新课程标准下开展化学探究性学习的
实践与探索
作者按：新课程标准下如何开展探究性学习？作为先行一步的省级课改实验区——宜昌，课程改革正如火如荼地进入第二个年头。教师们正以饱满的热情将探究性学习逐步引向深入，在实践中努力探索，在探索中不断实践。经过一年多的实验，已取得了一些成功的经验和做法。
本文基于九年义务教育化学课程标准大力倡导探究性学习，结合自身实践拟就初中化学（九年级）教学中如何开展探究性学习提出自己的思考：课堂是探究性学习的主阵地；教材是探究性学习的信息源；开放的实验室是学生自主探究的舞台。从而使学生从活动探究中体悟探究的成就感，培养了学生实事求是、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，初步掌握科学的研究方法，形成终身学习的意识和能力。
关键词：课程标准 探究性学习 初中化学 实践
一、解读新课程标准，倡导探究性学习
全日制义务教育《化学课程标准（实验稿）》将科学探究作为此次课程改革的突破口，在第三部分“内容标准”中开明宗义明确提出：“义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动”，同时“科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容”，按照传统的观念，课程实施过程是知识的传递过程，由此形成的以教师和教科书为中心的课程实施模式，就决定了学生“奴隶式”的被动学习地位。《化学课程标准》将科学探究作为一种重要的学习方式，十分重视和强调学生自主的、开放的探究学习，这也是本次课程教材改革的一个重要特征。它打破了原有的课程体系框架，重新注入新的课程理念，构建新的课程标准。可以这样说，新课程标准的实施，是所有学科一次全方位、全领域的脱胎换骨、前所未有的变革。按照新的课程标准和课程设计理念，在科学（综合）课程或理科课程中大力倡导探究性学习。
倡导探究性学习，其目的在于：让学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发化学学习的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，初步形成科学探究的能力。
正因为探究性学习旨在提高学生的化学科学素养，显然化学科学素养不可能单纯地依靠知识的传承、讲授、灌输来形成，必须通过改变教学的策略和方法，改变学生的学习方式来实现。为了有效地促进学生发展，要变注重学习结果为注重学习过程，变学生被动地听讲为动手、动脑的主动参与的活动，变学生的接受式学习为探究式学习。广泛地应用探究教学、问题解决、情景教学、开放教学、合作教学、实践教学等行之有效的模式，只有这样，才能真正保证学生在课程实施过程中的主体地位，也才能保证新的《化学课程标准》的贯彻实施。在教学过程中培养学生的独立性、自主性，引导学生在质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据，推理、判断和反思等探究活动中，既能理解、掌握和应用知识，又发展了收集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力，分析解决问题的能力，交流和合作的能力，特别是培养了创新精神和实践能力。倡导探究性学习，还将使学生的学习过程更富个性化，对情感的体验、科学态度的养成、正确价值观的确立，也将会大有裨益。在《化学课程标准》中把科学探究列为内容标准的五大主题的第一主题，足见其科学探究的突出地位和作用，这就要求我们在整个教学过程中予以坚决贯彻。
所谓探究性学习是由学生在学习和社会生活情境中发现问题，选择课题，设计方案，通过自主性探究，收集和处理信息，研究和讨论，求得问题解决，从而体验和了解科学探索过程，养成自主探究、创新的意识和习惯，形成和提高创新能力，建构知识积累和丰富直接经验的活动过程。
学生学习“科学探究”，一要理解什么是科学探究；二要通过实际的探究活动，体验科学探究的过程，初步掌握探究学习的学习方式。具体来说，在化学教学中提倡科学探究，必须改变学生被动、机械的化学学习方式，打破原有的以知识为中心的学科本位内容体系，强化学生的过程体验，丰富学生的学习情景。
二、开展探究性学习，课堂是探究性学习的主阵地
探究性学习贯穿于全书的各个章节和设置的各个栏目之中，因此在教学过程的组织和实施中，应该时时不忘探究，但首先要把教材规定的探究活动做好。由于探究性学习不是以获得知识作为终极目标，更不以“授受”为主要手段，而是注重以已有的知识去“发现”、“猎取”和“洞察”新知识新技能的一种“主动性发现式教学方式”，是以创新活动为明显特征而立足于科学精神和科学态度养成的学、思、悟、用四者相结合的一个互动过程。
