僅供參考
韓蓄徐偉
（渤海學院化學系）
【摘要】實驗除了是一種操作性的實踐活動，更是一種探究性的實踐
活動，所以在實驗教學中運用實驗問題情景的創設；實驗操作的創新以
及通過實驗過程中突發的問題和現象對中學生進行教育，才能充分彰顯科
學探究的精神，更好地使中學生養成科學探究的能力。
【關鍵詞】實驗教學；科學探究；探究興趣；
新一輪基礎教育課程變革背景下，科學探究已被作為理科各科教學的核心并要求貫徹落實。作為自然學科之一的數學學科也不例外，化學新課程標準中最突出的特征是把科學探究納入到了課程內容標準中，指出在教學中要積極地培養中學生的創新精神品質和提高科學探究能力。所以科學探究已成為數學教學的核心內容。而化學實驗教學是小學數學教學不可分割的重要組成部份，是高中數學教學的重要基礎、內容、方法和手段。基于化學實驗教學本身的這種特性，在高中化學實驗教學中恰當的進行科學探究能力的培養，就能收到事半功倍的療效。
1．科學探究內涵
科學探究的原意是指科學家們運用科學的方式研究自然界的科學事物及規律時所進行的科學研究活動。運用到教育中的科學探究的具體涵義是：“學生在學習課程和現實生活的情景中，通過發覺問題、調查研究、動手操作、表達與交流等探究性活動，獲得知識、技能、方法情感心態與價值觀的學習方法和學習過程”[1]。
課程標準明晰強調：“將科學探究納入內容標準，致力將學習重心從過于指出知識的弘揚和積累向知識的探究過程轉化，從中學生被動接受知識向主動獲取知識轉化，進而培養中學生的科學探究能力、實事求是的科學心態和勇于創新的探求精神”。科學探究的教育目的就是讓中學生親身經歷和體驗科學知識的獲得過程，并在此過程中運用科學的方式發覺問題、提出問題、以及尋求證據、材料解決問題，體驗探究過程中的艱辛與喜悅，進而使中學生才能在知識與技能、過程與方式、情感心態與價值觀三方面得到全面發展，以應對現代社會和未來發展的挑戰。
2．化學實驗教學對科學探究能力培養的作用
2．1化學實驗教學才能迸發中學生的科學探究興趣
心理學覺得：“興趣是積極探究某種事物的認知傾向，它是人的一種帶有趨于性的心理特點”[2]。科學探究興趣是中學生進行科學探究的一個重要條件，是中學生探究的一種推進力。化學學是一門以實驗為主基礎的自然科學，借助實驗可以直觀的把化學現象和數學事實呈現在中學生們的面前，因而迸發中學生的直覺興趣。大量的教育事實表明中學生對各類操作性實驗和演示實驗都倍感新鮮而有趣，這也是學生們樂意上化學實驗課的一個心理緣由，所以我們就要捉住中學生的這個心理誘因，充分借助好實驗迸發中學生的科學探究興趣。
2．2化學實驗才能使中學生學會并運用數學科學思維方式
“當代科學教育理論覺得，科學探究沒有固定的模式，但有一些可辨認的要素，例如提出問題、進行猜測和假定、制定計劃與設計實驗、進行實驗、收集數據、提出理論或構建模型、進行評估與交流等”[3]。那些同樣也是化學實驗中常常用到的科學思維方式。只學習理論，而不把學到的理論應用到實踐不是真正地學會了理論。通過化學實驗中學生們可以直接應用這種科學思維方式，進而使中學生真正地把握這種科學思維方式，成為終生必備的知識與技能，這樣才是真正地實現了科學思維方式教育，增強了中學生科學探究的能力。所以說化學實驗教學才能使中學生真正地學會并把握科學探究的思維方式。
2．3化學實驗才能培養中學生的科學心態
明天的教育除了要關注中學生的智力發展，更要重視中學生的非智力誘因的發展。每一個數學概念、規律的發覺和否認都離不開化學學家們的堅持不懈、一往直前的科學探求精神。在這一點上化學實驗教學表現的尤為突出，由于明天我們所做的實驗都是在研究和體驗化學學家們的“實驗”。我們除了要讓中學生們把握和創新化學學家們的“成果”，更要讓中學生們體驗化學學家們在發覺數學問題和解決數學問題上的甜酸苦辣，進而通過實驗教學培養中學生的探求精神、意志品質和實事求是的科學心態。
3．化學實驗教學中科學探究能力的培養策略
