陳軍

摘 要：實驗探究是人們認(rèn)識化學(xué)知識與規(guī)律的基本方法，也是化學(xué)學(xué)科知識構(gòu)建的重要方法。引導(dǎo)學(xué)生開展實驗探究學(xué)習(xí)，不僅可以使學(xué)生較好地經(jīng)歷科學(xué)家的探究過程，從中獲取相應(yīng)的科學(xué)知識與領(lǐng)悟相關(guān)的科學(xué)方法，而且還能使學(xué)生獲得良好的有關(guān)科學(xué)探究的情感體驗，因此提高實驗探究教學(xué)的效率是化學(xué)教學(xué)的重要方面。本文依據(jù)新課程的理念與實驗教學(xué)的特點及作用，并結(jié)合教學(xué)片段實例闡述了 “學(xué)生主動探究、教師引導(dǎo)得當(dāng)、三維目標(biāo)落實、注重素質(zhì)培養(yǎng)”是高效的實驗探究教學(xué)的四個特征。

關(guān)鍵詞：實驗探究；教學(xué)片段；高效

探究性學(xué)習(xí)是高中新課程提倡的一種學(xué)習(xí)方式，而實驗探究則是化學(xué)學(xué)科開展探究性學(xué)習(xí)的最佳途徑。首先，實驗探究既是人們認(rèn)識化學(xué)知識與規(guī)律的基本方法，也是化學(xué)學(xué)科知識構(gòu)建的重要方法。其次，學(xué)生開展實驗探究學(xué)習(xí)，不僅可以使學(xué)生較好地經(jīng)歷科學(xué)家的探究過程，從中獲取相應(yīng)的科學(xué)知識與領(lǐng)悟相關(guān)的科學(xué)方法，而且還能使學(xué)生獲得良好的有關(guān)科學(xué)探究的情感體驗，它能使化學(xué)新課程的“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”這三維目標(biāo)得到有效的落實。雖然新教材中編排與設(shè)計了大量的引導(dǎo)學(xué)生開展實驗探究學(xué)習(xí)的實例，作為教師，學(xué)生開展實驗探究學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，怎樣才是高效的實驗探究教學(xué)，這是我們化學(xué)教師應(yīng)明確的問題。下面結(jié)合我市某學(xué)科帶頭人執(zhí)教的“硫的轉(zhuǎn)化”中的實驗探究教學(xué)片段，談?wù)剛€人對這方面的看法。

“硫的轉(zhuǎn)化”（山東科技版）這一節(jié)內(nèi)容包含三個知識塊：①認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)；②實驗室探究不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化；③硫元素在生產(chǎn)與生活中的轉(zhuǎn)化實例。硫的化學(xué)性質(zhì)與不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化分別是本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識與基本方法，然而培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識進行實驗探究學(xué)習(xí)的能力則是本節(jié)課題的重要教學(xué)目標(biāo)，也是本節(jié)課題高效教學(xué)的關(guān)鍵。

1 教學(xué)片段展示

教師在引導(dǎo)學(xué)生對“認(rèn)識硫單質(zhì)”（認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)）的實驗探究學(xué)習(xí)中，教學(xué)設(shè)計如下：

教師提出問題1：S、K2S、SO2、H2SO4中硫元素的化合價分別是多少？

學(xué)生回答：化合價分別0，-2，+4，+6。

教師提出問題2：從化合價的角度推測，硫具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？在實驗室中，如何實現(xiàn)硫化合價的轉(zhuǎn)化？

學(xué)生猜想：學(xué)生嘗試各種猜想并說明自己的猜想理由。

教師提出問題3：如何用實驗來證明你的猜想，請設(shè)計出你的實驗方案。

學(xué)生討論……，教師評價各種實驗方案。

學(xué)生匯報實驗設(shè)計方案并課堂演示。

學(xué)生設(shè)計的合理方案較多，下面列舉4種具有代表性的實驗設(shè)計方案：

實驗1：濃硫酸中加入銅片，然后加熱試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

實驗2：取少量硫粉放在試管中，在酒精燈上將其加熱至熔化，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