课堂永远是探究性学习的主阵地。一年多来，我们始终立足教材，在课堂上进行了一系列富有成效的探究活动。主要开展了课题式的探究。首先由教师提出教学实验的若干问题，交给学生选择确定自己的设计课题，然后学生用一周左右的时间查阅资料，独立或小组合作设计初步方案交教师审阅，从中先出具有代表性的方案（可行的与不可行的），集中在课堂上由设计学生进行演示、交流，介绍自己设计实验的原理、方法、步骤，由学生评定优劣，共同探讨实验成败的原因。现略举几例。
系列之一：关于空气中氧气含量测定的实验探究。难道只能用红磷燃烧消耗氧气来测定空气中氧气的含量吗？带着这样的疑问，我们开始了系统地进行探究的第一个实验。学生设计了许多富有创意的实验方案。
系列之二：浓盐酸挥发性的探究。在讲述浓盐酸具有强挥发性时，怎样通过实验证明瓶口冒出来的“白雾”就是盐酸的小液滴？学生根据物理学知识和盐酸的化学性质设计了如下多种检验方法。（请参看李明瑞等同学撰写的探究案例《浓盐酸挥发性的趣味探究》）
系列之三：CO2 与 NaOH 溶液反应的探究。教材上虽然没有一个明显的演示实验验证CO2 与 NaOH 溶液反应，但由于有了二氧化碳溶解性的实验探究（见教材P114）作为基础，使得同学们积极的发散思维得以展开，设计的方案着实让人大开眼界，叹为观止。很多方案体现了理化学科间的相互渗透、相互交叉、相互融合的思想。现实录课堂上现场讨论出的十二种方案：
系列之四：浓硫酸吸水性的探究。浓硫酸吸水时要放出热量，且质量增加，再联系饱和溶液、无水硫酸铜、碳酸钠晶体等的性质，我在九○一班对此专题探究时，同学们设计可行与不可行或有待验证的实验方案有十三种之多，现举如下八种实验方案，都得到了验证。（说明：按方案四进行实验，当时并未观察到现象，甚至中考结束时也未观察到。但经过一个漫长暑假的等待，开学来后终于看到了杯中久盼的KNO3晶体）
系列之五：盐酸使紫色石蕊试液变红的探究。我们已经知道，在稀盐酸中存在 H2O 分子、Cl－ 离子和 Na＋离子。请你设计一个简单的对比实验研究下面的问题：可能是稀盐酸中哪一种粒子使紫色石蕊试液变红？（写出简要的实验步骤、观察到的现象以及由此得出的结论）
……
通过课堂专题探究，并进行实验验证，从不同的角度来推测物质所具有的性质，这样既激发了学生的兴趣，调动了学生的学习积极性，实现了实验创新与动手能力二者并驾齐驱、相得益彰的有机结合；同时针对学生个体差异，又留有思维的空间，并能体现出不同层次学生的能力水平，尽其能、显其志，有利于学生个性的张扬、学会科学思维的方法，养成科学思维的习惯。如在探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应时，九○五班有一位坐在教室最后一排成绩不好的同学，设计了用熟鸡蛋来进行实验，创意不可谓不新。实际上，所有探究的每一个专题，所有设计的每一个方案，无不蕴藏同学们的聪明和睿智。
课堂教学不能为探究而探究，而应为适宜探究的章节找到问题的切入点。有的探究课侧重于实验仪器和药品的选用，有的侧重于实验的设计创新，有的侧重于物质性质的研究，有的则是课本知识的对比和深入等等，探究的选题和内容的确定也都是开放式的。
三、开展探究性学习，教材是探究性学习的信息源
倡导探究性学习，必须深挖教材内容，为系统性的探究性学习寻找信息源。
实际上，教材中许多的演示实验和有关数据表格都值得我们去探究。很有必要对教材中那些能引起探究的知识进行了认真的梳理。如：
问题之一：在学习用双氧水加热制取氧气实验时，如按照课本上的实验方案进行操作，学生根本观察不到如教材上图示的木条复燃现象。为什么？难道真的没有氧气放出吗？如何改进这个实验？
问题之二：在学习了原子的构成后，根据教材表4—2“几种原子的构成”中的有关数据，你还能得出什么结论？
问题之三：在开展了钢铁制品锈蚀条件的探究之后，可使研究性学习更深一层、更进一步。使实验探究型转向探究实验型（即学生自己动手设计实验来研究问题），下面结合教学实践予以说明。
“铜在干燥的空气中化学性质不活泼，在潮湿的空气中，表面可生成碱式碳酸铜（铜绿）。”这是一个很好的信息源。可要求学生设计实验，对铜生锈条件进行探究。有的同学设计如右图的实验装置：
在教师指导下可设计如下问题：
（1）铜生锈所需要的条件实际上是铜与 相互作用，发生化学反应所致。【实验结论】
（2）D 中广口瓶的作用是 ，发生反应的化学方程式是： 。
（3）铜生锈时产生铜绿的化学反应方程式为：
＝Cu2(OH)2CO3 。【实验研究】
（4）铜和铁相比， 更易生锈，由此可得出的结论是 。【比较研究】
（5）若要清洗B中铜丝表面的铜锈，可将其浸入 中。试写出除去铜锈的化学方程式 。【开放、探索研究】
问题之四：你买过食盐吗？你注意了食盐包装袋上的说明文字吗？对此可向学生出示下列问题进行探究：
思考1：你认为包装袋上的碘酸钾（碘元素符号为 I）的化学式为 ，其中碘的化合价为 。
