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（北京师范大学化学学院 北京 100875）
摘要：本文针对传统实验教学的局限，充分阐述了探究性的实验的教学价值和教学思路，结合实例研究了探究性实验教学的活动方式，为化学教学中以实验为载体培养学生的创新能力提供了或行的方法和程序。
关键词： 探究 教学设计 创新
化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是化学教育的一种最有效的教学手段，它可以帮助学生建立和巩固化学基本概念，获得化学知识、训练科学方法、培养科学素质，因此，在化学教学中，要尽可能地实施实验探究。
1 “实验探究法”的基本内涵
“实验探究法”是指在教师的指导下,使学生运用已有的知识和技能, 以新知识的探索者和发现者的身份, 通过实验亲自去发现问题、思考问题和解决问题的一种方法,该法要求课堂教学以实验为线索, 通过教师引导, 由学生通过直观、鲜明的实验现象和实验数据, 经过处理、分析、归纳来研究元素及化合物的性质、探索化学规律, 让学生参与到发现问题、科学探索、解决问题、运用新知的全过程中。
2 传统的教学和探究性实验教学的区别
2.1 我认为，强调教学的探究性，是针对传统的注入式教学而言的。传统的教学往往是由教师讲授知识，大量地灌输“权威性”的事实，脱离学生实际构筑“知识结构”通过验证性实验，让学生观察现象，从而达到理解和印证知识之目的，这样的做法，对发展学生的创新能力收效甚微，从多方面分析比较可知，验证性实验与探究性实验的物质差异是极为明显的。
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认知顺序
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问题
选择
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实验
设计
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数据
分析
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数据
解释
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耗用
经费
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耗用
教时
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验证性实验
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概念——数据
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教师
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教师
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教师
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教师
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较少
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较少
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探究性实验
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数据——概念
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教师或学生
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教师或学生
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学生
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学生
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较多
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较多
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2.2 教师指导实验角色的改变
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传统实验课
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探究实验课
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| 实验前
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检查预习情况，再次演示一遍实验，反复强调实验注意事项
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设置问题情景，激发学生
实验欲望
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| 实验时
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要求学生严格按照实验步骤，注意自己的操作，强调纪律
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由学生自主设计实验步骤，学生间可以讨论，交流
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| 实验后
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不许交谈，走动，教师作讲评，布置有关实验习题
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又学生评价，小结，并要求学生查找该实验的补充资料
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2.3 例如：传统实验教学方法 铁的生锈
[课前观察]铁在干燥空气中，铁在蒸馏水中，铁同时与水和 空气接触的三种实验现象
[讨论]根据实际事实，分析讨论生锈的原因
[提问]铁在什么条件下最容易生锈？
[引导讨论]
[板书]铁在潮湿空气中……
探究实验方案
[提出问题]通过钢铁锈蚀，造成的经济损失的图片展示，由学生提出问题
1）钢铁为什么会生锈？
2）如何防止钢铁生锈？
[作出假设]由学生平时的生活经验和已有知识经验提出
1）钢铁生锈是铁与空气中的氧气作用的结果
2）钢铁生锈是铁与空气中水分作用的结果
3）钢铁生锈是铁与空气中氧气与水分共同作用的结果
[实验探究]学生分组实验
[得出结论]
[课后交流]提出钢铁防锈的建议
3 实验探究模式的基本结构
科学研究的一般过程和具体的教学内容的特点，实验探究模式一般分为五个阶段：
4 实验探究模式的实施程序
