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摘 要：现行中学化学教材中的实验，从设计形式上看多是帮助学生形成概念，理解和巩固化学知识的验证实验，，实验的启发性和探索性受到限制使学生在实验中处于被动地位，为改变现状，我们选择了探索性实验为教学的突破口，并对此进行了深入地研究和探索。
关键词：高中化学;探究学习;实验设计
“授之以鱼，不如授之以渔。”学习需要思考，掌握知识固然重要，但掌握方法，提高能力却更重要，实验教学是化学的一个重要的特点，但现行中学化学教材中的实验，从设计形式上看多是帮助学生形成概念，理解和巩固化学知识的验证实验。这种实验的内容、原理、方法和步骤教材中均有明确的规定，实验的启发性和探索性受到限制使学生在实验中处于被动地位，易导致实验重结果、轻过程，不利于培养学生的创新精神和创新能力，不利于培养学生进行科学方法的教育和训练，而且难于发挥实验的多重教育功能。为改变上述现状，我们选择了探索性实验为教学的突破口，并对此进行了深入地研究和探索。
1 改“验证性实验”为“探究性实验”
在高中化学教材中安排了许多演示实验，这些实验往往只起到验证结论的作用，对培养学生的探究意识往往达不到应有的作用，所以在实际教学中可以把一些演示实验设计为探究性实验，对当前化学学习中的重、难知识进行专项研究，可促使学生对当前学习到的知识予以巩固，达到对重点知识的深层次理解，以便对难点知识的有效突破。例如：在用乙醇与浓硫酸混合加热到170℃制取乙烯时，发现得到的乙烯往往有刺激性气味，而课本明明告诉学生纯净的乙烯是无色稍有气味的气体，那就说明我们制取的乙烯不纯，有杂质，那么这杂质气体又是什么呢？是怎样产生的呢？又怎样可以把杂质除去而得到较纯净的乙烯气体呢？针对这些问题，我只作了启发性的点拨，至于整个探究过程由学生自己设计实验方案，自己动手实验， 自己得出结论，从而使学生在探索中既激活了原有知识，又获得了新的知识和方法。
2 中学化学探究性实验教学模式
2.1 对探索性实验教学的认识
探索性实验来自“探索性学习”，是在20世纪50年代美国掀起的教育现代化运动中，由施瓦布（Schwab）倡导提出来。
我们对探索性实验的定义是：由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，让学生自己拟定实验方案，制订实验步骤，独立地通过实验的观测和分析去探索研究，从而发现“新”的化学现象，并通过解释实验现象，总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。
2.2 探究性实验教学的整体模式
提出问题（教师或学生）——→提出假说（教师或学生） ——→ 收集资料设计实验（学生） ——→论证假设进行实验（学生）——→ 作出判断得出结论（学生）。
3 中学化学探究性实验设计过程和方法
3.1 第一阶段：准备、确定探索问题
提出一个问题往往比解决一个问题更重要，这是因为解决一个问题也许仅是一个教学上的或实验上的技能而己，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想像力。
3.2 第二阶段：精心设计、探索实验
探索性实验设计是教师对所提出的问题在课堂结构上进行的总体规划过程，或者是学生根据自己所学的化学知识和技能，独立的或在教师的启发指导下，灵活并创造性的对所提出的问题制定解决方案。它是进行实验探索的关键一步，决定着探索的问题能否顺利解决。
3.3 挖掘实验内容改为探索性实验
在现行教材当中，据统计，在高中化学 106个演示实验中，先有结论后演示验证的有55个之多，占了近51.9%的比例。如何能够利用教材的现有实验，深挖其内容，寻求将其转变为探索性实验的合理途径，在实验中我们做了一些探索。例如：高一教材（卤素）中在有关HClO的漂白性的教学中，就可以将此验证性实验改为探索性实验进行教学。
（1）提出问题：通入Cl2，能够使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明了什么？
2）提出假说：
①HClO能够使试纸先变红后褪色，说明了HClO具有酸性和漂白性。②HClO能够使蓝色的石蕊试变红，Cl2能使其褪色。
3）设计实验：
①将Cl2通入放有干燥的红色石蕊试纸的集气瓶中。②将Cl2通入放有湿润的蓝色石蕊试纸的集气瓶中。
（4）验证假说：
（5）提出结论：HClO具有漂白性。
上述探究使学生扩展了知识，训练了创新能力，同时初步了解科学实验的现象往往是复杂的、多因素的。这种学习方法，学生是在主动探求中发现创造新知识的，体现了学生的主体作用。
4 设置探索性实验
如在学习SO2还原性时，提出问题：SO2有还原性吗？假设SO2有还原性。学生自学教材收集资料，设计论证过程：