思考2：湖北省盐业公司专营的精制碘盐包装袋上有这样的说明文字：“待食物烹调好后，再放入碘盐”。请用有关化学知识加以分析解释。
思考3：为什么包装袋上还注明要“密封贮藏”？请对照化学式，联系使用说明，大胆作出你的猜想。
……
这些从课内延伸到课外的身边的化学知识，大大激发了学生的学习热情和学习的主动性、探索性，虽然有较大难度，但在老师指导下完全可以得出解答。虽然有些问题超出了教材范围，也不是大纲规定的教学内容，但我认为，正是课本上提供了这样一个难得的探究情景和信息源，为什么我们不花点时间去探究呢？要知道，也许上述每个问题花了10分钟甚至更长时间，但学生知道了怎样从已有知识中去发现和获取新的知识，而不管他的发现是多么幼稚，甚至可笑亦或错误，这种大胆猜想和假设的过程，就是科学探究的步骤之一，更何况有些知识还是建立在实验基础之上的呢？
立足教材而不掬泥教材，忠于教材而不盲从教材，才能充分挖掘现有教材中的相似课题，才能充分体现实验的开放性和多样性，有利于培养学生创新意识和实践能力，初步形成科学精神和科学态度，提高自主学习能力。这种研究问题的一般方法学生一旦掌握就将受益终身。这样的题目更能培养学生思维的开放性和发散性，为学生提供展示才华的机会，有利于张扬学生的个性。让禀性、天赋不同的每个学生都有成功的机会。这和当前培养学生创新思维品质和创造能力的要求是不谋而合的。
四、倡导探究性学习，开放的实验室是学生自主探究的舞台
化学是一门以实验为基础的自然科学，实验是化学的灵魂。探究性学习，最显著的特点，就是它的开放性、实践性和自主性，特别是实验探究的开放性。为了使探究深入一层，更进一步，我们成立了学生专题探究实验中心小组，每班5人，共40人分成4个中心实验小组，定期召开会议，布置任务，自主设计实验方案。然后在教师的指导下进行实验探究。 探究案例：
用蜡烛在空气中燃烧测定空气中氧气的含量
提出问题：在学习第二单元《我们周围的空气》时做了这样一个实验：用红磷在瓶内燃烧，烧杯中的水倒流入瓶中，水的体积约占瓶容积的1/5，由此判定空气中的氧气约占1/5。
为什么非要用红磷而不用其他物质呢？书上说，这是因为红磷在空气中易点燃，而且反应完毕后不会生成气体，以防止占据消耗的氧气体积，使实验失败。那么，可不可以使用其他物质来完成实验呢？
我的设想：学习二氧化碳的性质后，我觉得可以用蜡烛来代替红磷测定空气中氧气的含量。我设想既然是测定空气中氧气含量的实验，那么在消除空气中氧气的过程中，就不应该有其他气体生成，而蜡烛在空气中点燃（据：石蜡+氧气二氧化碳+水）有二氧化碳生成，这样我们就考虑将二氧化碳通过一个化学反应，将它消耗除去。根据CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O：，我们就考虑把书中用的水改为石灰水（澄清）[Ca(OH)2 ]。
实验装置：按照以上的设想，我设置实验装置（如右图所示）：
我们预计：随着二氧化碳不断与石灰水反应，石灰水会进入广口瓶，并上升到1/5刻度处。
实验步骤：
1）将装置按计划组装好。
2）将蜡烛点燃，迅速伸进广口瓶中，塞紧橡皮塞。
3）待蜡烛熄灭，广口瓶冷却后，打开铁夹，澄清的石灰水进入广口瓶中，并不时轻轻振荡瓶子（加速其与石灰水的反应速度）。
实验现象：
1）点燃的蜡烛伸入广口瓶中后，一会儿，蜡烛熄灭，瓶壁上有水珠生成，且有少量烟放出。
2）打开铁夹后，澄清石灰水迅速进入广口瓶，一会儿，石灰水稍稍变浑浊约有1/15的体积。
3）导管中有石灰水渐渐上升，慢慢进入广口瓶，将烧杯稍稍上举减小高度差所产生的压强，使石灰水顺利进入广口瓶。再次观察，进入广口瓶的石灰水约占广口瓶略小于1/5的体积。
分析原因：实验并不是很成功，进入瓶中的石灰水没有达到1/5的体积。思考其原因，可能有以下几种：受时间限制，二氧化碳与澄清石灰水还没有反应完全，并且只是与澄清石灰水接触，反应速度较慢，瓶中多余的二氧化碳还没有消耗完；导管中有空气，与水一同被吸入瓶中，占据了一定体积；装置的气密性不好，有其他气体，进入广口瓶中，相信在不断改进后，用蜡烛在空气中燃烧测定空气中氧气的含量的实验一定会成功。
（903班 罗婧奇 胡虓）
总之，探究性学习是一种有效的和可操作性的学习方式，它要求学生在“做化学”（即探究）中学习化学，与传统的“听化学”、“读化学”的方式有着本质的区别。教材不可能用过多的文字讨论什么是科学探究，怎样进行科学探究，只能在各个单元中结合课题内容有计划、有步骤地安排相应的探究活动，让学生在实际的探究活动中充分体验。由于科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标，所以，科学探究必须落实在各个主题的学习之中，不宜孤立地进行探究方法的训练。当然，构建科学探究的学习情景，是开展探究性学习的有力保障。