實驗3：把研細(xì)的硫粉與鐵粉按照一定的比例（鐵粉稍過量）混合均勻，放在石棉網(wǎng)上堆成“S”狀，用灼熱的玻璃棒觸及一端。當(dāng)混合物呈紅熱狀態(tài)時，移開玻璃棒，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

實驗4：將Na2SO3溶液滴加足量氯水，再滴加BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象。

針對上面實驗，教師提出下面問題：

①在實驗1中，濃硫酸與銅片反應(yīng)會生成什么物質(zhì)（要求寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）？如何鑒定這種物質(zhì)？硫的化合價怎樣轉(zhuǎn)化？

②在實驗2中，燃燒硫會產(chǎn)生什么物質(zhì)（要求寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）？硫的化合價怎樣轉(zhuǎn)化？

③在實驗3中，硫粉與鐵粉加熱反應(yīng)會生成什么物質(zhì)（要求寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）？硫的化合價怎樣轉(zhuǎn)化？

④在實驗4中，Na2SO3溶液與氯水反應(yīng)會生成什么物質(zhì)（要求寫出化學(xué)反應(yīng)方程式）？硫的化合價怎樣轉(zhuǎn)化？

⑤從上面化學(xué)反應(yīng)中，你能發(fā)現(xiàn)硫的化合價轉(zhuǎn)化的條件與規(guī)律嗎？

學(xué)生開展一定時間的課堂探究性學(xué)習(xí)活動，多數(shù)學(xué)生都能完成前面4個問題的練習(xí)與探究分析，部分學(xué)生基本上得出了問題⑤的探究結(jié)論。

教師先讓已得到探究結(jié)論的同學(xué)在黑板上寫出有關(guān)化學(xué)方程式，標(biāo)出反應(yīng)前后硫的化合價，并闡述硫化合價轉(zhuǎn)化的條件與規(guī)律，在此基礎(chǔ)上教師引導(dǎo)學(xué)生作出如下小結(jié)：

硫遇到氧化劑可以轉(zhuǎn)化成高價態(tài)的硫的化合物，遇到還原劑可以轉(zhuǎn)化成低價態(tài)的硫的化合物。

2 教學(xué)片段評析

上面關(guān)于“認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)”的實驗探究教學(xué)就是高效的課堂教學(xué)，其特點主要體現(xiàn)在以下三方面。

2.1 教師注重構(gòu)建實驗探究的問題情境

硫既有氧化性又有還原性是硫的重要化學(xué)性質(zhì)，如何認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)，新舊課程的教學(xué)要求有著本質(zhì)的區(qū)別。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師先分別演示教材中“鐵粉與硫粉的加熱反應(yīng)”與“硫在氧氣中燃燒”的兩個實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，然后再引導(dǎo)學(xué)生從方程式中有關(guān)硫的分子式來分別判定反應(yīng)前后硫單質(zhì)和含硫物質(zhì)的化合價，最后從硫的化合價的轉(zhuǎn)化來理解硫的氧化性與還原性的化學(xué)性質(zhì)。應(yīng)該說，從引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知這一角度來說，這是一種啟發(fā)性的教學(xué)，也含有一定的探究成分。然而在上面教學(xué)片段中，與傳統(tǒng)教學(xué)不同的是教師的教學(xué)著力點是構(gòu)建實驗探究的問題情境，用以引導(dǎo)學(xué)生自覺的進入探究狀態(tài)：“S、K2S、SO2、H2SO4中硫元素的化合價分別是多少”的問題情境可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)“硫的化合價會轉(zhuǎn)化”事實，由此事實學(xué)生自然會提出“硫的化合價為什么會轉(zhuǎn)化”與“轉(zhuǎn)化的條件與規(guī)律是什么”的有關(guān)問題，而這些問題就是誘發(fā)學(xué)生進行實驗探究或探究性學(xué)習(xí)的動因。應(yīng)該說，在前面教學(xué)片段中，教師都是以問題情境的形式來引導(dǎo)學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)活動，如從化合價的角度引導(dǎo)學(xué)生對硫的化學(xué)性質(zhì)猜想，設(shè)計實驗驗證等等。

2.2 教師注重對學(xué)生科學(xué)探究素質(zhì)的培養(yǎng)

