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化学实验是研究性学习的重要途径

                                        武进区礼嘉中学  诸燕

时代发展对教育提出了新的要求，教育不仅要使人们能更好更多地接受知识，而且要使人们具有获取信息和处理信息的能力。于是，一种让学生在变化着的、还未知晓其基本内容或客观规律特点的情景中，主动设问和探究，从中发现规律，获取知识和各种体验，学会对信息的收集、分析和判断，解决问题的方法，培养能应对急剧变化环境的能力和创造力的学习方法─“研究性学习”出现了^[1]。

研究性学习是由学生在一定的情景中发现问题、选择课题、设计方案，通过主体的探索、研究求得问题解决的学习活动。化学课程中的研究性学习主要是以化学知识作为载体，其内容有以下几方面来选择：1、探索性化学实验；2、选择具有开放性的化学问题；3、选择跨学科的综合性问题；4、选择能体现研究过程的问题；5、选择联系实际的现实问题；6、选择现代社会的热点问题。

本文是本人在指导研究性学习在高中化学实验应用中得出的一点体会。

（一）弄清化学实验与研究性学习的关系。

在中学化学教学中，充分利用化学学科“以实验为基础”的基本特征，挖掘和开发化学实验在研究性学习中的功能，对于改变学生的学习方法，形成终身学习的能力具有重要的意义。

1、化学实验是研究性学习的一种重要途径

研究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学研究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观和活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动的实践活动形式。化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境，具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和研究性学习的特征决定了化学实验必然是研究性学习的重要途径。　　

2、化学实验作为研究性学习途径的教学策略

在化学教学中提倡和鼓励学生通过化学实验进行研究性学习，要充分挖掘化学实验在研究性学习中的功能，发挥化学实验在研究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用，研究开发研究性实验，引导学生通过实验去发现和研究解决问题的方法，在化学实验中培养学生的科学素质，实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动研究性学习的根本转变。　　

3、通过化学实验进行研究性学习应注意的问题

事实上，化学实验并非是研究性学习的惟一的途径。但是，有些内容的研究性学习可以通过实验，引导学生通过多种途径进行研究性学习；同时，教师也能在实验过程中给学生营造出一个宽松、民主、自由的气氛；保护好学生的好奇心、探究欲和探究性行为；让他们在探究过程中经受挫折的磨练，并体验探究的乐趣和成功的喜悦。当然，在化学实验中，可以培养学生实事求是、严谨求实的科学精神，一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风。

（二）化学实验与研究性学习课题的选择

通过化学实验开展研究性学习，必须着力培养学生的化学实验能力和自主学习能力，同时也必须依据学生的知识能力来确定研究课题，特别是依据学生的化学实验能力来选择适当的研究课题。根据我们开展研究性学习的体会，在服从课题研究的原则基础上，我们主要采用以下几种方法选择课题。

1、结合化学教学选择研究课题。当今课改的重要任务就是要提高学生的实践能力和创新精神，适当增加一些探索性实验，有利于提高学生的探索欲望，培养学生的创新能力。例如Fe²⁺和Fe³⁺的转化，可以改进为探索性实验：根据现有实验条件，如何实现Fe²⁺和Fe³⁺的转化？让学生首先设计实验方案，其次交流设计思想，筛选确定最佳方案，最后实施实验并得出实验结论。这种探索过程比空洞的讲授更能调动学生利用多种感官主动参与信息加工、构建知识，使学生的潜能得到更好的开发。

2、结合日常生活选择研究课题。社会生活中的问题无处不在，我们引导学生从自己身边开始思考，提出问题，并筛选确定研究课题，然后让学生收集资料、研究实验方案，通过实验自主探讨、自主学习，极大发挥学生的创新能力。如探讨铁生锈的原因，一方面学生选择了生活中常见的各种铁件，又设计了锈蚀的不同条件开展实验，另一方面学生又到工厂、商店、居民区、农村……开展实地调查，学生对铁生锈的原因、造成的危害及预防生锈的措施有了全面深刻的认识，写出了较高质量的化学小论文。

3、结合当地生产实践选择研究课题。我们结合当地经济建设的实际情况，结合课外活动及实践活动的开展，让学生大胆探索、积极创新。譬如围绕水的问题，可以启发学生从我县水的资源、利用、水患、污染、监测、防治等方面去思考，学生积极性高，提出了许多问题，他们调查排污口，参观自来水厂，监测水的pH值及重金属离子、苯酚等含量，并请来环保局人员共同分析，取得了良好的社会效益。

4、结合化学课外活动选择研究课题。利用化学课外小实验、趣味化学实验、化学小魔术等积极探讨化学实验的设计方案，研究化学实验的现象、实验装置、实验操作、实验观察、实验记录、实验分析和实验报告。如自制汽水的原理与方法、热水瓶(锅炉)中水垢成分的分析、相片冲洗原理的探索等等。　　

（叁）研究性学习在化学实验应用

1、设计实验方案　　教师提出实验目的，让学生设计实验方案，然后师生共同逐个讨论，寻找多种方案或确定最佳方案。例如，在学习实验室制乙烯这一内容时,先说明乙烯中会混有SO₂和CO₂气体。让学生设计实验，证明它们的存在。结果学生都知道应先将气体通过装有品红溶液的洗气瓶，看到品红褪色，证明有SO₂气体。但在接下来的检验CO₂存在的操作中，意见出现了分歧，学生提出了如下方案：①将气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；②将气体通过装有足量的NaHCO₃溶液的洗气瓶后,再通入澄清的石灰水中,石灰水浑浊；③将气体通过装有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶中，溶液褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；④将气体通过装有酸性KMnO₄溶液的洗气瓶中，溶液不褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；⑤将气体再一次通过装有品红溶液的洗气瓶中，品红不褪色，再通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。然后师生讨论：方案①和③没有将可能未与品红溶液反应完全的SO₂带入澄清石水中，方案不合理；方案②虽完全除去了SO₂气体，但SO₂与NaHCO₃溶液反应会产生CO₂气体，显然也不合理；方案④和⑤既能完全除去SO₂气体，也不会减少或生成CO₂气体，且现象明显，上述两个方案都合理。

2、改进实验装置　　教材上有些实验装置复杂、实验费时费药，有些实验现象不够明显，还有些实验环境污染严重等等，教师可带领学生对这些实验进行改进。如酚醛树脂制取实验以后，试管难以洗净，每次实验只得更换试管，改进后我们用医用废磷霉素小瓶替代试管进行实验，不但节省了大量的试管，而且药品用量比原来少了许多。　　

3、研究不同反应条件对实验的影响　　学生做了在AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液实验后，让他们将上述实验操作顺序颠倒，观察现象，并进行解释。再如用较纯净的锌粒与稀硫反应速度较慢，当在反应混合物中加入少量CuSO₄溶液时，反应速度大大加快，可让学生探索原理。　　

4、开展家庭小实验活动　　家庭小实验没有给出药品、仪器、步骤、现象等，靠学生在家中独立完成，对培养学生的创新精神和实践能力，起着十分重要的作用。　　

总之，通过化学实验开展研究性学习，把研究性学习的教学和教育理念贯穿于化学实验之中，增强了学生开展研究性学习的主动性和趣味性。学生化学实验能力的提高，促进了研究性学习活动的开展，提高了研究课题的质量；反之，研究性学习又进一步提高了学生的实验能力和实践能力，促进了学生创新能力和综合素质的全面发展。同时学生在实验研究中树立了坚忍不拔、百折不回的意志品质，养成了追求真理、实事求是的科学精神。