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篇1

關(guān)鍵詞：探究性實驗；驗證性實驗；區(qū)別；融合

中圖分類號：GA24．1　文獻標志碼：A　文章編號：1002－0845(2006)12－0014－02

一、兩類實驗的區(qū)別

探究性實驗是指探究研究對象的未知性質(zhì)，了解它具有怎樣的組成、有哪些屬性和變化特征，以及與其他對象或現(xiàn)象的聯(lián)系等的一種實驗。這種實驗一般都具有試探的性質(zhì)，因此也稱之為試驗。

驗證性實驗是指對研究對象有了一定了解，并形成了一定認識或提出了某種假說，為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。它注重探究的結(jié)果(事實、概念、理論)，而不是探究的過程。

(一)教學目標不同

《全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)》強調(diào)科學探究是一種重要的學習方式，也是義務教育階段的化學課程的重要內(nèi)容，對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)具有不可替代的作用。

探究性實驗以學生獲取知識和技能、發(fā)展科學探究能力、培養(yǎng)情感體驗為教學目標，它不僅關(guān)注“正確的實驗結(jié)果”，更重要的是使學生經(jīng)歷獲得實驗結(jié)果的探究過程，并在這樣的過程中受到科學方法的訓練，形成科學的態(tài)度、情感和價值觀。

驗證性實驗以訓練學生的實驗技能、驗證基本理論原理為主要目標，如注重培養(yǎng)學生的使用和裝配儀器、實驗操作、實驗觀察、實驗記錄、數(shù)據(jù)處理和計算等技能，因此在實際的教學中，強調(diào)操作技能的程序化和規(guī)范化。學生們所能做的就是按照已經(jīng)設計好了的實驗方案，去檢驗一個已知的結(jié)果是否正確。

(二)教學模式不同

根據(jù)科學研究的一般過程和具體教學內(nèi)容的特點，探究性實驗的教學模式主要有兩種。

模式l：問題假說一實驗事實一推理和判斷一驗證假說一結(jié)論一應用

模式1

該模式以假說的提出及驗證為主要內(nèi)容。假說是根據(jù)已知的實驗事實和科學理論提出假設，并對未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律進行推理和判斷，在此基礎上，運用直覺思維、邏輯分析等手段構(gòu)成一個新的組合來解決新的問題。例：乙醇與甲醚分子結(jié)構(gòu)式的確定

1．提出問題：乙醇與甲醚分子結(jié)構(gòu)式具有怎樣的分子結(jié)構(gòu)式?相同嗎?

2．收集實驗事實：(1)分子式都是為G2H6O，比乙烷分子多一個氧原子；(2)化學鍵理論：通常情況下C、H、O三元素形成的化學鍵數(shù)分別為4、1、2。

3．提出假說：根據(jù)乙醇與甲醚的分子組成和化學鍵理論，乙醇與甲醚分子多出的一個氧原子放到乙烷分子結(jié)構(gòu)的什么部位呢?顯然只能插到乙烷的碳氫鍵或碳碳鍵之間，從而提出乙醇與甲醚分子的兩種可能結(jié)構(gòu)：

4．對假設進行推理判斷：若(I)式中的乙基換成氫原子，不就是水的結(jié)構(gòu)式嗎?如果結(jié)構(gòu)是(I)的話，就應該像水一樣可以與鈉等活潑金屬反應；且ImoI物質(zhì)(I)能產(chǎn)生0．5moIH2。若分子結(jié)構(gòu)是(Ⅱ)的話，就不能與鈉等活潑金屬反應生成H2。

5．實驗檢驗：分別在一定量的乙醇與甲醚中投入金屬鈉，其中一種能反應產(chǎn)生H2，通過測定和計算得知，ImoI乙醇大約能產(chǎn)生0．5moI的H2。另一種不反應。

6．得到結(jié)論：乙醇的分子結(jié)構(gòu)式是(I)而甲醚的分子結(jié)構(gòu)式是(Ⅱ)。

模式2：創(chuàng)設情境－發(fā)現(xiàn)問題－設計實驗－實驗探究－科學抽象－結(jié)論與應用

在實驗探究的教學過程中，教師通過創(chuàng)設問題情境，使學生明確探究發(fā)現(xiàn)的主題，然后設計實驗實施方案，在實驗和探究的基礎上，準確地獲得正確的、符合實際的事實和現(xiàn)象，隨之利用這些現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，進行思維加工并得出科學結(jié)論。元素化合物知識，化學概念、定律、原理，有機化合物知識等，均可采用這種模式來獲得。例如鹽類的水解概念：