在前面教學(xué)片段中，有兩個教學(xué)環(huán)節(jié)體現(xiàn)了教師注重對學(xué)生科學(xué)探究素質(zhì)的培養(yǎng)。一是教師引導(dǎo)學(xué)生證明自己對硫的猜想進行實驗探究設(shè)計。實驗設(shè)計是實驗探究的關(guān)鍵要素，科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)新的關(guān)鍵都是實驗設(shè)計的突破，實驗過程與現(xiàn)象的分析、推理僅是一種知識與方法技術(shù)的應(yīng)用。作為教材，它是學(xué)生進行課程學(xué)習(xí)的載體，它給教師提供的是一種參考信息，而決不是要求教師必須依照教材按部就班。誠然，在探究硫的化學(xué)性質(zhì)方面，教材編排了“鐵粉與硫粉的加熱反應(yīng)”與“硫在氧氣中燃燒”兩個實驗，但從培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計的科學(xué)探究素質(zhì)而言，教師在教材設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)置了引導(dǎo)學(xué)生進行“發(fā)散式”的實驗設(shè)計創(chuàng)新點，從而達到超越教材的意圖，這就是我們常說的用好教材或用活教材。在前面教學(xué)片段中，學(xué)生在探究“硫的轉(zhuǎn)化”實驗設(shè)計方面就出現(xiàn)了超越教材的效果，難道這不是實驗探究教學(xué)所追求的高效目標(biāo)嗎？其二是在引導(dǎo)學(xué)生探究硫化合價的轉(zhuǎn)化條件與規(guī)律教學(xué)中，教師不是采取講授式的方法，從分析硫的化合價的變化來分析硫的還原性與氧化性，然后揭示硫化合價的轉(zhuǎn)化條件與規(guī)律，而是將這個探究任務(wù)讓學(xué)生自己來完成。學(xué)生在探究過程中，必然會出現(xiàn)各種各樣的“活力”思維，也會產(chǎn)生各種不同的情感體驗，這種“活力”思維與情感體驗就是科學(xué)探究素質(zhì)的重要成分。

2.3 教師注重發(fā)揮學(xué)生在探究中的主體作用

探究性學(xué)習(xí)，就是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，以學(xué)生的探究活動為主線，以問題解決為突破，使學(xué)生主動建構(gòu)知識，讓學(xué)生個性和諧發(fā)展的學(xué)習(xí)活動。在實驗探究教學(xué)中，實驗探究學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，所有的探究活動都必須由學(xué)生來完成，教師僅是實驗探究學(xué)習(xí)活動的組織者和引導(dǎo)者。在前面教學(xué)片段中，實驗設(shè)計、實驗演示、實驗分析、實驗結(jié)論的歸納等有關(guān)的實驗探究學(xué)習(xí)活動都是由學(xué)生來完成。當(dāng)然，如果條件允許，更好的做法是讓全體學(xué)生進行實驗探究。在實驗設(shè)計過程中，不同的學(xué)生很可能會設(shè)計各種不同的實驗方案，從對不同的方案會聯(lián)想到選擇相應(yīng)的實驗器材與構(gòu)思不同的實驗裝置，并且還會考慮實驗操作的具體步驟以及注意事項，顯然，學(xué)生在經(jīng)歷實驗探究設(shè)計的全過程中的收獲與體驗和純粹觀察其它同學(xué)的實驗操作有著本質(zhì)的區(qū)別。在實驗探究過程中，每個學(xué)生對自己設(shè)計的實驗，不論是現(xiàn)象觀察方面還是在現(xiàn)象分析方面，站在的角度或出發(fā)點都會有所不同，在認(rèn)知模式構(gòu)建方面都體現(xiàn)為符合自己思維模式的特征，在情感體驗方面也絕然不同。所謂個性和諧發(fā)展，就是指這種認(rèn)知模式構(gòu)建個性、思維個性與情感個性都能得到應(yīng)有的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3 實驗探究教學(xué)的高效特征

