化学探究性实验设计理念论述

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科学性原则

探究性实验是一种科学探究活动,该活动要受科学方法论的指导。探究的过程应该是科学的,严密的。探究过程中提出的种种假设,只有经过科学的实验验证和严密的逻辑推理,才能成为最后的结论。没有经过论证的假设是不能成为结论的,否则容易得出谬论。例如“:盐类的水解探究实验”中,用pH试纸检测醋酸钠溶液和碳酸钠溶液的pH,发现两种溶液都显碱性,于是有一部分同学提出的假设是“:钠盐水解使其溶液显碱性”。这时,老师要指导学生进行更多的实验,检验假设的正确性。在检测氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、氯化钾等溶液的pH后,学生便知道原先的假设是错误的,经过对比分析,能够得出新的假设“:强碱弱酸盐水解使其溶液显碱性”。再次经过实验验证,新的假设是正确的。最后学生经过交流,对实验结论做出理论解释。

开放性原则

探究性实验的活动主体是学生,同一教学班不同学生之间存在差异。学生的知识基础不同、技能水平不同、认知能力不同、思维深度不同。所以,我们设计探究性实验时,要考虑实验的开放性,不要轻易的去肯定或否定学生的想法,要为尽可能多的学生提供探究机会,让学生自主探究,老师在一旁适当的给予指导,最终通过学生的交流与评价得出结论。

例如:笔者在进行“氯气的实验室制法”教学时,以“84消毒液与洁厕灵混合产生氯气”创设情境,激发学生对氯气的实验室制法的探究欲望。学生通过分析提出假设:用氧化剂将含有-1价氯的物质氧化可以得到氯气。学生在设计实验时选择的氧化剂有高锰酸钾、二氧化锰、氯酸钾、漂白粉等;含有-1价氯的物质有盐酸、氯化钠、氯化钾等。于是,笔者让学生分组分别进行实验探究,观察哪些物质可以相互反应产生氯气。实验结束后,学生相互交流评价,指出各种方法的优点、缺点,最终,选择用二氧化锰和浓盐酸为原料加热制取氯气。

发展性原则

高中化学实验中能进行的探究活动是以学生的认知结构为基础的,是在学生原有知识基础上进行发展的。探究性实验的发展性原则要求教师在指导学生进行探究性实验设计过程中,既要符合学生的认知结构,又能促进学生的思维能力和创新能力的发展,要由易到难、循序渐进,不能脱离学生的基础去搭建空中楼阁。

例如:探究性实验“果粒橙中Vc含量的测定”,这个实验要用到的氧化还原滴定方法,是在学生已经理解酸碱中和滴定的原理、掌握酸碱中和滴定的操作基础上进行的,是对酸碱中和滴定的迁移和发展。实验中应引导学生思考氧化还原滴定的原理、操作、指示剂选择、滴定终点判断等问题,以便突破教学难点,使学生最终掌握氧化还原滴定的方法。

最小成本原则

探究性实验与传统实验相比,耗费较大。在实验过程中应多使用仿制教具、代用品,要减小药品的用量,使化学实验微型化。探究性实验耗时多,教师一定要清楚:哪些问题可以探究？哪些问题值得探究？一节课没有必要从头探到尾,精选一两个探究点即可,只要探究得深入,探究得到位,就能达到目的。

探究性实验过程中要尽量避免对环境造成污染,要使环境成本最小化。实验设计要“封闭化、绿色化”;实验的尾气、废液、固体废物要回收利用;不能回收的要进行无害化处理。

我们在设计探究性实验时,要综合考虑以上原则,选择合适的探究课题,使学生真正成为探究性实验活动的主体,让学生在实验过程中强化科学探究的意识,体验科学探究的过程,学会科学探究的方法,培养科学探究的能力。

作者：李玉玺 单位： 沧州市第一中学