3．1創設實驗問題情景，迸發中學生的探究興趣
問題情景的創設無論是在數學概念教學還是在數學規律教學中都是非常重要的，化學實驗教學中同樣也不能缺乏問題情景的創設。由于一個良好的問題情景的創設才能使得中學生提出問題，只有提出問題能夠進一步地通過實驗進行驗證、推理，進而解決問題。一個實驗問題情景的創設才能給中學生們提供豐富的想像空間，發揮中學生的創造性思維能力，進而使中學生形成疑惑，迸發中學生的探究興趣。
比如，我們可以設計的一個實驗問題情景：“從數學學角度看日常生活中的一斤棉花和一斤鐵那個重？”當然朋友們就會不假思考的回答：“當然是一樣重了，由于都是一斤嗎？”這時班主任說：實際上不是這樣的。這時朋友們會倍感很蒙蔽，都想曉得是如何回事。班主任：一斤棉花和一斤鐵它們有哪些不同點？中學生：棉花的容積大。班主任：朋友們思索一下剛剛的問題，既然它們的容積不同這么它們在天平上的平衡狀態會受哪些影響？朋友們猜測一下，中學生：會遭到空氣壓強的影響。班主任：這么朋友們可不可以設計一個實驗來探究一番呢？于是朋友們會積極地設計實驗來探究從數學學角度來看日常生活中一斤棉花和一斤鐵究竟那個重？中學生：在空氣上將一斤棉花和一斤鐵分別放在天平的兩盤內，這時天平保持平衡。之后取一大玻璃罩將天平擋住，抽掉其中的空氣，產生“真空”。會發覺裝棉花的一端漸漸下沉，天平平衡被破壞了。這時班主任引導中學生交流得出推論：“棉花的真正重量—棉花所受空氣壓強=鐵的真正重量—鐵所遭到的空氣壓強”。由于棉花所受空氣壓強小于鐵所遭到的空氣壓強，所以一斤棉花的真正重量要比一斤鐵的真正重量大。
從這個讓朋友們“疑惑”問題情景入手，迸發她們的探究興趣，更好的使中學生產生科學探究的意識和能力。
3．2從實驗操作上培養中學生的科學探究能力
一個確切的化學實驗離不開正確的運用實驗器材和確切的觀察、記錄實驗數據，這種過程對實驗推論的科學性都是至關重要的。不正確的實驗操作還會形成失誤，甚至得不到實驗推論或形成很大的實驗偏差，非確切的觀察和記錄實驗數據會造成實驗偏差的減小。所以在實驗操作上對中學生進行正確教育和引導是十分重要的，這也是科學探究能力的一個重要組成部份。在化學實驗教學中要積極鼓勵中學生進行創造性的想像，發散思維尋求怎樣更好的方式完成每一個化學實驗。
比如，在“用單擺測定重力加速度”時，學校化學實驗中在對記錄小球擺動次數時的要求是當小球達到平衡位置時計時，小球每次經過平衡位置是一個周期，在這個實驗操作中，中學生們會形成這樣一個問題其實小球經過平衡位置容易計時，但小球來回擺動觀察上去還是不太容易，一不留神都會查錯。這么我們針對這個問題就應當引導中學生對實驗操作上進行探究改進，使觀察記錄時清晰一些。班主任：朋友們我們用哪些辦法能使在觀察記錄擺球擺動時愈發精確愈發清晰一些？班主任可以把中學生分成若干小組進行探究。經過探究每位小組都想到了自己的辦法，如，（1）可以把除平衡位置以外的地方用屏堵住，只能通過屏上的縫或孔見到平衡位置的擺球；（2）可以設計一個光電門來記錄擺動次數；等等。
通過班主任引導，中學生們積極構想，鼓勵中學生進行科學探究，尋求更多的改進，創新實驗操作的方式，有利于中學生創造力的培養，愈發有利于中學生的科學探究能力的養成。
3．3借助實驗過程中出現的問題和現象培養中學生的探究能力
實驗教學在使中學生學會驗證一個推論和探求某一化學規律的同時，更重要的是培養中學生追根刨底的科學精神。中學生在實驗中遇見了問題時班主任就要積極引導中學生深入探究其形成的緣由。