1．提出問題：我們已經(jīng)知道，酸溶液顯酸性，堿溶液顯堿性，那么，鹽溶液顯什么性呢?是不是中性呢?如何通過實驗測知鹽溶液的酸堿性? 2．學生實驗探究：將少量CH3COONa、NH4CI、NaCI、CH3COONH4的晶體分別投入盛有新鮮蒸餾水的試管中，振蕩試管使之溶解，然后分別用pH試紙測定鹽溶液的酸堿性。

3．實驗事實及其處理(見上表)

4．學生探究發(fā)現(xiàn)(科學抽象)

表征性抽象：CH3COONa溶于水電離出的CH3COO-與水電離出的H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)CH3COOH，使溶液中的c(H+)減小，水的電離平衡向右移動，導致溶液中c(H+)c(OH-)而顯酸性；NaCI溶于水電離出的Na+和CI-都不能與水電離出的H+或OH-結(jié)合成弱電解質(zhì)，水的電離平衡不移動，c(H+)=c(OH-)顯中性。CH3COONH4溶于水電離出的CH3COO-與水電離出的H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)CH3COOH，使溶液中的c(H+)減??；而電離出的NH+與水電離出的OH-結(jié)合形成弱電解質(zhì)N3?2O，使溶液中的c(OH-)減小，水的電離平衡移動，但c(H+)=c(OH-)顯中性。

原理性抽象：強酸弱堿鹽溶液中的弱堿陽離子或強堿弱酸鹽溶液中的弱酸陰離子跟水電離出來的OH-或H+合成弱電解質(zhì)的分子或離子，導致水的電離平衡發(fā)生移動，c(H+)≠c(OH-)，從而使鹽的溶液顯示出一定酸堿性。弱酸弱堿鹽溶液中的弱堿陽離子或弱酸陰離子跟水電離出來的

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OH-或H+結(jié)合成弱電解質(zhì)的分子，導致水的電離平衡發(fā)生移動，但c(H+)：c(OH-)顯中性。

5．結(jié)論

(1)鹽類水解的概念：在溶液中鹽的離子跟水所電離出來的H+或OH-生成弱電解質(zhì)的反應，叫做鹽類的水解。

(2)鹽類水解的實質(zhì)：鹽溶液中水的電離平衡發(fā)生移動。

(3)鹽類水解的結(jié)果：鹽溶液可能顯示一定的酸、堿性或中性。

(4)鹽類水解的規(guī)律：有“弱”便水解，誰強顯誰性。

6．應用(略)

在上述兩種教學模式中，根據(jù)學生主體活動的程度，又可分為引導探究和開放探究兩種形式。引導探究的教學模式是教師提出問題，學生提出假說，引導學生朝著教師預先設計的方向提出實驗程序，預測可能的結(jié)果。教師的引導并不是刻意的引導出一個唯一的結(jié)果，而是讓學生在探究過程中理解科學，獲得知識。

開放探究一般是由教師或?qū)W生提出問題，學生設計實驗程序并實施實驗方案，收集處理和分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，并將其應用于新的情景加以檢驗。這種模式強調(diào)探索和創(chuàng)造，學生以一種近似科學家進行實驗的方式學習化學，不再強調(diào)獲得正確的結(jié)論，而是強調(diào)過程。

驗證性實驗教學模式是按“問題原理結(jié)論實驗證明應用”的程序進行教學的。在這種教學模式下，學生們按照指定的步驟、要求進行實驗，來驗證自己已學過的化學原理、概念或性質(zhì)，學生在實驗中被動大于主動，這種“照方抓藥”模式是高度固化的。

