随堂探究性实验的教学设计（共13篇）
1、随堂探究性实验教学的特点
物理是以实验为基础的科学，随堂实验是为了更好地解决某个物理概念或物理规律的教学中出现的问题而设计的实验。广泛性、参与性和高效性是随堂实验较之学生实验的三个显著优点，随堂探究性实验教学有如下特点：
（1）突出学生学习的主体性
在随堂探究性实验教学中，教师只是提出问题或创设条件，对问题进行假设论证或利用教师创设的条件，通过实验探索发现什么是学生自己的事。这种实验教学不同于原来的物理、化学、生物课的实验教学。传统学科教学中的随堂实验教学主要让学生重复验证书上的实验内容，学生的任务就是按书上的要求操作，再完成一次实验过程，很少有能发挥学生主动探索的地方。而随堂探究性实验的目的不仅仅是让学生学习实验的方法和过程，更重要的是通过实验，培养学生探索与发现的能力。如何做实验，实验会得到什么结果事先并不清楚，主要靠学生的原有知识、技能与想象能力，去探索、去发现，从中创造出一些对他们自己来说完全是全新的现象或规律。这种实验对培养学生独立思考、探索研究能力有积极的作用。
（2）以培养过程技能为主要目的。
随堂探究性试验教学的目的重在培养学生的过程技能，如创造性技能、操作技能以及表达技能。开展随堂探究性实验，就是要让学生在教师的指导下，对某些事物、现象的起因以及影响他们的因素，相互关系提出假设，并在此基础上设计实验，展开论证。或激发学生原[1]
先学到的知识、技能进行合理想象，从中发现新知识，解决新问题，培养学生提出问题、解决问题的能力。使学生获得一定的科学研究经验，增进兴趣，培养科学的态度与价值观。
（3）提高学生的学习积极性
在探究性随堂实验教学中，教师创设条件，让学生从“做”中“学”，同时教给学生有效的学习策略，使知识网络化，既可以使那些在教学中出现的问题迎刃而解，又有利于发挥学生的主动性，通过让学生自己动手来学习知识，提高了他们的积极性，克服了课堂教学“满堂灌”的观点。
（4）体现学科特色
探究性随堂实验教学增加了学生动手、探究的机会，采取边教边实践的方式进行，以利于学生仔细观察，提高观察、实验和探究能力，以及用所学的物理知识分析、解决问题的能力。促进学生动手（自己动手做）、动脑（通过自己观察、思考、分析、得出结论）、动口（将自己的认识用口头表达出来）学习物理。这样做体现以人为本，以学生为主体，与实践相结合的新的教学理念，体现物理课的特色，使物理课显得生动活泼，提高学生学习物理的兴趣和积极性。
（5）不追求探究的完整
随堂探究性实验不同于演示实验或分组实验，它可以只是一个猜想，一个动作或只是探究步骤的一部分。比如探究“摩擦生热”的随堂实验，只需一个猜想、加一个搓手的动作，就使学生感受到成功探索带来的喜悦；再如探究“固体传声”的随堂实验，也只需一个小小的动作就行了。
2、案例——“科学探究：摩擦力”[2][1]
（1）随堂探究性教学设计原则
① 主体性原则
随堂探究性实验教学的理论依据之一就是它能够发挥学生自主思考、自主创新的能力，因此充分发挥学生的主体性既是随堂探究性实验教学的主要特色，又是探究活动得以进行的前提。发挥学生主体性原则要求在进行教学设计时，要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和探究动机，要保证整个探究过程对学生的开放性，给学生提供自主探索、自主创造的机会。在评价标准的设计上，要考虑到如何设计一些标准对学生的参与程度、学习态度进行评估。教师在随堂探究性实验教学中要注意学生对掌握的信息进行分析、比较、归纳、综合等加工能力的培养，使学生具备自主学习的能力和较强的思维能力。[3]
②基于人们如何探究的原则
和主体性原则相适应，随堂探究性实验教学必须考察学生是如何进行探究的，根据探究发生的条件、过程来设计教学内容、教学事件、教学环境。这就要求教师在教学设计中，不能根据自己教的需求，而是根据学生探究的需求来对教学过程进行设计。
③以方法为主线，在探究过程中掌握科学研究方法，培养科学态度
全面的物理教育包括物理知识和能力的教育，而且还包括科学方法和科学态度的培养，而科学方法是人们从事科学所采取的方式或手段，它是在科学认识活动中逐渐形成和发展起来的；科学态度是人们对科学的过程、结果、作用等产生的较为持久的内部心理反应。在随堂探究性实验教学中，我们应该结合物理学科的特点，以“提出问题
——提出假设——实验验证——得出结论”为主线，这样让学生参与整个探究的过程，不仅有利于学生科学方法的掌握，同时也培养了学生认真实验，正确对待实验结果的严谨科学态度。
