高中化学教学中“实验―探究”模式探索
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摘要：“实验――探究”模式是将直观教学和发现学习相结合，通过探究，获取新知识的一种实验教学范型。该模式突出教学的探索性，强调学生对实验的主动感知和对过程的亲自体验，凸显发现学习和探究教学的结合，从而促成科学素养的提高。
关键词：“实验――探究”模式；发现学习；探究教学；科学素养
文章编号：1008-0546（2015）10-0087-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.031
新课程改革业已跨过十个年头，随着改革不断深入，“实验――探究”式教学作为科学素养的有效培养途径，已得到广大教师的认同并坚定不移地践行着。但大家对“实验――探究” 式教学的具体理解不尽相同，本文主要就其模式以及具体如何融入常态课堂进行讨论。
一、关于“实验――探究”模式的认识与理解
“实验――探究”模式是将直观教学和发现学习相结合，通过探究获取新知识的一种实验教学范型。从教学目标看，引导学生通过感知实验，实现知识生长、技能锻炼、思维发展、能力提高、方法习得和素养达成。从教学过程看，突出教学的探索性，强调三维目标在探究过程中的统一。从教学方式看，凸显发现学习和探究教学的结合。从教学元素看，探究内容可以源于又高于教材，同时彰显教师“导”与学生“主”的辩证统一。
二、关于“实验――探究”模式的探索与实践
[模式一]问题讨论实验分析归纳结论应用
此模式强调学生通过实验探索主动获取第一手感性认识材料，进而加以分析习得新知识点，最后进行归纳总结形成新知识块。该模式对学生思维深刻性的要求并不高，多适用于物理性质方面的开放式探究教学。
[案例1]金属Na的物理性质
（1）教学目标
认识Na的物理性质；锻炼动手操作和实验观察能力，提高思维的敏捷性和理解性；培养探索研究的精神。
（2）教学过程
教学程序（师生活动）
[问题]钠元素分布广，在海水中储量丰富，然而直到19世纪初人类才首次制得金属钠，那么钠到底有怎样的性质呢？
[讨论]同为金属，钠的物理性质会不会和常见的铁、铝类似呢？
[实验]观察保存在煤油中的钠，用镊子从试剂瓶中取出一块，用滤纸吸干表面的煤油，放在玻璃片上，观察其表面，再用小刀从中间切开，观察钠的“真面目”，并注意切面的变化。
[观察]钠沉于煤油底部，刚取出时表面灰暗，易被切割，切开后切面显银白色并很快变暗。
[分析]钠沉于煤油底部说明钠的密度比煤油大，易被切割说明其质地软，切面颜色说明钠的“真面目”是银白色的，而很快变暗是被氧化的缘故。
[结论]钠是一种银白色金属，易被氧化，质软，密度比煤油大（后续做了钠与水的反应之后再对密度和熔点作补充）。
[应用]简述实验室钠的保存方法及理由？查阅资料了解工业上钠是如何保存的？
[模式二]问题讨论实验科学抽象结论应用
此模式强调在实验探究的过程中引导学生进行抽象思维，进而概括出对物质的本质及其变化规律的新认识。其中，科学抽象包括表征性抽象及更深层次的原理性抽象。该模式对学生思维深刻性、独创性要求较高，多适用于化学性质和反应原理方面的指导探究式教学。
[案例2] 沉淀转化的一般规律和实质
（1）教学目标
认识沉淀转化的一般规律，理解沉淀转化的实质；通过定性判断和定量计算两种途径进行科学抽象，提高抽象思维能力；培养科学探究的精神。
（2）教学过程
教学程序（师生活动）
[问题]在科学研究和工农业生产中，经常需要将一种沉淀转化为其他沉淀，那么，沉淀转化有没有规律，其实质是什么呢？