4.1 实验探究模式是以实验为基本手段，依据问题———实验———观察分析———结论———应用的思路进行贯彻实施。此模式的教学效果是否卓有成效，关键在于教师对实验主题的选择和问题的设置，教师应根据具体的教学目标、教学重点和难点，设计一些探究性实验、提出富有启发性的问题，引导学生积极思维。
4.2 二氧化碳的实验室制法演示实验是说明探究式教学优越性好例子。
可提出问题，为什么采用石灰石与稀盐酸做为实验室制二氧化碳的反应物，而不用其它的物质哪？学生会觉得问题很难。不过教师再提示学生以前学习过哪些产物有二氧化碳的化学反应，学生开始积极思考回忆学过的方程式。教师让学生总结出如下反应：加热碱式碳酸铜生成二氧化碳；碳酸分解生成二氧化碳；单质碳在空气或氧气中燃烧生成二氧化碳；甲烷燃烧生成二氧化碳；还有即将学习的工业上高温煅烧石灰石制取二氧化碳。学生会认为它们都行，但在教师的引导下一一排除，碱式碳酸铜生成二氧化碳需加热，碳酸本身不稳定，单质碳和甲烷燃烧产物一定混有空气氧气杂质，煅烧石灰石制取二氧化碳需要高温条件苛刻实验室实现不了。相比之下用石灰石与稀盐酸反应，不需加热，室温反应，反应前没有气体，产物的气体只是二氧化碳，容易净化。又提问此实验采用石灰石能不能用纯净的碳酸钙粉末、碳酸钠、草木灰等代替，稀盐酸能用稀硫酸代替吗？教师找若干名学生到前台协助完成下步实验。
发一只试管，分别放入等量少量的如下药品：块状儿石灰石、粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等，再同时滴入稀盐酸，学生亲自操作观察现象，其他学生也全神贯注，看到只有石灰石固体反应速率较适中，容易控制，其它的反应太剧烈无法控制，甚至溶液溢出试管。每人再发一只试管，同样放入等量少量的如下药品：块状儿石灰石、粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等，同时滴入稀硫酸，同样看到粉末状的碳酸钙、碳酸钠固体、碳酸钠粉末等反应速率过快，剧烈无法控制，但石灰石固体反应表面生成许多白色固体，一段时间后反应中止。学生感到困惑不解，同样石灰石固体与稀盐酸和稀硫酸反应，为什么一个顺利进行，另一个反应中止呢？
可在黑板上画个解释的草图，说明稀硫酸与石灰石反应时，生成一种难溶的化合物硫酸钙覆盖在表面，慢慢积累，内部的石灰石跟外部的稀硫酸隔绝，故反应中止。由此得出反应物应当采用块状儿石灰石固体与稀盐酸。既然此反应是在常温进行的，应当采用什么样的反应发生仪器装置呢？让学生回忆实验室制氧和制氢的装置有哪些区别！教师也可在前边挂出两者的装置图以示区别。学生能答出制氧气时，反应物都是固体，需加热，采用大试管和酒精灯；而制氢气时，反应物有固体和溶液，不需加热，采用启普发生器或带长颈漏斗的大试管。
对比发现实验室制取二氧化碳的装置和制氢气的装置雷同，因为都是块状固体与酸反应，生成气体。教师还应在此基础上说明反应不能生成沉淀，否则反应可能中止，气体也不能极易溶于水，否则收集不到气体。然后，请一名学生在前台选择仪器并连接成制二氧化碳装置。结合实验特点，让学生思考除此之外，还有哪些可行的替代装置方案？集思广益，根据学生的回答，归纳几种方案。教师也可展示教参上的几种方案，大开学生的视野。
讨研究的平和气氛中，蕴涵着无穷趣味，在教师的一步步的严谨逻辑关系引导中，培养学生的思考分析能力，提高分析联想的思维流畅性，学生的智能得到健康发展，优良的思维品质就会慢慢形成。
5 实验探究模式的优点
化学家戴安邦先生曾指出：“只传授化学知识和技术的化学教育，是片面的……用实验解决化学问题，是各项智力因素皆得到发展，故化学实验是全面化学教育的一种最有效的教育形式。”化学实验可帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论，获取化学知识，培养科技素质。
这一教学模式具有下述三个优点：
1. 有利于充分发挥学生的主体作用，时代呼唤主体精神。“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同，就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做，而是在足够的时间和空间范围内，由自己来确定时间的分配，进行方案设计并进行实验操作，对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中，学生就能真正感受到自己是学习的主人。是课堂教学活动的主体，由此激发其主动参与的热情、变“要我学”为“我要学”。
2. 有利于培养学生的学习兴趣兴趣是最好的老师。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。《化学教学大纲》就明确指出：“初三化学的首要任务在于培养学生学习化学的兴趣”。而实施“实验探究教学”模式乃是培养学生学习化学兴趣的有效途径。因为实验本身就能引发学生浓厚的认知兴趣和强烈的求知欲望。实验兴趣是认知兴趣中重要的一种。只有当学生通过亲自探究实验现象产生的原因和规律时所形成的兴趣，才具有一定的稳定性和持久性。实践证明，实施“实验探究教学”模式既可促使学生形成对化学学习的持久兴趣，同时又可激发学生的求知欲。
3. 将利于充分挖掘学生的潜力，培养其创造思维能力。传统的教学模式往往是教师牵着学生鼻子走，致使学生一味死记硬背而无暇顾及“创造思维”。“实验探究教学”模式却能给学生提供主动探求知识的宽松环境，让他们在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下，潜力得到充分发挥，思维更加活跃。在对未知领域的探索过程中，通过自己的实验操作和验证，积极地去思考去探索，从中就会迸发出更多的智慧和灵感。如果坚持不断地加以训练，就十分有益于学生创造思维能力的培养。
6 几点体会：
１．将验证性实验改为探索性实验，必须考虑三个条件：
（１）教材内容难易适中；
（２）学生对进行探究性实验已有准备；
（３）在探究式学习中，教师面对的不仅仅是依靠本门学科就能解答的问题，因此，对教师在知识方面的要求是多学科的。这需要教师提高自己，更新自己的知识结构。探究式学习需要开放的、融入自然和社会的课堂，因此，教师的组织能力显得尤为重要。
２．为了在高中化学实验中培养学生的探究能力，教师应对学生进行一些科学的探究方法指导，如在课堂教学中，多采用启发探究的教学模式，培养学生探究的兴趣，结合具体的教学实验，给学生作分析示范，组织化学课外兴趣小组，模拟科学家进行实验探究的情景，对学生进行科学研究方法的训练等，使学生在实验过程中避免失误，提高学习效率。另外，加强理论与实践的联系，提高学生素质。理论联系实际是在实践中获得理论的好方法，让学生有更多获得知识的方法，是培养创新意识和创新能力的途径。
３．实施探究性实验教学，需要花费大量的时间、精力和财力。这就要求我们教育工作者转变应试教育观念，尽快解决教育经费投入的严重不足。同时发动学生收集日常生活中废弃的东西，如废金属、废电池等。
，在高中化学中多实施探究性实验教学，使教学过程变成学生发现信息、捕捉信息、加工信息、研究问题、增长知识的过程，是培养学生探究能力的有效途径。
参考文献：
[1] 陈同清 陆海芬 创新呼唤开放的化学教学 《中学化学参考》2001年7月陕西师范大学出版社
[2] 曹军亭“实验探究法”在化学教学中的应用 中小学实验与装备2004年第1期
[3] 刘兆春 在实验平台上培养学生学习兴趣 中小学实验与装备2004 年第1期
[4] 王磊 刘强 张小平 试析《普通高中化学课程标准（实验）》中的实验体系 化学教育2004年第9期
[5] 苏凌 设计探究性实验 培养学生的探究精神 实验教学与素质教育23
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