优化初中化学实验教学探究指导的研究
文章编号：1008-0546（2014）11-0021-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.008
义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用[1]。笔者在分析当前初中化学实验教学存在问题的基础上，以“雪碧中逸出气体的探究”为例，就如何优化初中化学实验教学探究指导策略，改变传统探究教学进行研究。
一、当前初中化学实验教学存在的问题
初三学生面临中考，时间紧、任务重，受应试教育影响，传统实验教学中“画实验”、“讲实验”、“背实验”及“验证实验”取代“探究实验”较多，学生自主探究实验“不多”、“不全”、“不到位”现象严重，实验教学的有效性不高。近年来，在新课程理念倡导下，越来越多的教师尝试实验教学探究化，引导学生进行科学探究并取得了良好的教学效果，但同时又存在着一些问题：学生被动参与一些“照方抓药”的“伪”探究，没有思考和质疑的过程，导致探究兴趣不高；学生探究过程中教师指导不力，导致表面热闹但实效甚微；不是成功就是失败的目标取向评价，导致学生探究激情受挫[2]。
二、初中化学实验教学探究指导策略的优化
虽然教师不能因为中考而不进行有效的实验教学，但也不能因为实验探究而影响中考。如何提高初中化学实验教学的有效性？如何实现学生在探究过程中获得知识、提高技能、体验过程、掌握方法、形成积极的情感态度价值观的“三维目标”？重在教师的探究指导！重在探究指导策略的优化！
1. 优化探究情境 培养问题意识
“问题”是探究的心脏，“提出一个问题往往比解决一个问题更重要（爱因斯坦）”。在研究过程中笔者发现“异常实验现象”、“实验后的反思”都是非常重要的探究情境，优化此类探究情境，可以培养学生的问题意识。
（1）倾倒二氧化碳实验中问题意识的培养
笔者参照人教版义务教育教科书?九年级化学上册[3]（以下简称新教材）中有关二氧化碳性质的教学内容，结合生活实际，设计了“雪碧中逸出气体的探究”这一探究课题，利用学生现场检验并收集的“雪碧中逸出气体”代替传统教学时课前收集的二氧化碳，向燃着的阶梯状蜡烛倾倒“雪碧中逸出气体”（图1），期望通过“下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭”的实验现象，得出“二氧化碳密度比空气大”的物理性质、“不能燃烧也不能支持燃烧”的化学性质及“灭火”的用途。但学生在探究过程中出现的“异常现象”有：同时熄灭的、先上后下的、根本不熄灭的。期望的“标准现象”难以达成。为什么？在研究过程中教师引导学生分析产生“异常实验现象”的原因，将“异常实验现象”作为下一步探究的情境来优化，指导学生提出下列问题：蜡烛的高低、火焰的强弱、烧杯的大小、集气瓶的体积、倾倒的角度、气流的快慢、玻片的遮挡等等，会不会都有可能成为实验失败的元素。如何解决这一系列的问题？
（2）二氧化碳溶解性实验中问题意识的培养
笔者仿照新教材实验设计，向一个收集满“雪碧中逸出气体”的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水来探究二氧化碳的溶解性。通过瓶子变瘪的现象学生很容易分析得出：二氧化碳能溶于水，瓶子内、外压强差是瓶子变瘪的原因。该实验几乎无失败元素，但在探究过程中教师也能引导学生提出以下问题：为什么要到1/3的水？能不能定量测定1体积水中到底溶解多少二氧化碳？为什么要用软塑料瓶？该塑料瓶是否太大，不符合低碳理念？溶解了二氧化碳的水还会是“水”吗？
（3） 二氧化碳与水反应实验中问题意识的培养