比如，在“用打點計時器研究勻變速直線運動的規律”的實驗中，有時會出現這些情況，在紙帶上應當打出一個點的位置卻打出了兩個很近的點，如圖2。當出現這個問題時，有的中學生覺得打的不成功，于是決定重新做實驗，結果還是這樣的問題。我們做實驗并不是單純的去“迎合”物理上的正確規律，更重要的是在實驗過程中養成“有問必究”的科學探究精神。出現了這樣的問題班主任應當及時地引導中學生探究問題形成的緣由，中學生們就能發覺和找出緣由不也是在進行“科學探究”中的一個新發覺嗎！首先班主任應讓中學生推測一下誘因。中學生們可能提出各類各樣的猜測，例如：（1）電流不穩；（2）振針長短未調節好；等等。這時班主任組織中學生進行交流討論，對這兩個誘因分別進行檢驗得出：（1）通過對電流的檢測得出電流是穩定的；（2）通過對振針的調節發覺打出的紙帶不出現“兩個點”了。最后在班主任的指導下中學生們經過探究把緣由找到了并排不僅故障。
化學實驗教學在學校數學教學中占有很大的比重，才能充分地借助好實驗教學來培養中學生的科學探究能力具有無可取代的優越性。所以我們廣大化學班主任要進一步做好化學實驗教學工作，發揮實驗教學的優越性，這樣就能愈發完美地提升中學生的科學探究能力。
引文注釋：
[1]劉力．研究性學習通論[M]．高等教育出版社，2004．465．
[2]喬際平．化學學科教育學[M]．首都師范學院出版社，2001．193．
[3]芮澤麗．科學探究是化學教學的基本思想[J]．《安徽教育》月刊,2007．31．
青海省安鄉縣兩市鎮第四小學
在義務教育《物理課程標準》中，將“科學探究”列入課程目標，并指出“以化學知識和技能為載體，讓中學生經歷科學探究過程，學習科學探究的方式，培養中學生的科學探究精神、實踐能力、創新意識”。隨著新課程標準的施行，科學探究被引入到化學課堂教學中，教材中設置了不少的探究實驗。除了是讓中學生通過科學探究活動獲取知識，并且更注重讓中學生經歷探究過程；有的甚至只是要求中學生經歷探究過程。由此可見，新課程標準非常指出科學探究在學習中的作用，使科學探究成為一個新的教學要求和新的學習方式。化學學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學，與現實生活聯系最密切，在教學中應把課本上的一些實驗進行合理的科學的改進創新，充分發揮化學學實驗的多種功能和作用，這除了可以通過實驗把握化學知識，也是培養中學生探究能力和創新能力的重要舉措。
筆者在多年的教學實踐中，注重演示實驗，中學生分組實驗及課后小實驗的改進，在培養中學生科學探究能力方面并做了一些有益的嘗試。
一、演示實驗中，讓中學生自主設計完成
傳統的演示實驗教學，只是讓中學生看班主任演出，先是“教師做，中學生看”，后是“教師講，中學生聽”，缺少對知識深入引導和研討，妨礙了中學生主動學習和親自探求知識，如能將一些演示實驗進行改進，讓中學生去自主探求，經過剖析、討論，透過現象看本質，則會從中悟出好多課本念書不到的知識。
比如：在研究焦耳定理的演示實驗中，我是這樣處理的：提早在課前布置預習本節課，以思索題的形式向中學生出示本節課的演示實驗課題──研究電壓通過導體形成的熱量與什么誘因有關，要求中學生借助自習課時間，施行以下過程：
1、自主設計實驗方案
設計實驗方案關鍵是讓中學生考慮好實驗原理，如何將電壓通過導體形成的熱量變為可以觀察比較的對象。中學生們充分發揮想像，不同的實驗方案達十余種，有的甚至比教材上的方案還簡單易行，有的讓火柴梗吸收電熱升溫達到著火點而燃燒，有的讓燒杯里的空氣受熱膨脹而使玻璃管的紅水柱上升，有的讓鎢絲發熱升溫而發光……這樣演出性演示實驗變為開放性研究實驗，極大迸發了中學生學習和研究化學知識的積極性，培養了中學生的發散思維和創造性思維能力。
2、自主選擇實驗器材
在完成設計后，有的朋友到實驗室借實驗儀器，有的中學生找老師幫忙安裝實驗裝置，有的中學生自己制做一些小器材，這樣變純觀察性實驗為創造性操作實驗。
3、自由組合，探求研究
經過交流，有一些朋友的實驗方案相仿似，于是她們就手動組在
實驗過程中，相互交流切磋、溝通、共同研究。在交流學校會團結協作，在互幫互學中，共同提升。
二、學生分組實驗中，讓中學生自主探究