（1） SO2能被催化氧化，教师指出这是SO2在催化剂存在条件下所发生的氧化还原反应。
（2） 提问：能否用我们已有的知识通过实验来证明它的还原性呢？
学生根据教师提供的实验用品设计了：将SO2分别通入：
学生自己动手实验，分析SO2在反应硫元素价态的变化，得出结论：SO2有还原性，假设成立。此后再引导学生认知H2SO3、Na2SO3的还原性，提示学生注意反应物间量的关系，并提供有效的应用场所使知识加以巩固。由此训练学生创造思维的新颖性和批判性，使学生由知识单一型转变为知识综合型。
5 注重实验的改革、设计创新
教材中有些实验设计及操作方法虽然都是经过反复验证了的，但实际操作中仍存在着这样或那样的不足，为体现科学方法是需要创新而且是可以创新的，教师应鼓励学生对其不足之处加以改进，这样既符合学生的认知发展特点，又能促进学生对化学理论、化学知识的理解和掌握，并且通过对学生有步骤、有针对性的训练，提高学生的实验设计能力。
6 指导学生设计探索性实验方案
学生设计探索性实验方案，要求学生不仅要有实验操作的直观体验，而且要有深入的全面的思考。
例如：某光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）样品中含有不与NaOH溶液、盐酸反应的杂质，请设计实验测定样品中KCl·MgCl2·6H2O的质量分数。要求根据所提供的实验试剂，选择精确度较高的实验测定方案。可选择的实验试剂有：a mol/L NaOH溶液，b mol/L Na2CO3溶液，c mol/L HCl溶液，d mol/L AgNO3溶液，酚酞试液，紫色石蕊试液。
这是一个开放性的实验题，学生可设计出多种实验方案。但教师应引导学生思考：
（1）根据题目的要求应采用什么方法来测定？（滴定法）。
（2）可选用什么溶液滴定？哪种精确度最高？（HCl溶液滴定过量的NaOH溶液）。
（3）用何种指示剂？（酚酞）
（4）具体操作时应注意什么问题？（沉淀必须过滤洗涤，正确判断滴定终点，正确读数）。
设计实验方案时教师给学生思考时间，给学生发问时间，给学生批判时间，学生设计出各种方案后，让学生互相比较，并根据实验方案进行演示操作。最后教师还要做好实验后的总结，使学生的理论知识得到巩固，逐步使学生掌握设计实验的要领和规律，提高设计实验的能力。
教育学家波利亚曾说：“教师在课堂上讲了什么并不重要，而学生想了什么更重要千万倍，学生的思维在学生自己的头脑里产生，在讨论的过程中明确概念。”教师在探究性实验教学中，激发学生的学习兴趣和学习动机，引导学生积极参与整个教学过程，提高学习效率，这在素质教育的今天，是非常必要和重要的。
（责任编辑 王昕）
关键词：高中化学;探究学习;实验设计
“授之以鱼，不如授之以渔。”学习需要思考，掌握知识固然重要，但掌握方法，提高能力却更重要，实验教学是化学的一个重要的特点，但现行中学化学教材中的实验，从设计形式上看多是帮助学生形成概念，理解和巩固化学知识的验证实验。这种实验的内容、原理、方法和步骤教材中均有明确的规定，实验的启发性和探索性受到限制使学生在实验中处于被动地位，易导致实验重结果、轻过程，不利于培养学生的创新精神和创新能力，不利于培养学生进行科学方法的教育和训练，而且难于发挥实验的多重教育功能。为改变上述现状，我们选择了探索性实验为教学的突破口，并对此进行了深入地研究和探索。
1 改“验证性实验”为“探究性实验”
在高中化学教材中安排了许多演示实验，这些实验往往只起到验证结论的作用，对培养学生的探究意识往往达不到应有的作用，所以在实际教学中可以把一些演示实验设计为探究性实验，对当前化学学习中的重、难知识进行专项研究，可促使学生对当前学习到的知识予以巩固，达到对重点知识的深层次理解，以便对难点知识的有效突破。例如：在用乙醇与浓硫酸混合加热到170℃制取乙烯时，发现得到的乙烯往往有刺激性气味，而课本明明告诉学生纯净的乙烯是无色稍有气味的气体，那就说明我们制取的乙烯不纯，有杂质，那么这杂质气体又是什么呢？是怎样产生的呢？又怎样可以把杂质除去而得到较纯净的乙烯气体呢？针对这些问题，我只作了启发性的点拨，至于整个探究过程由学生自己设计实验方案，自己动手实验， 自己得出结论，从而使学生在探索中既激活了原有知识，又获得了新的知识和方法。
2 中学化学探究性实验教学模式
2.1 对探索性实验教学的认识
探索性实验来自“探索性学习”，是在20世纪50年代美国掀起的教育现代化运动中，由施瓦布（Schwab）倡导提出来。
我们对探索性实验的定义是：由教师给出实验课题，提供实验器材，提出实验要求，让学生自己拟定实验方案，制订实验步骤，独立地通过实验的观测和分析去探索研究，从而发现“新”的化学现象，并通过解释实验现象，总结出他们原来并不知道的规律性认识的实验。
2.2 探究性实验教学的整体模式
