新课标下

培养学生科学探究能力的实践与探索

虎门中学    唐三元    13798918455

摘要：通过完成教材中已有的科学探究的课题，完善教材现有的科学探究方案，

积极寻找适合科学探究的新内容，指导学生利用科学探究的思维方式进行学习

活动，从而达到培养学生科学探究能力的目标，更好地培养同学们终生学习的

能力。

关键词：新课标  科学探究  实践  探索

中学化学新教材在栏目设置上比以往的教材有很大的改变，新教材除了正文外，还设置了如“实验”、“学与问”、“资料卡片”、“科学探究”、“科学视野”、“思考与交流”、“科学史话”和“实践活动”等新栏目。这些栏目的设置能更有利于学生的全面发展，培养学生的创新精神，特别是其中的“科学探究”这一栏目更能培养出学生的科学的思维方式，养成良好的科学研究的习惯，更能体现出新课标的理念。近几年来，在平时的教学过程中我尝试了从以下几个方面对我所教学生的科学探究能力的培养进行了实践和探索。

一、认真完成教材中已有的“科学探究”课题

1．引导学生“八仙过海，各显神通”设计出自己的方案，不被动地接受教材已有的方案

在新教材中，课本根据正文相应的内容设置了大量的“科学探究”课题，而且大部分都给出了相应的探究方案。对于新教材中这样的“科学探究”课题，作为一个化学老师我会要求学生先不看教材中已有的探究方案，想方设法地引导学生不再像过去学习老教材那样不动脑筋地按照课本的步骤和顺序来完成新教材中的“科学探究”实验，而是尽可能地引导学生“八仙过海，各显神通”设计出自己的方案，因为老教材的那种做法没有任何的探究意义，根本无法培养学生科学的探究能力，也无法调动学生的积极性，不能满足学生的好奇心和创造欲，更无法让学生体会和感受到科学探究过程的艰辛和成功的喜悦。例如：在人教版《化学·必修1》的§3-2中有一个探究“碳酸钠和碳酸氢钠的性质”实验，教材把该实验过程中的步骤及每个步骤所用的试剂和操作方法全都给出来了，但是作为一个化学老师我便引导学生不要依赖教材现有的方案，而是让同学们根据他们现有的化学知识分组讨论出同学们自己的方案，结果不同组讨论出来的方案各不相同。比如我在组织学生探究碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度大小的时候，有一个组设计为：在两支试管中先各加入2g碳酸钠和2g碳酸氢钠，再分别向两支试管中滴加蒸馏水到刚好完全溶解时，看谁消耗的水多；另一个组设计为：在两支试管中各先加入2mL蒸馏水，再向两支试管中分别逐渐加入碳酸钠和碳酸氢钠，看谁先达到过饱和。这两个组的方案与教材都不相同，但都是可行的。当然有个别组设计的探究方案根本就行不通，此时我就估计一下，只要同学们在实验方案的实施过程中不会出现危险就应该鼓励这样的组按自己的方案去探究。实验完成后各组再分别汇报探究的过程和结果，对于不成功的探究我便和同学们一起共同分析探究实验失败的原因。特别是通过这种探究失败原因的分析，可帮助我的同学们在以后的学习过程中避免再次出现同样错误的现象，所以这种失败性的探究也是一种收获。通过这样的探究一方面能让同学们有了成就感，更重要的是能让我的同学们在今后的学习和工作中培养和树立了敢于为科学探究的兴趣和信心。

2．进一步完善教材现有的“科学探究”方案并尽可能去实施该方案

在新教材中，有些“科学探究”只要求探究一下方案，并不要求把方案实施，但是我在实际的教学过程中，只要我们实验条件许可，我都会让同学们来一个完整的科学探究。因为只有这样做才能让同学们有一种踏踏实实的感觉，而不是停留在纸上谈兵的层次，只有这样才能更加激发出同学们既能敢想又能敢于实践的科学探究精神。例如：在人教版《化学·选修5》的§2-3中课本教材只是要求在理论上利用下图所示仪器和药品，设计出一个简单的一次性实验装置，验证乙酸、碳酸和苯酚溶液的酸性强弱：

在这一“科学探究”时，我要求学生不仅仅停留在教材方案的设计，而且提供仪器和药品给学生亲自去实施他们的方案，由于同学们能把自己设计的方案进行科学的实验，同学们学习化学的兴趣和积极性都得到了极大的提高，效果非常好。

二、积极寻找适合科学探究的新内容

1．引导学生对老师演示实验中的特殊现象进行科学探究

化学是一门以实验为基础的科学，在新教材中课本把原来老教材中的很多演示实验都进行了合理的改进，使得新教材中演示实验更能体现出新课改的理念。在平时的教学过程中，我在做演示实验时在完成课程目标的过程中有时往往会产生一些新的实验现象，出现一些新的问题，这时我的同学们在观察实验过程中对新的实验现象和新的问题会产生好奇感。为了体现素质教育的理念，我一定会尽可能以实实在在的东西来满足他们的好奇心，从而更好地培养我的同学们科学探究的兴趣和精神。例如：在人教版《化学·选修5》的§2-1中的“实验3-1”，我在做乙醇发生消去反应的演示实验过程中同学们都好奇：为什么在实验过程中反应混合液的颜色由无色逐渐变为黑色？使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的气体一定是乙烯吗? 于是我便抓住时机引导我的学生们进行科学探究：⑴、C₂H₅OH中的C平均呈现－2价态，这就决定了乙醇具有一定的还原性，而浓硫酸又具有很强的氧化性，温度升高，氧化性增强，因此实验中不可避免地要发生乙醇被氧化的副反应：

