利用化学实验培养学生探究能力

王琴行

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验在化学教学中起着举足轻重的作用。运用化学实验，通过一系列有效的方法和手段，能够较好地发展学生的智能。著名化学家戴安邦先生曾说：“化学实验教学是全面实施化学教育的一种最有效的形式。”在中学化学教学中，充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能，引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法，对于培养学生的科学素质，形成终身学习的能力具有重要的意义。本文对利用化学实验培养学生探究能力做初步探讨。

一、改变课本上炭疽实验过程

新教材增加了很多实验，但在一些实验的设计上，倾向于把实验步骤都罗列清楚，在培养学生探究能力上要求不高。要使学生探究性思维更加深化，使探究效果更加明显，尝试将一些试验加以改进，增加其难度。

例如：在对“人体吸入的空气和呼出的气体的探究”课题教学中，在原有的基础上将课题改为“据说人呼吸时吸收了氧气，排除了二氧化碳，请利用这一空瓶空气和一瓶呼出的气体，设计实验对这一说法进行验证”。经过小组热烈讨论后，大家得出了一下几种方案：

方案一：向装空气的瓶子里深入燃着的木条，如木条能继续燃烧，证明吸入的气体中含有氧气：向装有呼出气体的瓶子力倒入澄清的石灰水，如变浑浊，证明呼出了二氧化碳气体。

方案二：先分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，呼出的气体中石灰水变浑浊，而空气中石灰水没变浑浊，从而证明了人呼出了二氧化碳；再向这两瓶气体中分别伸入燃着的木条，装空气的瓶中木条能继续燃烧，而装有呼出气体的瓶中木条熄灭，从而证明人呼吸是消耗了氧气。

方案三：与方案二相反，是先向两瓶气体中伸入燃着的木条，然后在分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，理由同上。

还有一些其它的设计，都因太简单给以排除。经过讨论得出方案二可行。可以看到，最后整个步骤以及仪器的使用，都与教材一致，但效果却不一样，从而使学生的探究性学习体现更加完美。

二、适当提高课本中实验的操作要求

适当提高教材中实验的一些要求，也可以创造探究性思维的环境。例如：在做测定空气中氧气含量的演示实验时，学生发现瓶内水面上升的体积小于瓶内空气体积的1/5，在讨论完几个方面可能的原因后，可以给学生提出新的课题——“如何精确测量空气中氧气的含量”。学生进行讨论设计，并得出了多种方法，然后让大家加以比较。

一种方法是先往瓶中装满水至胶塞位置，然后倒入量筒测量这部分水的体积（即瓶内空气的体积），待红磷燃烧后，冷却至室温，再测量一次进入瓶内的水的体积（即氧气的体积），从而可算出氧气的含量。该方法原理上看正确，但被别的同学评价有误差，认为导管里还有一部分水。改进的方法是直接用量筒盛水来代替烧杯盛水，这样通过两次读数之差可更精确额的测定出氧气的体积，避免了导管中留有水引起的误差。通过这种教学设计，可以使学生在探究中深入思考，领悟科学研究的严密性。

三、改造经典实验

经典的实验装置所涉及的仪器往往是成套使用的，只要其中的一个部件发生损坏，则整套仪器就无法使用，所以在实验室里经常使用的是它的简易装置，简易装置的使用其实就是仪器的组装问题，在理解了仪器使用的原理后，完全可以充分利用各种实验资源，由学生自由选择与组装。使之成为学生探究思维活动的课题之一。

例如：在学习实验室制取二氧化碳的内容时，可先让学生讨论启普发生器使用的方法、原理和使用条件，然后向学生提供一些仪器与器材，由学生组装尽可能多的可以制备二氧化碳气体的装置。学生在动手组装的过程中，培养了实验操作能力。

四、精心设计探究性实验习题

选择好的探究性实验习题，对于培养学生探究性思维能力可以说具有十分重要的作用，因为实验操作方面的探究性学习会占据大量的时间，而且会受到一些客观条件的限制；而实验习题只需要利用大脑的思维，利用已有的知识，在大脑里形成探究步骤，在大脑里比较分析各种可能情况的利与弊，从而得到正确的结论。

例如：某混合气体可能含有H2、CO2、H2O、CO四种物质，请设计实验：（1）只验证混合气体中确有氢气；（2）要同时验证混合气体中既有H2又有CO。

这道题中的验证一般都是需要用到还原氧气铜的实验装置，通过检验产出物中水和二氧化碳来证明氢气与一氧化碳的存在，但是会受到原气体中的水和二氧化碳的干扰，所以就必须现将它们除去再进行还原氧化铜的实验。需要注意的是不论是除去原混合气体中水和二氧化碳，还是检验产出物中的水和二氧化碳，都存在先与后的问题，一个是先除去二氧化碳再除去水，一个是先检验水再除去二氧化碳，同时还存在尾气处理的问题。通过这类试题的训练，能给他们创造出更多的思维训练机会，从而提高探究能力。

总之，在教学中，要注意学生从学生已有的经验出发，让学生在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，要通过各种方法创设教学环境，使学生形成持续的化学学习兴趣。充分发挥学科自身的优势，讲科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，使学生产生对自然、社会的亲近感，拉近生活与科学之间的距离，充分发挥化学实验的作用。