验探究教学数字化，提升学生探究能力
传统的理科实验的缺陷，常常使教师在教学过程中产生困惑。最主要有以下几个方面的问题：一是传统实验仪器的分辨率不高，影响了探究实验的结果。二是传统实验中实验数据的记
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录只能采用手工记录，数据采样率不高，对实验结果的精确度影响较大，更重要的是这种传统的数据记录方法面对一些快速连续变化的量时往往无能为力，导致一些实验无法完成。三是中学生分析处理数据的能力不强。传统实验室只能根据实验要求采集实验数据，但没有自动分析处理实验数据的功能。学生虽然在老师的指导下获得实验数据，但不懂如何分析和处理数据，最后还是回到由教师直接给出实验结果的老路上，使实验不能真正体现课程改革的理念。数字化探究实验平台具有强大的数据收集和处理功能，可以帮助学生轻松的对实验结果进行分析处理，让学生通过探究实验对科学规律进行再发现，使理科实验教学得到大大的简化，提高了学生对探究实验的兴趣，同时也提升了学生实验探究得能力。
以下是数字化实验《探究H2O2分解速率的影响因素》的教学设计，如果用传统的实验很难达到教学的效果。教学过程如下：（学习背景分析、教学目标、策略等略去）
【引入】在第二单元课题3（课本P38）中我们学习过如何探究催化剂对过氧化氢分解的影响（如图2）。
在实验中，观察到步骤①的带火星的木条 ，步骤③的带火星的木条 ，证明： 。 【设问】二氧化锰是否为过氧化氢分解的唯一催化剂？ 【新课学习】
1. 加入不同的催化剂后，比较过氧化氢分解速率快慢的依据是： 。 2.常用的实验装置如图3：
3. 改进实验装置：GQY数据采集器和氧气传感器。（图4） 【学生分组实验】
⑴实验比较过氧化氢分解速率快慢的依据是 。 ⑵实验的步骤：
①取4支的锥形瓶，分别编号1、2、3、4，向各锥形瓶中加入10mL 3%的过氧化氢溶液 ②将氧气传感器插入1号锥形瓶中，点击“开始”，60s点击“停止”，完成一次实验。（测量不加催化剂的过氧化氢分解时氧气的浓度） ③向2号锥形瓶内滴加0.2gCuSO4 粉末，插入O2传感器，重复相同的操作。
④向3号锥形瓶内滴加0.2gFeCl3粉末，插入O2传感器，重复相同的操作。