【摘 要】結合實例說明，開展化學實驗探究活動必須遵循科學性、懸念性、可行性、安全性、主體性和實用性等原則。

【關鍵詞】化學實驗 探究活動 原則

所謂實驗探究就是指在未知結果的情境中，教師引導學生采用實驗手段，圍繞某個問題通過實驗設計、實驗操作、分析現象、得出結論并對結果進行交流的一種學習方式。在倡導多樣化學習的今天，我們的課堂既不能充滿實驗探究，也不能沒有驗證式實驗和接受式學習，因此開展實驗探究活動必須遵循一些基本的原則。

一、科學性原則

科學性是開展實驗探究活動的首要原則，就是指探究所采用的實驗必須符合科學規(guī)律，不能違背科學原理，即原理科學、裝置合理、操作規(guī)范，這樣得出的實驗結論才可能是可靠的。

例如，一位教師在引導學生探究“二氧化碳不燃燒、不支持燃燒、密度比空氣大”的性質時，采用圖1所示的實驗裝置。其實，這個實驗原理是違背科學的，因為二氧化碳不是自由地傾倒下來的，而是借助于氣體發(fā)生裝置里較大的壓強壓下來的。筆者把二氧化碳換成密度比空氣小的氮氣做對比實驗，同樣出現下面的蠟燭火焰先熄滅、上面的蠟燭火焰后熄滅的實驗現象。

再如，一位化學教師在設計“探究空氣中氧氣的體積分數”活動時，竟然“用木炭和氫氧化鈉溶液代替紅磷和水”，這是想當然地認為“木炭在空氣中燃燒全部生成二氧化碳”；其實，當木炭在空氣中燃燒時，不僅生成二氧化碳，隨著密閉容器里氧氣濃度變小，還會生成大量的一氧化碳，氫氧化鈉溶液顯然不能吸收一氧化碳。所以，這個改進實驗測量出的氧氣體積分數會明顯小于1/5。

二、懸念性原則

實驗探究的問題對于學生來說必須是他們未知領域的知識（如方法、裝置、操作和結果等至少有一部分是未知的），這樣才能與科學家的研究經歷相似，即問題要充滿懸念性。

例如，大多數同仁在“質量守恒定律”的教學中都采用實驗探究法，但筆者發(fā)現如果按照實驗探究法的程序進行本課題的教學，在“猜想”環(huán)節(jié)幾乎所有的學生都會給出“反應前后質量不變”的猜想。出現這種情況的原因很簡單：學生在預習時就已經知道了實驗方法、實驗裝置、實驗結果等，就連剛打開課本的學生也從課題上一目了然地知道“質量守恒定律”。既然學生已經知道了“反應前后質量守恒”，那就沒有必要去創(chuàng)設探究的情景（不如就按照驗證性實驗開展教學），因為沒有懸念的探究是虛假的探究，明知故探無異于做戲。

順便說一點，出現上述虛假探究與教材的編寫有直接的關系。因為現行教科書正文里對知識的表述大都是完整的，有關的規(guī)律、原理等都沒有布白，這樣雖然便于學生自主性學習，但卻不利于學生探究性學習。

三、可行性原則

開展實驗探究活動應充分考慮教學、學生、裝備等實際情況。如實驗探究活動的次數要充分考慮學生的課業(yè)負擔，不宜過多（完整的實驗探究活動以每學年3-4次為宜）；有關的實驗用品在學校的裝備中應有充分的保證，最好在日常生活中也能找到代用品；探究的選題要充分考慮學生的知識基礎、認知規(guī)律和年齡特點等。

例如，一位化學教師在“碳的化學性質”的教學中，為了體現新課程理念、倡導探究式學習方式，他要求學生分組探究“木炭還原氧化銅”（在設計出實驗裝置的基礎上，學生再動手實驗）。在初中化學教材中，要求學生初步學會設計的實驗裝置就是“實驗室制取氧氣”和“實驗室制取二氧化碳”這兩種。這位教師要求學生設計的實驗裝置，該從哪里入手呢？學生學習化學時間不長，根本不具備設計這類實驗裝置所需要的知識、技能和思維原型，這個不符合學生認知規(guī)律的探究活動，實在讓學生勉為其難。