④情感为动力，在探究过程中注重情感教育
（2）教学内容选择
义务教育物理课程标准实验教科书编写组编著，上海科学技术社出版的《物理》（8年级）第五章第五节《科学探究：摩擦力》中探究摩擦力的大小跟哪些因素有关部分。教学目标是：1)知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关；2)培养学生实验探究的能力和做对比实验的能力及归纳概括能力;c)培养学生科学的态度、树立严谨的学风，既用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。
（3）设计思路
①以实验为手段，挖掘教材蕴涵的探究因素
物理是以实验为基础的科学，在教学中物理实验也是学生进行探究活动的重要手段。探究性学习教学模式的核心是让学生自主地参与获得知识，重视的是探究过程。在物理教学中不应仅仅满足于创造条件让学生动手实验，还应创设问题情景让学生设计实验，在通过实验进行探究的活动中发展学生的发散性思维和批评性思维。
②在实验之前让学生大胆猜想
这过程是学生思维极其活跃的过程，它容易突破传统思维的框框，并时而迸发出创造思维的火花。牛顿说：“没有大胆的猜想，就不会有伟大的发现。”学生对未知领域产生好奇并急欲获得正确的认识，将会产生强烈的求知欲望和饱满的学习热情，这种非智力因素的情感作用，将反过来促进思维的活力和思维的定向能力。传统的课堂教学
缺乏猜想，使得教学过程变成非常简单的知识输入过程，能力的发展和科学素质的培养无处落实。
③学生通过自己的思考和学生之间的讨论设计实验装置
这蕴含着重要的思想方法，是物理知识应用的重要表现。当方案设计出时，既培养了学生的思维能力，又产生一种成就感、自信心。接下来的实验验证，学生是带着急于知道方案是否可行，猜想是否正确的心态去探究的，就会以严谨、认真、科学的态度去实验，不断发现问题、解决问题，活跃了思维，培养了学生正确的学习态度和实验能力。而传统的教学中老师只是把现成的实验装置、方法简单地交给学生，学生听老师讲完实验后按部就班去完成，并记录下相关数据。这种情形下的学生是带着一种完成任务的心态去实验的。他们没有了自己的思维，完全是按照老师设计好的思路，为了实验而实验，忽略了实验能力培养这一意义，实验能力不会有多少提高。
④得出结论时采用学生分析、讨论、归纳、总结的方式
结论出自“学生之口，印象深刻，不易忘记。而传统教学中是老师对实验现象进行分析、讲解，最后给出一个所谓的“标准答案”，学生的任务是只要记住最后结论就行了。这样学生往往会认为实验只是一种形式，结论才是最终目的，甚至认为实验完全没有存在的意义，只要老师或书本给个结论就行了。长期这样学生就会缺乏发现问题、解决问题的能力和对新问题的应变能力，实验探究思维能力更是不能得到提高。
⑤探究过程中注重情感教育
设计教师与学生、学生与学生共同探究的教学环境时，重视师生交往中的情感因素，用自己对学生的深厚情感去引发学生积极的情感
交融，营造融洽、宽松、平等、合作的气氛。激发学生学习物理的浓厚兴趣，使学生在进行物理学习时乐于探究。
探究性实验与验证性实验在实验目的、原理、操作步骤和实验结果等实验诸要素中都有显著的差异。
1. 在实验目的上的差别。
实验目的统领学生在实验过程中的设计思路、步骤, 获取实验结果, 在实验目的引导下开展后续的步骤。验证性实验目的是在一个设计完整的实验框架下重新验证结果是否达到原理所描述, 实验目的重在使实验人员了解这个实验, 以达到熟悉生物固有的现象。探究性实验目的是在假设的指引下获取支持假设或推翻假设的科学实证, 从而达到验证假设的目的, 在这个目的指引下实验者更重视获取对假设有用的实验信息。
2. 在实验步骤上的区别。
实验步骤是实验设计者对实验的过程进行控制的有序过程。验证性实验往往是在已有的实验步骤设计框架上进行操作的过程, 操作者的任务是严格按照设计步骤完成准确的操作要求, 以求得预想中的实验结果。在操作过程中实验者可以掌握操作要领, 实验的一些基本技能;探究性实验的步骤在实验者的设计中占有主要的地位, 什么样的步骤取决于实验者对探究性实验目的理解程度和对实验结果的假想的细致程度。实验者在自己的假设中通过创新思维活动设计出实验步骤并完成操作, 既有对步骤的期望, 也有对操作精确度的自我要求, 目标直指获得假设的成功。
3. 对实验结果的态度上的区别。