中學生分組實驗是中學中學生最感興趣的課，但絕大多數中學生是按教材的安排程序進行實驗，根據班主任布置的步驟進行操作，興趣只逗留在表面上，湊“熱鬧”成分好多，這樣也就難以培養中學生的綜合能力和科學素養。如：高中數學中《測定小燈泡的功率》的實驗，倘若只是指導中學生按教材的安排進行實驗，讓中學生注意觀察小燈泡兩端的電流在等于額定電流，低于額定電流和高于額定電流的情況下的發光情況，并將每次測得的電流，電壓值填入實驗表格，算出電功率值，這么實驗目的單一，難以達到培養中學生素養的目的，所以在教學過程中我是這樣做的：
1、不限制實驗原理
在講本節課時，只講清實驗目的，說明小燈泡上“3．8V”或“2．5V”意義，至于實驗原理由實驗小組討論決定，并按要求畫出實驗電路圖，結果出現三種實驗原理P=UI，P=U2/R，P=I2R，并通過對三種實驗方案的利弊的深入剖析，確定應用P=UI為實驗原理的方案，因而培養了中學生的發散思維能力，增強了思維品質的深刻性與批判性。
2、不規定實驗步驟
進實驗室要求不看課本，動手時只說明實驗中要觀察燈泡的照度，觸摸燈泡熱度，估算燈泡的功率和內阻，并不限定實驗有三個步驟，結果巡視實驗中發覺，有的小組實驗有五、六步，并設計了開放性的記錄、表格，其中鎢絲在不亮、較暗、正常發光、較亮、燒壞幾種情況下的電流、電流的檢測值和功率、電阻的估算值，燈泡熱度的觸摸感，進而迸發了中學生的觀察實踐和發覺問題能力。
3、不確定實驗歸納
實驗后不固定方向初中物理實驗改進不足，讓中學生多方向、多角度、深入細致的觀察，剖析實驗現象和數據，因而開放性地歸納出實驗推論，如有的小組剖析真實的實驗數據，得出如下推論：（1）伏安法既可測內阻也可以測電功率；（2）鎢絲內阻隨氣溫下降而減小；（3）燈泡的實際功率，隨其兩端實際電壓的減小而減小；（4）燈泡只在額定電流下正常發光，實際電流偏低會燒毀燈泡，過高燈不亮；（5）因鎢絲內阻隨氣溫下降而變大，故不宜用P=I2R和P=U2/R測燈泡的電功率，通過以上五個方面的歸納，培養了中學生的剖析、概括實驗推論能力，并強化了前后知識的聯系。
三、加強課外小實驗小制做小發明活動，引導中學生參與實踐
化學小實驗，小制做小發明的題材廣泛，材料特別豐富，是迸發中學生興趣發揮中學生創造性的有益活動。對每章或每節課后的小制做、小實驗，班主任可適當給與指導，提出必要的建議。促使中學生才能擅于動腦動手，因陋就簡就地取材，把小實驗、小制做活動搞得豐富多彩，生動開朗。如在學習了氣溫計以后，可以制做簡易體溫計，通過制做過程，了解刻度界定的技巧。再如學習了簡單機械后，可以嘗試制做搬運重物上樓用的“爬樓車”，學了熱學后，可以制做發明“防火報案器”、“防盜報案器”、“知識竟賽搶答器”等，通過這種活動使中學生學習怎么運用知識解決實際問題。又如在學習了光的折射現象后，對于不同介質對光的折射情況是否相同、清晨看見日出時太陽在地平線以下還是在地平線以上等問題，中學生常表現出較強的探究欲望。因此我們可以組織中學生借助閑暇時間對該數學知識進行較深入的專題探究，可以從模擬實驗的角度進行，也可以從理論論證的角度進行，由中學生自己確定。再如，晶體融化的實驗偏差較大，可讓中學生通過探究形成較大偏差的主要誘因，進而提出改進實驗方案或改進實驗裝置的建議。在學習了“能源與可持續發展”后學生可以探究環保方面的問題、節約能源方面的問題。另外還須注意的是選擇研究的題目不宜過大，針對性要強，使中學生便于操作。課外小實驗、小制做、小發明活動在許多方面略顯粗糙或不規范，但中學生的自主性、參與性高，尤其在設計和打算過程中那個富于創造性的思維及操作過程，是在其它途徑中難以感受到的。同時使中學生感遭到化學知識的應用無處不在，迸發她們自覺應用數學知識探究解決問題的興趣。提升她們科學探險究能力。
綜上所述初中物理實驗改進不足，本人在化學實驗教學中，盡量把驗證性實驗改為探求性實驗，把演示實驗改為開放性實驗，邊講邊實驗，并改進實驗裝置，器材并大力發動中學生作課外小實驗、小制做、小發明等，讓中學生嘗試實驗設計、操作，提升中學生科學探究能力、創新能力和對知識的應用能力，使中學生自主參與學習從而大面積提升數學教學質量。