高效是相對有效而言。我認(rèn)為，所有的課堂教學(xué)都有一定的效果，就是現(xiàn)在新課程理念中極力反對的“注入式”或“灌輸式”的傳統(tǒng)教學(xué)，應(yīng)該說，它在知識的傳授方面有著其相應(yīng)的效果。雖然學(xué)生所獲得的知識是接受式或繼承式，在實現(xiàn)“過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”目標(biāo)方面有著缺失，但所獲得的知識容量與速度還是不亞于探究性學(xué)習(xí)。這里指的高效，首先要求實驗探究教學(xué)要符合新課程有關(guān)人的發(fā)展理念，其次是指教學(xué)在實現(xiàn)課程三維目標(biāo)的過程中，課堂教學(xué)盡可能優(yōu)化，學(xué)生的個性能得到最大限度的發(fā)展。那么怎樣才是高效的實驗探究教學(xué)呢？應(yīng)該說，前面關(guān)于“硫的轉(zhuǎn)化”的片段教學(xué)就屬于高效教學(xué)。依據(jù)實驗探究教學(xué)的特點與作用以及新課程的教學(xué)理念，我將高效的實驗探究教學(xué)概括為以下四個特征。

3.1 學(xué)生主動探究

實驗探究教學(xué)，探究的主體是學(xué)生，主動探究，就是指學(xué)生自發(fā)地進行探究性學(xué)習(xí)。從認(rèn)知角度來說，學(xué)生具有強烈的認(rèn)知需要，或者說，學(xué)生有急于探究當(dāng)前問題的欲望；從心理角度來說，學(xué)生是“我要學(xué)，樂意學(xué)”，探究欲望與“我要學(xué)”的學(xué)習(xí)心理就是引發(fā)學(xué)生主動探究行為的內(nèi)在因素。在實驗探究教學(xué)中，要較好地誘發(fā)學(xué)生的探究欲望以及“我要學(xué)”的學(xué)習(xí)心理，關(guān)鍵是教師要善于創(chuàng)設(shè)良好的問題探究情境，它通常體現(xiàn)為兩個方面。一是學(xué)生對當(dāng)前問題感興趣，這主要指新、奇、巧的問題，愛因斯坦說的“興趣是最好的老師”，就是強調(diào)興趣這種心理與主動探究行為的內(nèi)在聯(lián)系。二是在認(rèn)知方面，創(chuàng)設(shè)的問題情境能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，換句話說，就是對當(dāng)前問題認(rèn)識是“似是而非”或“欲答不能”。如前面教學(xué)片段中，教師創(chuàng)設(shè)的“由硫在單質(zhì)或含硫物質(zhì)中化合價的不同來推知硫的化學(xué)性質(zhì)”，學(xué)生對化合價的轉(zhuǎn)化是由于硫的氧化性與還原性所致已有認(rèn)識，然而硫為什么既有氧化性又有還原性的雙重性說不清楚，尤其對“在實驗室中，如何實現(xiàn)硫化合價的轉(zhuǎn)化” 則“欲答不能”，強烈的探究欲望與“我要學(xué)”的心理由此而生，從而引發(fā)了學(xué)生主動探究的學(xué)習(xí)行為。

3.2 教師引導(dǎo)得當(dāng)

教學(xué)，它是教師的教與學(xué)生的學(xué)且互為相關(guān)的雙邊活動。依據(jù)新課程理念，教師的“教”，它不是指教師對知識技能的傳授，而是指促進學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)。所謂引導(dǎo)，就是教師對學(xué)生在學(xué)習(xí)方法方面的啟迪或點撥，或是教師為學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)設(shè)計一定的過程或程序，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程具有規(guī)劃性、方向性、目標(biāo)性等特征。教師引導(dǎo)得當(dāng)，就是指教師所設(shè)計的教學(xué)過程活動有利于促進學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)，有利于探究問題的解決。如前面教學(xué)片段中，教師從硫的化合價不同的問題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計相關(guān)的實驗來探究硫具有氧化性與還原性的化學(xué)性質(zhì)，然后引導(dǎo)學(xué)生探究硫化合價轉(zhuǎn)化的條件與規(guī)律，步步深入，層次分明，方向明確，意圖清楚。然而我認(rèn)為在實驗探究設(shè)計引導(dǎo)方面，問題情境目的性與針對性還值得改進，如果教師提出“設(shè)計怎樣的實驗?zāi)軐崿F(xiàn)硫化合價由+4轉(zhuǎn)化為+6、+4轉(zhuǎn)化為0、-2轉(zhuǎn)化為0、0轉(zhuǎn)化為+4”等問題，那么學(xué)生在實驗設(shè)計活動過程中的探究思維就有明確的方向，顯然，它將促進探究問題的解決。