实验结果是一个实验的精髓所在, 结果往往表明实验的成败。对待实验结果的态度反映出实验者在实验过程中辛劳、努力和思想品质、科学精神诸多素质。若实验结果容易获得, 实验者往往轻率处置, 敷衍了事;实验结果历经千辛万苦, 实验者会费尽脑汁分析结果, 推理出合乎逻辑的解释, 同时还会得到意外的收获。验证性实验结果一切在预料之中, 现象明显, 唾手可得, 在实验者看来没有新意, 没有悬念, 处理的态度就多有草率, 分析不够, 收获较少。探究性实验结果犹如蚕宝宝, 再生形象尚未知, 一切像谜一样值得探索、猜想, 这样精心操作, 热切期待中产生的实验结果, 实验者的态度仔细认真, 解释入理, 收获丰富。
二、两者教学上的差异
教学因对象的特点和具体情况的不同而异, 探究性实验的探究特点更需要教师在教学策略中采用开放性、合作式的方案, 验证性实验因其封闭性、严谨性的特点, 在培养学生基本技能方面, 作用也不可忽视, 从而采取讲授法、模仿法教学策略比较普遍。
1. 在教学程序上的差别。
不同的教学程序是不同教学策略的反映, 探究性教学程序为:学习者探究科学性问题———学习者针对问题收集事实证据———学习者从证据出发形成解释———学习者使解释与科学知识相联系———学习者阐述和论证自己的解释。这—程序反映的是—个科学结果的获得过程, 类同于科学实验的性质, 经历科学家做实验的体验。对生物学的实验科学地体验是真切、客观的, 学科素质的落实是扎实有效的。验证性实验的教学程序为:已有的实验方案———实验操作———符合方案得出验证结果———分析实验原理———理解方案。因为验证性实验的教学把实验步骤的设计列为已知条件, 学生的任务是理解实验原理、分析操作步骤的合理性, 他不用对实验设计负责, 他的任务是严格按照设定的实验步骤完成操作, 操作的质量决定实验的成败。
2. 教学情境设计上的差别。
作为教师, 必须要知道学生是如何学习科学的, 否则就不可能真正认识到营造学习环境的重要性。学生在心理宽松、气氛民主的学习环境中, 思维和意志是自由的, 这时的学习任务是因其自身学习需求产生的。探究性实验教学是在学生对自身的知识结构失衡而追求新的平衡的不断建构和丰富的最自然的过程中完成的。教师要做的是为他们营造一个宽松、民主、和谐、互动的课堂环境。验证性实验教学的任务在于让学生的操作合乎标准, 教师的作用是督促、纠正偏离正常操作的行为;课堂气氛是凝固的、严厉的, 在规范好了的实验框架下的实验, 一般不会有意外, 但学生的情绪也不能调动起来, 创新思维失去用武之地, 教师对课堂教学情境的设计只能按部就班在方案里游走。
3. 教学评价的指标不同。
《基础教育课程改革纲要》指出, 要建立促进学生全面发展的评价体系。评价不但要关注学生的学业成绩, 更要发现和发展学生多方面的潜能, 了解学生发展中的需求, 帮助学生认识自我, 建立自信。发挥评价的教育功能, 促进学生在原有水平上的发展。教学评价的改革要能促进学生的发展。探究性实验教学评价内容丰富, 教师观察到学生的素质比较全面, 评价言之有据, 结合发展性评价言之有物, 让学生得到实际的帮助。验证性实验中学生的思维、科学素质表现机会很少, 教学评价基本上是根据学生操作要领掌握程度和结果的正误进行, 难以摆脱甄别性评价轨道, 若从发展评价的角度进行鼓励, 则更多地只能从态度上加以表扬, 无助于实际能力上的提高。
总之, 探究性实验教学, 使教学过程尽可能成为一种“首科学, 亚研究”的过程, 通过创设类似科学研究的情境, 让学生通过主动的探索、实践、发现和体验知识的探求过程, 培养学生的科学精神、创新思维和分析解决问题的能力。
摘要：实验教学是生物教学中重要的一部分, 就实验的目的差异而分为探究性实验和验证性实验, 两者在实验目的、步骤、结果上都有所差异, 从而也导致在教学过程中对过程的设计和情景设计不同, 通过比较得到探究性实验教学更注重思维创新, 而验证性实验教学侧重于学生对固有知识的熟悉。
关键词：探究,验证性实验,差异
参考文献
[1]于家洋.浅谈高中生物实验教学中的能力培养.四川.川大出版社.2007
[2]马美荣.怎样在新课程下进行高中生物实验教学.长沙.湖南科学技术出版社, 2009
宁波市鄞州区雅戈尔中学（315153）
吴能军
摘要：在初中化学教学中，充分挖掘和开发化学实验在探究性学习中的功能，合理地组织和实施实验探究性学习活动，这对于改变学生的学习方式、培养学生终身学习的能力具有重要的意义。本文以探究性教学理念为指引，对当前初中化学实验设计的现状进行了分析，并对化学实验的设计策略进行了探讨。关键词：探究性
初中科学
化学实验
一、论题概述
1、探究性化学实验的定义
