[化学实验与科学探究的关系]化学实验在科学探究中起什么作用

　　 [摘要] 实验是学生进行化学认识的一种重要途径,但并非任何一个实验都能保证教学认识有效地进行,这涉及到实验是否具有探究性的问题。具有探究性的实验,能够充分发挥学生的主动性,调动学生进行化学学习的积极性和创造性,启发学生的思维,使学生在获得化学知识和实验技能的同时,掌握科学方法,发展能力素质,培养科学精神和科学品质。
　　[关键词] 化学实验 科学探究 科学方法
　　
　　化学是一门以实验为基础的科学,实验本身就是一种科学方法,同时,其它很多的科学方法都是与化学实验紧密联系、相互融合在一起的。因而,以化学实验为载体,开展科学探究活动,无疑是帮助学生体验探究过程,学习科学方法的重要有效途径。
　　一、化学实验是科学探究的构成要素之一
　　从构成要素看,“进行实验”是化学中的科学探究一个重要的基本构成要素,这是化学与其他学科中的科学探究的一个显著区别。探究问题的提出,离不开一定的问题情境,而化学实验能激发学生的探究兴趣、促进学生形成认知冲突、产生问题意识,进而提出有价值的探究问题。同时,化学实验可以为学生提出猜想与假设提供事实依据。假设的检验,需要收集证据,化学实验能为学生检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实。因此,化学实验既可以作为学生收集数据、检验假设的重要途径,同时也是学生提出探究问题或作出假设的一种依据。义务教育化学课程标准从三个方面对“进行实验”这一要素提出了要求,即“能积极参与做化学实验”,“能顺利地完成实验操作”,“能在实验操作中注意观察和思考相结合”。
　　二、化学实验是进行科学探究的主要方式
　　在中学化学教学中,科学探究活动的主要形式有:实验探究、调查访问、查阅资料、交流讨论、咨询辩论等。其中,实验探究是化学教学中最常见、最重要的探究活动形式,它的功能是其他教学形式所无法替代的。所谓“实验探究”是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化。作为科学探究的一种重要的表现形式,其构成要素也包括:提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等8个要素。在教学过程中,实验探究活动所包含的要素可多可少,探究的程度可强可弱,活动的场所既可在课内也可以在课外,探究问题的来源可以来自课本也可以源于现实生活,各要素的呈现顺序也是不固定的。值得提出的是,针对我国当前实验教学中过重于实验的验证性的现状,尤其要加强实验探究活动,增强验证性实验的探究性,以促使学生积极主动地学习,发展科学探究能力。
　　三、化学实验是“科学研究”主题中重要的学习内容
　　义务教育化学新课程标准不仅将“科学探究”作为一种重要而有效的学习方式,同时还作为义务教育阶段化学课程的重要学习内容。在内容标准中,“科学探究”单独设立为一级主题,并编排在各主题之首。科学探究主题下设三个二级主题,即“增进对科学探究的理解”、“发展科学探究能力”、“学习基本的实验技能”。其中,“学习基本的实验技能”是“科学探究”学习内容的重要组成部分,标准从以下几个方面对这一主题的内容和学习目标提出具体的要求:
　　1.能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热和冷却等基本的实验操作;
　　2.能在教师指导下根据实验目的选择实验药品和仪器,并能安全操作;
　　3.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液;
　　4.初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质;
　　5.初步学会使用过滤、蒸馏的方法对混合物进行分离;
　　6.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
　　从构成要素来看,化学实验是科学探究的构成要素之一;从活动形式看,化学实验是科学探究活动的主要方式;从学习内容看,化学实验是科学探究主题中重要的组成部分。显然,化学实验对有效开展科学探究活动、培养学生的科学探究能力、落实化学的科学素养教育目标都具有重要的意义和作用,在化学教学中,把握并处理好两者的关系至关重要。
　　四、化学实验中指导学生应注意的问题
　　1.要结合学生的特点,循序渐进
　　学生对科学方法的学习和掌握,是一个由简单到复杂、由低层次到高层次、循序渐进、不断深化的过程。初中阶段的学生,其思维发展特点是以“经验型思维”为主,应侧重对学生进行观察、测量、记录、表格化、表征性抽象等方法的教育。高中阶段的学生,其思维特点逐渐由“经验型思维”向“理论型思维”过渡,应在初中的基础上,侧重于对学生进行实验测定、复杂实验条件控制、线图化、原理性抽象、假说、模型化等方法的教育。科学方法教育切勿急于求成、一劳永逸,也不能只停留在低水平的机械训练上,这都不利于学生的发展,必须结合学生实际,循序渐进。
　　2.努力挖掘教育素材
　　科学学习方法知识在化学教材中并未直接给出,而是蕴含在教材的知识体系中。因此,教师应深入钻研教材,努力挖掘其中的科学方法论思想,在此基础上确定科学方法教育内容,并将科学方法教育有效渗透和贯穿于各个教学环节中,切忌牵强附会,也不可流于形式。
　　3.积极开展各种探究活动
　　科学方法教育需要一定的物质载体,不能单纯地传授知识、机械地训练、简单地重复。科学探究活动,尤其是实验探究活动,是学生体验科学方法、训练科学方法、熟练掌握科学方法的有效途径。教师在教学过程中,根据教学实际,充分利用微型化学实验的优势,组织丰富多样的课堂探究活动、学生自主探究活动、小组合作探究活动,并在活动过程中不失时机地引入科学方法教育,同时注意给予必要的、适当的引导。
　　
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