用实验引导学生开展研究性学习

化学学科的基本特征是“以实验为基础”。化学实验是学生开展研究性学习的一种重要教学资源，教师要全面挖掘和开发化学实验在进行研究性学习中的功能，精心设计出特定的实验条件和类似科学实验的研究环境，把学生置于一种动态、开放、自主、生动和多元的学习环境中，让他们以问题为载体，多种感官并用的主动实际操作、观察分析和处理信息，实际感受知识的产生过程。教师从封闭的灌输走向开放的引导，学生的学习方式从“被动接受性”型转变为“主动研究性”型，努力实现学习的革命。本文拟对用实验引导学生开展研究性学习的有关问题作初步的探讨。

一、科学观察实验 夯实研究性学习的基础

科学观察是一种有目的、有计划的思维知觉，是获得化学实验事实的根本方法。在实验过程中，学生往往只注意观察五光十色、引人入胜的表面现象，而容易忽视细微平凡的又可能是更为本质的现象。教师做演示实验时，除指出实验器材、实验目的外，更重要的是指出观察的视角和重点。教师对每一个演示实验都要制定相应的观察程序、内容和方法，特别是要充分预测学生在观察上可能存在的“盲点”，精心策划富有启发性的引导措施，如：在演示苯和液溴的取代反应实验中，由于实验变化多，所以必须及时提醒学生注意事项。在学生自由观察一段时间的基础上，教师再让学生回答以下问题：1苯和液溴混合后有没有明显现象，加入铁屑后有没有明显变化？2跟反应器连接的长导管起什么作用？3导管口为什么不直接插入液面下？4锥形瓶中导管口出现的白雾是什么？5怎样除去溴苯中溶解的溴？通过以上程序，可大大激发学生的求知欲，培养正确的观察方法，掌握丰富的感性材料，从而为研究性学习的开展打好基础。

二、创设问题情景 激发研究性学习的兴趣

研究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列探究活动，在化学学习过程中，除学生自主发现问题外，教师更要通过各种途径创设问题情境，引导学生发现和提出问题，对于问题情境中隐含的“问题”，教师也不能简单直接给出，而要让学生在研究性学习活动中自己去发现。通过问题情境的创设，使学生明确研究目标，确定学习方式，并产生强烈的研究兴趣。化学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法。用化学实验创设问题情境，要特别注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验，要注意使化学实验呈现的问题处于学生的“最近发展区”，要通过精心设计实验方案、严格控制实验条件等多种途径，以最佳的实验方式呈现化学问题，使学生通过努力能够顺利地解决这些问题，体验到成功的喜悦。如：在学习“盐类水解”时，先让学生自己判断氯化钠、氯化铵、醋酸钠溶液的酸碱性，再用酸碱指示剂检验上述溶液的酸碱性，根据现象判断并思考。学生在“惊奇”中产生疑问，为什么盐的水溶液不都显中性？使得学生带着渴求的心理探索其中的原因。

三、放手自主实验 增加研究性学习的体验

体验是学生在教师的引导下由被动到主动、由依赖到自主、由接受性到创造性地对教学情境进行感知，并且在感知中学会避免、战胜和转化消极的情感和错误的认识。传统的的演示实验教学是老师做，学生看。学生始终处于观众的位置，缺少“参与”意识，往往调动不起积极性，同时，某些具体的操作细节或现象一晃而过，不能留下深刻的印象。为了克服这些弊病，一是将有些演示实验变为学生分组实验，二是采用将某些演示实验让学生自己设计实验程序，即实验之前让学生自己设计实验方案，学生遇到的问题很具体，需要什么仪器、什么药品、如何操作、如何才能成功地完成实验等等，迫使他们必须动脑思考。程序设计好后，安排几位设计典型的学生上台演示，其他学生注意观察，看看他们的方案是否合理，操作是否规范。这样做，学生始终处于紧张、积极、活跃、兴奋的状态，对学生来说，上课参与的程度增加，上课的积极性增加，同时也增加了学生进行研究性学习的体验。