3.3 三維目標(biāo)落實

課程的三維目標(biāo)是新課程理念的具體體現(xiàn)，因此三維目標(biāo)落實是高效教學(xué)的基本要求。從“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三者之間的關(guān)系而言，知識與技能是課程學(xué)習(xí)的載體，過程與方法是學(xué)生對知識的獲取與技能形成的途徑與方式，情感態(tài)度價值觀是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的行為態(tài)度與個體情感體驗，它與過程的形式與內(nèi)容密切相關(guān)，因此說，教師設(shè)計怎樣的學(xué)習(xí)過程與引導(dǎo)學(xué)生采用怎樣的學(xué)習(xí)方法是落實三維目標(biāo)的關(guān)鍵。在前面關(guān)于“認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)片段中，學(xué)生獲取的有關(guān)知識都是學(xué)生自己的探究成果，并且在探究過程中，有些學(xué)生有著成功的體驗，有些學(xué)生卻有著錯誤或失誤的經(jīng)歷，隨著各自的經(jīng)歷，他們對實驗探究的方法各有所悟，產(chǎn)生的探究情感也各有所異。所謂發(fā)展學(xué)生的個性，就是指學(xué)生的個體思維能力及有關(guān)情感都得到不同程度的發(fā)展，這就是三維目標(biāo)達成的體現(xiàn)。

3.4 注重素質(zhì)培養(yǎng)

注重素質(zhì)培養(yǎng)，這里特指注重科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)。何謂科學(xué)素質(zhì)，就是“了解必要的科學(xué)技術(shù)知識，掌握基本的科學(xué)方法，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具有一定的應(yīng)用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力”（ 摘自國務(wù)院2006年3月21日發(fā)布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要》）。課程學(xué)習(xí)中的化學(xué)實驗探究，它是真實的化學(xué)科學(xué)探究的模擬，它的功能與作用不僅是讓學(xué)生在實驗探究中獲取化學(xué)科學(xué)知識，更重要的是讓學(xué)生掌握其中的科學(xué)方法，樹立科學(xué)思想與崇尚科學(xué)精神。在前面的教學(xué)片段中，教師設(shè)計的課堂實驗探究性學(xué)習(xí)活動，不僅能使學(xué)生認(rèn)識硫的氧化性與還原性及掌握硫化合價轉(zhuǎn)化的條件與規(guī)律，而且還能使學(xué)生掌握 “提出問題——猜想與假設(shè)——設(shè)計實驗方案——收集事實與證據(jù)——檢驗假設(shè)——交流與評價” 的科學(xué)探究方法，同時還能潛移默化地使學(xué)生樹立“堅信科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)”的科學(xué)思想與形成“熱愛科學(xué)、貢獻科學(xué)”的科學(xué)探究情感。對于“認(rèn)識硫的化學(xué)性質(zhì)”的教學(xué)，傳統(tǒng)的做法是教師通過實驗演示來揭示硫的化學(xué)性質(zhì)，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一種被動的接受。至于學(xué)生在科學(xué)探究中的“猜想與假設(shè)、實驗方案設(shè)計、檢驗假設(shè)的探究思考、探究過程與結(jié)果的交流與評價”等非常重要的科學(xué)探究活動都被我們教師不經(jīng)意地“剝奪”了。因此說，實驗探究教學(xué)高效的重要特征是讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程，從而達到培養(yǎng)其科學(xué)素質(zhì)的目的。

關(guān)于高效的實驗探究教學(xué)，本文是從新課程的理念與實驗教學(xué)的特點和作用方面來闡述“學(xué)生主動探究、教師引導(dǎo)得當(dāng)、三維目標(biāo)落實、注重素質(zhì)培養(yǎng)”這四個特征，它是否體現(xiàn)了高效實驗探究教學(xué)的本質(zhì)內(nèi)涵，敬請各位專家與教師同仁批評指正。