论化学实验中研究性学习的开展

摘 要：在化学教学中，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的研究性学习的功能，对于改变学生的学习方法，培养终身学习的能力具有重要的意义。

关键词：化学实验；研究性学习；创新研究；改革

1 将化学实验过程作为研究性学习的一种重要途径

1.1 化学的学科特征决定了化学实验可以作为研究性学习的途径 

“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天，化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。

学科的基本特征决定了学科的学习特点，在实验中学习化学无疑是最有效而又最重要的化学学习方法之一。在化学实验中，学生通过实验研究和认识物质，掌握化学基本原理和基本技能，初步学会化学研究的实验方法。化学科学以实验为基础的学科特征，更有利于学生进行化学研究性学习。

1.2 化学实验本身就是科学研究的过程

化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法，是人们根据研究的对象和研究的目的，创造性地运用科学知识和实验手段，有计划地实施研究性实践活动的过程。因此，化学实验过程本身就是一个创造性地研究的过程。化学发展的历史也充分证明：化学科学的任何一项重大的突破，无一例外地是经过化学实验而取得的。正如波义耳所说，没有实验，任何新的东西都不能深知。中学生化学学习中的化学实验，虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识，但从本质上看，这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用作研究性学习的途径时，化学实验的创造性和研究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手，体验科学家科学研究的过程和方法，获得科学研究的乐趣和成功的喜说。所以，在学生的化学学习过程中，完全可以利用实验这个手段进行研究性学习。

1.3 化学实验为研究性学习中验证提供了科学方法 

和科学家进行的科学研究一样，研究性学习也具有问题特征、收集信息特征、假设特征、验证特征和评价反馈特征。学生在研究性学习中，针对发现的问题，在回忆总结已有的知识和经验、收集和整理信息的基础上，作出大胆假设或猜想，并通过化学实验对提出的假设或猜想进行证实或证伪。所以，化学实验不仅是学生研究性学习时验证假设或猜想的主要方法，也为学生将来从事科学研究提供了一种方法。

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。

2.1 以化学实验创设问题情境

研究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动。问题激发起学生研究的欲望，问题引发了学生的研究活动。在化学学习中，除学生自主地发现问题外，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。而化学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。

以化学实验创设问题的情境，要特别注重化学实验中学生观察和思维能力的培养。化学实验现象纷繁复杂，有目的、有条理的敏锐观察和深刻的思考才能从复杂的化学实验现象中发现问题。

以化学实验创设问题情境，要注意将与人类生产、生活密切联系和学生熟悉、感兴趣的内容开发成化学实验。因为学生在其感到熟悉和认为有用的情境中特别能发现问题和产生解决问题的迫切欲望。

以化学实验创设问题情境，要使化学实验呈现的问题处于学生的最近发展区。影响化学实验现象的因素很多，产生的化学实验现象也错综复杂。教学中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化学实验呈现的问题。

2.2 以化学实验验证假说或猜想

在研究性学习中，学生针对提出的问题，经过多渠道的收集信息和深入的思考，将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证，是学生进行化学研究性学习常用的方法。

以化学实验验证假说或猜想，要面向全体学生，让每个学生都有体验和经历用化学实验验证假说和猜想的机会。教师要指导学生，特别是要帮助和指导那些有困难的学生完成设计方案并进行实验。 以化学实验验证假说或猜想，要注重引导学生设计一些与假设或猜想“相违背”的实验方案和采用反证的实验方案，以培养学生的分析综合、抽象演绎的思维方法和批判性思维能力。如学生在进行质量守恒定律的学习时，可能会提出化学反应前后物质的总质量会增大、不变和减少三种不同的假设，并根据假设设计实验方案进行实验验证。

以化学实验验证假说或猜想，实验中要严格控制实验条件。研究性学习中验证假说或猜想的实验方案，在不同的条件下，可能会产生不同的实验现象，要使实验能够用来验证假说或猜想，实验条件必须与题设条件相吻合。通过实验验证过程中对实验条件的控制和选择，使学生在研究过程中了解到实验条件控制是实验的灵魂，从而有效地掌握科学研究的方法。

2.3 充分发挥化学实验的研究功能

在化学教学领域中，长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以化学实验作为研究性学习的途径，就必须变“验证性实验”为“研究性实验”，恢复化学实验研究性的本来面貌。

充分发挥化学实验的研究功能，要不断研究开发适合于研究性学习的化学实验，要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案，因为来源于生产生活实际的实验研究性强，能极大程度的调动学生研究的主动性，使学生产生强烈的研究欲望。

3 通过化学实验进行研究性学习应注意的问题

3.1 引导学生通过多种途径进行研究性学习

化学实验是研究性学习的重要途径，但并非是惟一的途径。有些内容用研究性学习并不一定需要通过化学实验来进行，特别是对学生具有较多知识背景的内容和物质微观结构的学习更是如此。如学生对原子结构模型提出质疑，我们无法通过实验进行研究，但可以通过化学史料，沿着科学家的研究足迹，去想象、去思考。有些内容的研究性学习可以通过包括化学实验在内的多种途径来进行。

3.2 营造良好的研究性学习的氛围

学生对事物有天然的好奇心和研究的愿望，学习的进行很大程度上取决于这种自然倾向的激发。教师必须注意给学生营造宽松、民主、自由的气氛。英国哲学家约翰·密尔曾说过：天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸。在通过化学实验进行研究性学习过程中，鼓励学生大胆地提出实验方案，即使是在对学生提出的不全面、不完善甚至错误的实验方案，也要以表扬鼓励为主，充分肯定学生在提出实验方案过程中的主动参与精神和创新意识。

3.3 注意在培养学生的科学素质

化学实验是一种重要的科学活动，可以把观察、实验控制、收集事实、分析和统计结果等科学方法融于一体。在实验中应引导学生逐步掌握科学研究方法。通过化学实验还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，这些是研究性学习的必要条件，也是学生在未来社会全面发展所必需的基本素质。

［1］刘知新.化学教学论［M］.北京：高等教育出版社，2001.23.

［2］高凌，等.探究研究性学习的特点［J］.课程·教材·教法，2002，（5）:28-30.