二、教學實施的一般程序

在探究性實驗中，教師對實驗程序不作詳細指定，要求學生根據(jù)自己的思考，選擇實驗材料，設計實驗方案和步驟。一般的程序是：提出問題(教師創(chuàng)設問題情境，教師或?qū)W生提出問題)；猜想與假設(在教師的引導下，學生通過查閱書刊、瀏覽各種資料或上網(wǎng)等途徑，篩選其中有用的信息，大膽提出自己的猜想假設)；制訂計劃(根據(jù)猜想假設，設計合理的、詳細的實驗探究計劃，并就猜想和假設設計出實驗的方案，教師檢查學生的方案，給予適當?shù)闹笇?；進行實驗并收集證據(jù)(按實驗步驟進行實驗，收集、記錄實驗數(shù)據(jù))；解釋與結(jié)論(對實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出結(jié)論，并與實驗前的猜想假設進行對比，再對結(jié)論進行分析，進行小組或班級討論，討論收集的數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)進行的解釋，發(fā)現(xiàn)問題，提出進一步實驗的建議)；反思與評價(在教師的指導下或通過與他人討論，對實驗探究活動進行反思，發(fā)現(xiàn)自己與他人的長處及存在的不足，然后提出具體的建議改進自己的探究活動)；表達與交流(用口頭或書面等方式表達探究過程和結(jié)果，讓各個小組進行交流和討論，虛心傾聽別人的意見，互相促進，進一步完善整個計劃)。

驗證性實驗，采取“照方抓藥”式的操作，實驗材料、實驗步驟是設計好的，時間是已定的，一切都是按教師的指令進行，學生做實驗時，沒有機會也沒有必要去思考、詢問和嘗試。教學的一般程序是：教師引導學生回顧需要驗證的概念或科學結(jié)論，提出注意事項，或針對學生普遍容易出現(xiàn)錯誤的實驗操作進行示范；然后學生按照教師或教材上指定的步驟，按部就班地操作、觀察、記錄；完成并填寫好實驗報告。

三、教學內(nèi)容和教學時空

從時空范圍看，驗證性實驗只限于教室、實驗室等，而探究性實驗不僅在實驗室，還可延伸到校外(科技活動中心、高?；驀覍嶒炇液蛨D書館、網(wǎng)吧、化工企業(yè)研究室、工廠、農(nóng)村等)。

驗證性實驗的教學內(nèi)容來源于教科書，而探究性實驗的內(nèi)容既可以是出自書本的，也可以是來源于社會和生活實際的，往往更注重后者。

驗證性實驗一般伴隨對概念、原理進行分析、討論或者在學完某一知識點之后進行，時間從幾分鐘到一節(jié)課。探究性實驗則往往安排在概念、原理的學習之前，以此推動對化學概念和原理的討論。根據(jù)探究性實驗間相對較短，而那種具有跨學科性質(zhì)和利用社會考察活動的開放性探究性實驗則可能需要幾天甚至數(shù)周的時間。

四、驗證性實驗與探究性實驗的融合

從上述分析、比較中可知，兩類實驗各有特點，在學生教學中有著各自不可替代的作用。如驗證性實驗有利于在較短的時間內(nèi)獲得更多的知識，強化學生實驗技能訓練的規(guī)范化、程序化等。應當承認，驗證性實驗是一種非常重要的科學實驗方法，在中學化學中引入驗證性實驗，可以使學生了解科學研究的基本方法，認識到科學理論或發(fā)現(xiàn)都必須經(jīng)過驗證才能被確認，并且，學生在完成驗證性實驗的同時還可體會得到結(jié)果的樂趣，加深對知識的理解。所以，驗證性實驗的作用是不可忽視的。

但是在初中，由于受學生掌握的化學知識和技能的限制，通過簡單現(xiàn)象來驗證結(jié)果，對于過程和方法照方抓藥的驗證性實驗過多，沒有真正發(fā)揮驗證性實驗的作用，容易造成學生對科學研究方法的簡單化，片面性認識。探究性實驗有利于理解科學過程和培養(yǎng)科學探究所需要的能力、思想方法、行為方式和價值觀念。所以，改進驗證性實驗，增加探索、研究性實驗是非常有必要的。但過分強調(diào)探究性實驗而對驗證性實驗加以排斥，也很容易走入另一個極端?；瘜W教育工作者應很好地理解兩類實驗的含義和本質(zhì)區(qū)別，樹立探究教學的理念，大力提倡探究性實驗教學，同時不隨意摒棄驗證性實驗，使培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力真正落到實處。

收稿日期：2006－03－16

作者簡介：王后雄(1962－)，男，湖北武漢人，教授，博士研究生，從事課程與教學論研究；陳光輝(1968－)，男，湖北武漢人，中學一級教師，碩士，從事中學化學教學研究。