提出问题（教师或学生）——→提出假说（教师或学生） ——→ 收集资料设计实验（学生） ——→论证假设进行实验（学生）——→ 作出判断得出结论（学生）。
3 中学化学探究性实验设计过程和方法
3.1 第一阶段：准备、确定探索问题
提出一个问题往往比解决一个问题更重要，这是因为解决一个问题也许仅是一个教学上的或实验上的技能而己，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想像力。
3.2 第二阶段：精心设计、探索实验
探索性实验设计是教师对所提出的问题在课堂结构上进行的总体规划过程，或者是学生根据自己所学的化学知识和技能，独立的或在教师的启发指导下，灵活并创造性的对所提出的问题制定解决方案。它是进行实验探索的关键一步，决定着探索的问题能否顺利解决。
3.3 挖掘实验内容改为探索性实验
在现行教材当中，据统计，在高中化学 106个演示实验中，先有结论后演示验证的有55个之多，占了近51.9%的比例。如何能够利用教材的现有实验，深挖其内容，寻求将其转变为探索性实验的合理途径，在实验中我们做了一些探索。例如：高一教材（卤素）中在有关HClO的漂白性的教学中，就可以将此验证性实验改为探索性实验进行教学。
（1）提出问题：通入Cl2，能够使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，说明了什么？
2）提出假说：
①HClO能够使试纸先变红后褪色，说明了HClO具有酸性和漂白性。②HClO能够使蓝色的石蕊试变红，Cl2能使其褪色。
3）设计实验：
①将Cl2通入放有干燥的红色石蕊试纸的集气瓶中。②将Cl2通入放有湿润的蓝色石蕊试纸的集气瓶中。
（4）验证假说：
（5）提出结论：HClO具有漂白性。
上述探究使学生扩展了知识，训练了创新能力，同时初步了解科学实验的现象往往是复杂的、多因素的。这种学习方法，学生是在主动探求中发现创造新知识的，体现了学生的主体作用。
4 设置探索性实验
如在学习SO2还原性时，提出问题：SO2有还原性吗？假设SO2有还原性。学生自学教材收集资料，设计论证过程：
（1） SO2能被催化氧化，教师指出这是SO2在催化剂存在条件下所发生的氧化还原反应。
（2） 提问：能否用我们已有的知识通过实验来证明它的还原性呢？
学生根据教师提供的实验用品设计了：将SO2分别通入：
学生自己动手实验，分析SO2在反应硫元素价态的变化，得出结论：SO2有还原性，假设成立。此后再引导学生认知H2SO3、Na2SO3的还原性，提示学生注意反应物间量的关系，并提供有效的应用场所使知识加以巩固。由此训练学生创造思维的新颖性和批判性，使学生由知识单一型转变为知识综合型。
5 注重实验的改革、设计创新
教材中有些实验设计及操作方法虽然都是经过反复验证了的，但实际操作中仍存在着这样或那样的不足，为体现科学方法是需要创新而且是可以创新的，教师应鼓励学生对其不足之处加以改进，这样既符合学生的认知发展特点，又能促进学生对化学理论、化学知识的理解和掌握，并且通过对学生有步骤、有针对性的训练，提高学生的实验设计能力。
6 指导学生设计探索性实验方案
学生设计探索性实验方案，要求学生不仅要有实验操作的直观体验，而且要有深入的全面的思考。
例如：某光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）样品中含有不与NaOH溶液、盐酸反应的杂质，请设计实验测定样品中KCl·MgCl2·6H2O的质量分数。要求根据所提供的实验试剂，选择精确度较高的实验测定方案。可选择的实验试剂有：a mol/L NaOH溶液，b mol/L Na2CO3溶液，c mol/L HCl溶液，d mol/L AgNO3溶液，酚酞试液，紫色石蕊试液。
这是一个开放性的实验题，学生可设计出多种实验方案。但教师应引导学生思考：
（1）根据题目的要求应采用什么方法来测定？（滴定法）。
（2）可选用什么溶液滴定？哪种精确度最高？（HCl溶液滴定过量的NaOH溶液）。
（3）用何种指示剂？（酚酞）
（4）具体操作时应注意什么问题？（沉淀必须过滤洗涤，正确判断滴定终点，正确读数）。
设计实验方案时教师给学生思考时间，给学生发问时间，给学生批判时间，学生设计出各种方案后，让学生互相比较，并根据实验方案进行演示操作。最后教师还要做好实验后的总结，使学生的理论知识得到巩固，逐步使学生掌握设计实验的要领和规律，提高设计实验的能力。
教育学家波利亚曾说：“教师在课堂上讲了什么并不重要，而学生想了什么更重要千万倍，学生的思维在学生自己的头脑里产生，在讨论的过程中明确概念。”教师在探究性实验教学中，激发学生的学习兴趣和学习动机，引导学生积极参与整个教学过程，提高学习效率，这在素质教育的今天，是非常必要和重要的。
（责任编辑 王昕）