四、优化实验过程 掌握研究性学习的方法

在教学过程中，验证性实验只是验证了一些现成的结论并形成对这些结论确信无疑的心向，学生被动地接受知识，它只注重探究的结果，而忽略了探究的过程。这种“实验”排斥了学生的思考和个性，从源头上剥离了知识与智力的内在联系。教学中教师要尽可能将验证性实验变为探究性实验，通过对实验的设计、改进，把实验过程充分“暴露”在学生面前，使学生产生提出问题和解决问题的动机，让学生获得比知识更重要的东西——获得知识的方法，即如何进行研究性学习。如在“原电池”的教学中。将实验的过程设计如下：

⑴分别将锌片、铜片插入稀硫酸中，观察铜片、锌片上的现象并说明原因，设问：有什么办法可以让铜片上也产生气泡呢？

⑵用导线将锌片和铜片连接并插入稀硫酸中，观察铜片、锌片上的现象，

⑶在导线上连接灵敏电流计，观察电流计指针的偏转方向；

⑷用干电池与灵敏电流计连接，确定电子流动的方向。

围绕实验现象创设以下问题情境：

⑴电子为什么会从锌片流向铜片？

⑵铜片上为何有气泡产生？该气体是什么气体？为什么会产生这种气体？

⑶锌片的质量有何变化？

⑷从氧化还原反应的观点分析两极上发生的变化？

⑸从能量转化的观点来分析原电池是何种装置？

⑹原电池的正负极如何判断？

围绕上述问题，学生原有知识和需掌握的新知识之间发生强烈的认知冲突，在师生共同的讨论和交流中，二者的思维相碰撞，相互启发，相互引导，使学生的知识结构获得重建和改组，同时又容易掌握原电池的概念和组成原电池的条件。最后联系实际提出下列问题要求学生实验：①通过实验证明西红柿、柑橘等水果的果汁里含有电解质，②发给学生一长一短两段外观近似的金属条要求学生根据原电池的原理，通过实验比较这两种金属的活动性强弱，以此进一步强化概念的形成过程、结论的推导过程和方法的思考过程。

五、创新实验设计 深化研究性学习的层面

在学生掌握一定实验知识的基础上，教师要适时引导学生创新实验设计，如做铜和浓硝酸、稀硝酸反应的实验时，试管里均有红棕色气体产生，要求学生设计一个新实验以证明两个反应产生了不同的气体。由学生来分析产生相同现象的原因，提出实验改进方案，以获得明显的实验现象。又如在做完氯化氢的喷泉实验之后让学生思考：如何利用氯气来成功地做喷泉实验？在学完电化学之后让学生设计一个反应装置来实现铜和稀硫酸的反应。在学习乙醇的的物理性质后，让学生根据乙醇的这些性质如何用不同的方法区别乙醇和水？由学生自己分析实验原理、设计实验步骤、连接实验装置亲自完成实验，这样的研究性学习，不仅使学生牢固地掌握了知识，对知识的掌握不是停留在记忆上，而重在其运用上，使学生在更深层次上认识了所学内容。同时，学生实验能力又大大增强，培养了科学研究精神，研究性学习的能力上升至一个更高的层次。

六、课内延伸课外 拓展研究性学习的时空

根据学生的实际情况，结合办学条件，营造有利于各层次学生开展以实验为中心的研究性学习氛围，使不同层次的学生都能得到充分发挥，水平相对较低的学生能品尝到成功的喜悦，水平较高的学生也有施展才华的空间。例如，全面开放实验室，为学生提供充足的实验资源；将课堂实验延伸到课外，给学生创设充足的实验时空；鼓励学生从化学与生活、环保、健康、生产实际中寻找实验小课题，寻找实验代用品，开展课外小实验。对于高年级或化学学习能力强的学生，可给出一些研究性问题让他们以小组为单位开展探索，如我国用煤作原料排放的二氧化硫是大气污染物的主要成份，怎样才能使煤燃烧排放的二氧化硫尽可能减少？怎样证实阳光下的绿色植物在进行光合作用？使他们逐步学会用实验的方法来验证和解决自己学习中存在的一些疑问，在实践中培养研究性学习的能力。这样一些问题将课堂知识与现实生活中的化学紧密联系，充分体现了化学知识的“应用性”，激发了学生进行研究的热情。

总之，用实验引导学生开展研究性学习，符合中学生的认知特点和心理规律，教师要立足化学实验，尽可能多的为学生创造研究性学习的机会，放手让学生去做，充分发挥学生的主体作用，让每一个学生都学会学习，以适应终身学习的需要。