文档介绍：基于实验的探究教学开发
摘要实验既是化学学科发展的基础,又是化学教学的有效手段,以实验为基础开展探究教学是化学教学的方向之一。以实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、实验现象和实验结论等实验方案的要素为切入点为实验探究教学创造更多的实践途径,从而实现基于实验的探究教学在理念、思维和操作层面的发展。
关键词化学实验实验探究
实验是科学赖以产生和发展的基础,探究是科学发展和科学教育的有效途径。因此,实验和探究都是中学化学课程实施的重要方式。同时也是化学教学中教与学的重要精神和理念。实验教学能验证知识,加深理解,但它首先应是一种探索,以培养创新意识,可见,实验又是探究的重要载体,如何利用和开发现行教材中的实验开展探究,实现实验与探究的整合,是每一位化学教师力图思考并尽力解决的问题。
笔者认为,作为精神和理念,实验与探究是并存的,且是历来已久的;但作为教学和学习的方式,实验教学已经形成了较为完整的理论系统和实践体系。因此,依托实验教学的已有体系可以为实验探究开辟更广阔的天地。具体的化学实验虽然在内容和形式上不尽相同,但一个相对完整的化学实验方案,一般都包括实验课题、目的、原理、用品及规格、步骤和操作、现象和结果处理、讨论与交流[1]等基本要素。分析和研究实验方案的各个要素可以为实验探究搭建更多的实践平台。
1 实验目的:由“验证”向“探究”转化
实验目的是实验方案各要素中的核心要素。这是因为,实验的目的不同,实验的内容、手段和方法就不同。笔者认为,实验目的的转变是理念层面的转变,即给学生充分探索答案的机会[2]。在新课程实施的今天,学生仍然使用“实验手册”,这大大地减轻了师生设计实验方案的负担,同时也抹杀了学生充分探索答案的机会,也会导致一部分教师“有而无忧”的心理,形成“饭来张口、衣来伸手”的坏习惯,磨灭了再创造的机会。倘若教师有“实验手册”而学生没有,教师的再创造是完全可能的,学生探索的机会也会增大。
有些“实验手册”中的实验,虽有“探究”之名,而无“探究”之实,或由于“实验手册”的存在而丧失了探究的可能。如一个“探究乙醇的性质”实验的“思考与猜想”栏目中,设置了如下内容:写出乙醇和水的结构式,请猜测金属钠能否跟乙醇发生化学反应?你为什么做出这样的猜想?将一块金属铜片放在酒精灯火焰的外焰上灼烧,可能发生什么反应?反应中铜表现出什么性质?将灼热的表面变黑的铜片伸入盛有氢气的瓶中,可能发生什么反应?反应中氢气表现出什么性质?你认为乙醇是否具有还原性?将灼热的表面变黑的铜片立即放入无水乙醇中,可能发生什么现象?请将你的猜想设计成一个化学实验加以证明。
这一设置表明了编者的“良苦用心”,千方百计“引导”学生设计实验方案,但就是因为“过分的设计”和“手册的出现”(后续问题的导向作用)导致了探究很难达到预期的效果。
该实验的内容则是乙醇与钠和氧化铜两个反应,只要稍作分析:乙醇与钠反应表现出氧化性;与氧化铜反应表现出还原性。可见,乙醇的氧化还原性是并存的,实际上,这是绝大多数物质的通性。倘若以此出发,可以设置如下问题引导学生进行猜想和方案设计:①乙醇有没有氧化性和还原性?理由是什么?②怎样证明乙醇有氧化性或还原性?可以选择哪些化学试剂?通过这样的问题设计,其开放性大,探究的可能性就更大,即使在“手册”里预先呈现,也不会给学生以暗示。
2 实验原理