C₂H₅OH + H₂SO₄(浓) C +CO↑+ CO₂↑+ SO₂↑ + H₂O ，

其中反应液的颜色由无色逐渐变为黑色可能是生成了“C”。⑵、既然实验中可能出现副产物SO₂，而SO₂又可使酸性KMnO₄和溴水褪色，那么怎样才能保证验证产物乙烯实验的真实性呢？经过探究同学们最后决定把教材的实验方案中除了乙醇发生消去反应装置不变外，其余的部分修改如下：

图中①②③④装置盛放的试剂分别是： 品红溶液、NaOH溶液、品红溶液和酸性高锰酸钾溶液。但考虑到产生SO₂的速率慢，要使试管①中品红溶液褪色要较长的时间，于是我便把这个方案的实施放到第二课堂完成，在第二课堂上同学们整整化了40分钟亲自完成了他们自己设计的方案，通过这样一次“科学探究”，我的同学们学习化学的积极性再一次大大地得到了提高。

2．变部分教师讲授的教学内容为学生的科学探究

教材中的某些教学内容由于比较抽象，同学们在理解的过程中往往比较困难，于是我在教学过程中尽可能地利用我校现有的条件，想方设法让我的同学们自己亲自进行科学探究实验以帮助同学们对抽象问题的理解。例如：在人教版《化学·必修2》的§3-1和人教版《化学·选修5》的§2-1中先后出现过同分异构体的教学，在教学过程中如果我们按传统的纸上谈兵的方式对同学们来进行教学的话，同学们在书写同分异构体时很容易把表面上看起来结构不同其实是同一结构的重复地看作两种不同的结构。针对以往的这种现象，我改进了以往的教学方法，比如我在人教版《化学·选修5》的§2-1中进行2-丁烯的同分异构体的教学中，我尽量地把课堂交给我的学生，让我的学生们自己通过球与棍的组合来探究2-丁烯的各种同分异构体的存在形式。结果看来，整个课堂学生学得很愉快，教学效果也很好。

3．指导学生利用家庭小实验进行科学探究

教材中的有一部分化学原理，我总是要求我的同学们想方设法在自己的家里完成科学探究的实验。比如我布置过我的同学们：在家里用自制的水果电池来探究原电池的原理；在家里用制取蒸馏水的实验来探究蒸馏的原理；用食醋除去保温瓶内的水垢的实验来探究醋酸的酸性比碳酸酸性强的原理等等。

三、指导学生利用科学探究的思维方式进行学习活动

1．启发学生利用已学过的化学原理来科学地探究新的课题

科学探究的目的就是为了培养学生自主学习的能力和科学的探究精神，面对一个新课题，我首先要引导我的同学们正确利用好化学原理，只有原理符合所要探究的化学课题，才能设计出正确的科学探究方案，只有探究的方案对了，我们才能得出正确的探究结果。例如我在人教版《化学·必修1》的《§1-1化学实验基本方法》的教学中，我给学生出了一道科学探究题：“探究碳酸钠粉末中是否含有少量的氢氧化钠和氯化钠”。我的同学们在探究检查氢氧化钠的方法时想到了以下两个化学原理：①氢氧化钠可以变成氢氧化镁白色沉淀；②氢氧化钠溶液可使无色酚酞试液变红。经过我与同学们探讨大家最后一致认为第②个化学原理比第①个化学原理更易于探究。

2．指导学生进行对新课题设计科学探究的方案

在所用化学原理确定后，设计科学探究的方案就很重要了。例如在上面的探究中同学们是选择了利用氢氧化钠溶液碱性的原理，但是碳酸钠溶液也是有碱性的，所以先要排除碳酸钠的干扰，同时还要兼顾到氯化钠的检验。最后经同学们共同探讨得到的方案是：a．取少量样品放入试管甲中；b．向试管甲里加入适量蒸馏水，振荡；c．再向溶液甲里滴加过量的硝酸钡溶液；d．过滤，取少量滤液盛在试管乙里；e．滴入几滴酚酞试剂；f．再向溶液里滴加几滴硝酸溶液使溶液呈酸性；g.再向溶液里滴加几滴硝酸银溶液。最后通过方案的实施便可得到碳酸钠粉末中是否含有少量的氢氧化钠和氯化钠的结论了。

总之，科学探究是一种非常重要的学习化学的方式，也是我们广东省近些年来化学高考中实验考试的重点。当然培养学生科学探究的能力不是一两个课题就能实现的，它需要我们充分挖掘我们教材内和教材外的各种课题，根据我们的实际条件尽可能让我们的学生更多地进行一些科学探究，从而更好地培养同学们终生学习的能力。

以上是我在新课标下培养学生科学探究能力的实践与探索的一些做法和体会，希望对同行们在实施新课标理念的过程中有所帮助。