[实验]向试管中加入0.5mL 0.1 mol/LAgNO3溶液，再滴加0.5mL 0.1 mol/L NaCl溶液，振荡、观察现象；再向其中滴入0.5mL 0.1 mol/L KI溶液，振荡、观察现象，最后再向其中加入0.5mL 0.1 mol/L Na2S溶液，再振荡。
[观察]开始产生白色沉淀，然后转化为黄色沉淀，最终沉淀变为黑色。
[讨论]已知：25℃时，AgCl、AgI、Ag2S的溶解度分别为1.5×10-4g、2.1×10-7g、1.3×10-16g，分析产生上述现象的原因。
[分析]一开始生成AgCl沉淀；当滴加KI溶液时，溶液中的Ag+和I-结合生成了更难溶的AgI，由于溶液中Ag+浓度减小，促进了AgCl的溶解，最终AgCl全部转化为AgI。同理，由于Ag2S的溶解度比AgI更小，当滴加Na2S溶液时，AgI转化为Ag2S。
[结论]一般来说，溶解能力较强的物质转化为溶解能力较弱的物质。
[引导]以上是大家根据相关现象和数据作出的定性判断，能否以定量计算的方式进一步分析沉淀转化的实质呢？试以AgCl转化为AgI为例说明。
[分析]生成AgCl沉淀后，溶液中c （Ag+）=≈1.03× 10-5mol/L，在加入KI溶液后，
c（Ag+）.c（I-）=（1.03×10-5×2/3）×（0.1×1/3）≈
2.29×10-7>Ksp （AgI）=8.51×10-17，Ag+和I-不断结合生成AgI，使AgCl的溶解平衡不断移动，最终转化为AgI；同理，AgI转化为Ag2S也可以用定量计算的方法证实。
[结论]沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。
[应用]锅炉水垢中含有CaSO4，会影响锅炉使用寿命并带来安全隐患，可将其转化为易处理的CaCO3，试查阅相关数据分析原理。
[模式三]问题讨论假设展开实证结论应用
此模式强调在部分实验事实和科学理论的基础上对未知现象、性质或规律提出假说，并采用实验检验、理论检验等手段展开实证。该模式可以让学生很好的体会科学探究的过程、方法，认识实验这一最高法庭的意义，多适用于理论课和学生创新能力培养方面的指导探究式教学。
[案例3]苯酚钠溶液中通入CO2的产物探究
（1）教学目标
掌握苯酚钠与CO2的反应产物，认识苯酚的酸性强弱；体会探究的步骤、方法和过程，培养思维的深刻性、批判性和灵活性；树立正确唯物观。
（2）教学过程
教学程序（师生活动）
[问题]向苯酚钠溶液中通入CO2可以观察到溶液变浑浊，确定一种产物是苯酚，那么另一种产物到底为何物？
[讨论]众说纷纭，有的认为是Na2CO3，有的认为是NaHCO3，更多的学生认为要具体视通入CO2的量而定。
[假设]依据讨论进行归纳，提出三种假设。假设1：是Na2CO3；假设2：是NaHCO3；假设3：与通入CO2的量有关，少量生成Na2CO3，过量转化为NaHCO3，量适中时也可能是两者的混合物。那么，该如何证实？
[讨论]有学生提出选用CaCl2溶液，但很快有人反对，理由是事实上碳酸氢钙的溶解度不大，随即有学生提出改用BaCl2溶液，这下几乎没有人反对。那么，就用实验来证明一下吧！
[实验]学生分组实验，取两支小试管，分别加入1mL 1mol/L Na2CO3溶液和1mL 1mol/L NaHCO3溶液，再分别滴加少量1mol/L BaCl2溶液。
[观察]都有白色沉淀生成，说明上述方案不可行。
[分析]事实上，在水溶液中存在电离平衡：HCO3-[?]CO32-+H+ 。当NaHCO3溶液浓度较大时， CO32-也达到一定浓度，故加入BaCl2溶液也会产生沉淀。所以，用CaCl2或BaCl2溶液来区别CO32-和 HCO3-有较大局限性，根据电离平衡和沉淀溶解平衡的相关理论可知，只有当Na2CO3 和NaHCO3溶液浓度较小时，取用较稀的CaCl2或BaCl2溶液才能区别两者。那该怎么办？