新教材中通过四个小实验的对比分析来探究二氧化碳与水的反应。在教学过程中笔者发现该实验作为演示实验现象不够明显；作为学生分组实验二氧化碳用量多、操作复杂。如何解决？在探究过程中学生还生成了以下问题：“红花”能永久吗？能否将多个实验合为一体，一气呵成，通过对比的方式来探究二氧化碳与水反应的产物及产物的稳定性？
2. 优化探究方案 激活思维能力
“发现问题是起点，解决问题是核心。”笔者在指导学生发现问题的基础上，引导学生激活思维能力，自主选择仪器及用品，自行设计实验方案，并将探究方案进行优化组合。
（1）倾倒二氧化碳探究方案的优化
在教师的指导下，学生设计了如下优化方案：通过普通漏斗（图2）或切割的塑料瓶上端倾倒二氧化碳。
（2） 二氧化碳溶解性探究方案的优化
在教师的指导下学生又设计了3种优化方案来探究二氧化碳的溶解性：将收集满二氧化碳的试管倒扣在滴有品红的水中，试管中的红色液面上升（图3）；在收集满二氧化碳的集气瓶中加入少量水，用玻片盖住瓶口将瓶子倒置，瓶子就会紧紧“咬”住玻片（图4）；用自制仪器抽取10mL蒸馏水和10mL二氧化碳，吸入二氧化碳气体后立即关紧止水夹，反复多次将装置振荡，使得注射器中的蒸馏水与气体充分接触，最终可以根据注射器活塞的移动来定量测定实验条件下二氧化碳的溶解能力（图5）。
（3）二氧化碳与水反应实验的优化
在教师的指导下学生还设计了2种将多个实验合为一体，一气呵成，通过对比的方式来探究二氧化碳与水反应的产物及产物稳定性的优化方案：向二氧化碳溶解性实验中的“水”滴加紫色石蕊试液，将“水”一分为二，对其中的一份加热（图6）；在小试管上裹三段用紫色石蕊试纸染过的干燥滤纸，最上面一段喷稀醋酸，中间一段保持干燥，下面一段用蒸馏水润湿，放在收集满“雪碧中逸出气体”的塑料瓶中，一段时间后取出试管，将湿润的那部分在酒精灯上小心烘烤（图7）。 与教材实验相比，通过指导学生优化探究方案，激活了学生的思维能力，实现从“应付实验→热爱实验→创新探究→享受探究”的转变，让初中化学实验教学“效益”长久。
3. 优化学生组合 提高互动频率
“榜样的力量是无穷的”。在探究方案优化的基础上，我们引导学生在全面分析各个学生的实验操作能力、现象表述能力、疑点发现能力等因素的基础上，尽量让具有不同特长的学生均衡分配，组成实验探究小组，进行自主探究、小组讨论、共同小结、得出结论。通过优化学生组合，让不同特长的学生成为组内其他同学的榜样，在探究过程中提高互动频率，投入最少的时间和精力，完成实验探究，使初中化学实验教学“效率”提高。
4. 优化探究过程 实现兴趣转变
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。在实验教学中，“生成问题是起点，探究过程是核心”，要及时指导学生根据探究方案优化探究过程，变“仿中做”为“探中做”、“知中做”为“探中知”，实现“探中得”。让非智力因素的兴趣实现从“感知兴趣→操作兴趣→探究兴趣→创造兴趣”的转变，使初中化学实验教学“效果”明显。
5. 优化过程评价 建构评价体系
以美国的斯克里文和英国的斯腾豪斯等为代表的过程取向评价主张：凡是具有教育价值的结果，不论是否与预定目标相符合，都应当受到评价的支持与肯定[4]。因此，在初中化学实验教学中要优化过程评价，建构合理的评价体系。表1为我校学生实验评价表。
初中化学实验教学要优化探究情境，培养问题意识；优化探究方案，激活思维能力；优化学生组合，提高互动频率；优化探究过程，实现兴趣转变；优化过程评价，建构评价体系。强化“以生为本”的理念，确立“实践第一”的探究观点，倡导求实、求是的“求真”精神，使初中化学实验教学“效果”明显、“效率”提高、“效益”长久。