另外，探究“木炭還原氧化銅的實驗裝置”也沒有懸念，因為本節(jié)教材上就有現成的實驗裝置（這不是明知故探嗎）；更沒有什么價值，因為課程標準對這個實驗的要求很低（魯教版、滬教版、仁愛版化學教材就沒有安排這一內容）。

四、安全性原則

探究性實驗一般難度較大，而我們的學生大多動手少、經驗少。因此，探究性實驗必須安全可靠、性能穩(wěn)定，用藥量少、污染性小。如果涉及危險性操作或使用有毒藥品，教師還應在實驗方案中詳細說明注意事項。

例如，一位化學老師認為課本上“白磷燃燒前后質量測定”的實驗不易操作，于是他在引導學生“探究化學反應前后的質量關系”時要求學生將白磷更換為火柴頭，并放入封閉的試管里加熱。我們知道，火柴頭上的藥品主要是氯酸鉀、二氧化錳和三硫化二銻等（一般不含磷），當加熱火柴頭時，三硫化二銻會首先燃燒產生氣體，同時燃燒放出的熱量又使氯酸鉀分解放出氧氣，進而使燃燒更劇烈。因為實驗在短時間內產生了大量的氣體，所以試管極可能發(fā)生爆炸?。ㄔ瓉淼臏贪娉踔谢瘜W教材就有“加熱試管中的火柴頭”的爆炸實驗，現已取消。

五、主體性原則

實驗探究活動的主體是學生，因此教師在當好學習活動的參與者、促進者、組織者和引導者的基礎上，尤其要設法創(chuàng)造條件，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手、善于合作，從而使學生獲得各種有益的體驗，同時發(fā)展科學探究的能力。

例如，在完成課本上鋼鐵生銹的實驗內容后，可以引導學生課外探究空氣中氧氣的體積分數。

首先，師生共同回憶課本上“測量空氣中氧氣的體積分數”實驗的化學原理（磷快速燃燒消耗氧氣，同時生成固體產物），進而引申出適合學生課外探究使用的藥品應該是無毒（防止中毒和污染環(huán)境）、反應速率不要太快（避免實驗時手忙腳亂）、生成物是固體（瓶內能出現負壓進而引起水的倒流）；再結合剛學習的鋼鐵生銹知識不難發(fā)現，使用家中的食品脫氧劑（含有鐵粉、氯化鈉和活性炭）最合適。

然后，學生參考“磷燃燒法測量空氣中氧氣的體積分數”的實驗裝置，自行設計實驗方案，教師審核、完善，同時提出實驗的注意事項。

接下來，學生在家（或實驗室）動手實驗，并通過墻報、博客、QQ群等形式，交流成果、討論困惑、分享成功；教師及時評價，學生自評、互評。

上述活動測量出的實驗結果可能不太準確，但是學生親身經歷了知識的形成過程，因此深化了基礎知識，訓練了實驗技能，培養(yǎng)了科學素養(yǎng)。

六、實用性原則

科學技術來自社會，服務人類。實驗探究活動要引導學生靈活應用化學知識解決一些簡單的實際問題，從而體現學以致用，呈現實用價值。這就要求探究實驗的設計要從學生身邊的問題入手，這樣才能使實驗探究活動更具實踐價值和現實意義。

例如，在“二氧化碳的性質”教學中，筆者適時演示了如下的實驗：將燃著的蠟燭分別伸入CO2體積分數為5%、10%、15%的空氣中，學生發(fā)現蠟燭火焰在CO2體積分數為15%的空氣里才慢慢熄滅。此時學生即知“不能用教科書上推薦的燈火試驗法檢驗CO2的有害濃度”。接下來他們聯系二氧化碳的性質，猜想出檢驗二氧化碳有害濃度的三種可能方法（石灰水檢驗法、石蕊試液檢驗法、小動物檢驗法），又設計實驗逐一驗證，終于發(fā)現檢驗二氧化碳有害濃度的簡便方法是“石灰水檢驗法”。

上述探究活動不僅拓展了課本知識，尤其培養(yǎng)了學生的安全意識和解決實際問題的能力。

總之，實驗探究是科學教學中重要的學習方式，我們一線教師要勇于實踐、適時開展，從而促進學生掌握學科知識、形成實驗技能、增強科學素養(yǎng)、提高創(chuàng)新能力。

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（作者單位：江蘇省徐州市西苑中學）