[引导]大家不要被如何检验产物到底是Na2CO3 还是NaHCO3这个问题本身所束缚，可以改变一下策略，直接求证不行，就选用间接证实的办法，从物质共存的角度可以寻求突破吗？
[讨论]可以设计一组苯酚与Na2CO3或NaHCO3溶液能否共存的实验。
[实验]取两支小试管，分别加入少量浑浊的苯酚溶液，向其中一支滴加1mol/L Na2CO3溶液，另一支滴加1mol/L NaHCO3溶液，边滴边振荡。
[观察]前者溶液变澄清，后者依然浑浊。
[分析]苯酚与Na2CO3溶液不能共存，与NaHCO3溶液能共存，所以产物中不可能有Na2CO3。事实上，25℃时， Ka（苯酚）= 1.3×10-10，Ka2（H2CO3）= 5.61×10-11，苯酚比HCO3-电离出H+的能力更强。
[总结]苯酚钠溶液中通CO2生成的是苯酚与NaHCO3，且与通入CO2的量无关。
[应用]设计实验证明盐酸、碳酸、苯酚的酸性依次减弱，请画出简易装置图，标明所用试剂并写出相关反应方程式。
三、关于“实验――探究”模式的实践后反思
1、落实探究课题：课题内容要与学生的认知水平相符，这样开展探究活动才能让学生有“根”可抓，并在“根”基上实现知识、能力的生长。如果探究课题太唐突，难度过大，实际上也就脱离了学生的心理基础，一切成了“空中楼阁”。
2、凸显思维培养：“实验――探究”模式最大的特点是利用实验突出教学过程的探索性，强调三维目标在探究过程中的统一。而三维目标中的核心变量是学生的思维，所以教师应该把思维能力、方法作为培养学生科学素养的一个落脚点。上述所举案例即凸显了思维培养，如归纳、抽象、假设、间接求证、微观想象等。
3、把握教师“导”与学生“主”的辩证统一：在探究过程中最突出的一对矛盾即所探究的内容、规律、结论是教师已知的，但对学生来说是未知的，这一矛盾决定了教师的主导地位和学生的主体地位，而不能反过来。所以，一方面需要教师权衡好“导”的度：如果教师的主导性发挥过度，就可能转向单向传输知识的行为；如果没有适时适度的引导组织，又会使探究过程失控，失去方向性和有序性。另一方面，让学生在主动感知实验、亲自体验探究、积极开发思维的过程中，确保其主体地位，甚至要允许学生“出错”，试误是体现学生主体性的重要方面。
4、坚持“实验――探究”为教学服务：这实际上是“教实验”还是“用实验教”的问题，在一些常态课堂中，往往出现把实验教学当成一个流程走过场的情况，教师或学生只是做完了实验，而没有渗透过程方法的教学，实验和教学似乎是割裂的。我们应该坚持“实验――探究”为教学服务，与三维目标融为一体，使学生不仅习得知识技能，更在探究过程中获得思想、方法、情感等科学素养的提升。另外，上述“实验――探究”的三种模式并非孤立的，也不是一成不变的，而是融会贯通的。要使“实验――探究”更好的为教学服务，就应该灵活运用不同模式，一堂课中可以有不同模式的运用，甚至一个微型探究课题也可以融合不同的模式，进而优化教学，以便更好地服务于教学。
参考文献
[1] 范杰主编.化学实验论（第1版）[M].太原：山西科学技术出版社，2001：127-130
[2] 王忠林.化学实验教学探索（第1版）[M].北京：人民教育出版社，2005：125-132
[3] 林肃浩，陆燕海.高中化学实验疑难问题探究（第1版）[M].杭州：浙江大学出版社，2013：171-172
[4] 王祖浩，张天若主编.高中化学教学参考书有机化学基础（选修）（第1版）[M].南京：江苏教育出版社，2010：66-67