探究性化学实验给学生提供一个通过亲自探究来学习知识的途径，它把学生看作是天生的探究者，而将教师定位于引导者、支持者和促进者。探究性化学实验开放性比较大，实验的设计、数据分析以及实验结果评价等都离不开学生自己，完全不同于那种“己知化学原理——验证——应用”的“照方抓药”模式。探究性实验教学一般采取小组合作的方式，充分展现出师生互动、生生互动的特点，既拓展了学生的思路又能激发学生探究的热情。
探究性化学实验鼓励学生围绕感兴趣的某个化学问题，应用已经掌握的理论、知识、技能和方法，借助知识产生过程中类似科学家的思维方式，独自或合作进行实验（实验设计、实验操作、实验分析、实验结论）自主探索研究对象的未知性质、组成、变化特征，以及与其他对象或现象的联系等。它能让学生体验知识产生过程中科学家的思维方式，使学习过程变为通过实验探究解决问题的过程，有利于学生摆脱固定的思维模式，发展创新思维，增强解决实际问题的能力。
2、探究性教学理念在《科学》课程中的运用
《科学》课程中认为化学实验是进行科学探究的重要方式，积极倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。
因此，探究性教学理念在《科学》课程中的运用有两层意思：一是科学探究应成为义务教育阶段化学教育的重要内容、学习目标；二是科学探究也是学生学习化学的主要方法和途径。作为学习内容、学习目标的科学探究，要求学生体验科学探究的过程和方法，培养他们进行科学探究的能力。作为学习方法和途径的科学探究，则要求让学生能亲历以探究为主的学习活动，增长科学探究能力，获取化学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。
结合初中《科学》教材来看，探究性化学实验内容的选定一般有两个渠道：一是将书本提供的一些演示实验、学生实验改变为具有探究性的学生活动或实验，也可以将书本上有延伸必要的知识点或某一领域的学习内容推向深处。例如：“探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质”、“探索铁钉生锈的条件”、“碳酸氢钠分解反应的探究”等能体现化学学科特点的选题。二是选用书本以外的与生活紧密相联的问题。如“铜的锈蚀原因的研究”、“土壤酸碱度对植物的影响研究”、“酸雨的研究”、“考察自行车上的科学原理”等。
二、初中化学实验设计的问题
1、初中化学实验设计的常用方法
让我们来想象一下初中化学实验教学的情境：实验室里仪器已准备妥当，学生人人手拿《实验报告》，安静的坐在实验桌旁，老师正热情奔放地讲着实验的原理、实验的步骤和实验的注意事项，偶尔学生动了一下仪器，也被老师呵止，快到半课时老师才让学生动一下，记录几个实验数据、实验现象，一堂实验课下来学生感觉很不过瘾，远不如想象中的那么神 1 秘与有趣。
这种实验，纯粹是为了知识的掌握和巩固，为了技能的熟练和运用，为了证明教师讲解的正确性去做实验。仅仅为了达到学科教学目标而进行实验，教师心中没有课程意识，没有把实验教学与学生的发展需要联系起来。学生并未参与实验问题的提出，没有从假设到设计，从实验到得出结论的探究活动过程，也没有认真地对实验结果做出一定的分析、论证、评估。
2、初中化学实验设计可能存在的不足
有学者对80名化学教师和1048名学生进行了问卷调查，数据显示，52%的教师对自己设计探究性化学实验的能力评价一般，77%的教师认为引导学生进行探究性化学实验的开发与设计有必要，67%的教师对教材实验进行过改进或重新设计，但只有14%的教师能根据教学需要及学生的情况经常自己设计探究性实验，76%的教师使用的都是书本、教参提供的现成的探究性实验，自己开发设计的很少。
同时，因经济差异、教育差异、地区差异，化学实验的多样化受到限制。在有些学校存在实验内容选择面窄、缺乏新意，脱离生产生活实际；对实验设计的训练及理论研究重视程度不够、设计形式单
一、死板；实验形式简单机械、照本宣科等状况。
另外，受考试制度、升学制度、奖评制度等各种制度的制约，教师的教育教学实验与创新束缚重重，直接导致教师不可能花大力气来搞探究性实验教学。讲实验、看实验、听实验，就是不做实验的现象不可能得到根治，教师对探究性化学实验研究及教学的投入受限。
3、探究性化学实验的实证研究情况
有学者为了验证探究性化学实验的教学效果，在九年级选择了一个实验班和一个对照班进行实验。两班采用不同的教学策略，对照班的学生自始至终一直采用传统的讲授式，而对实验班的学生，则根据所学知识的特点有意识地开展实验探究式学习。一年之后，实验班的学生们合作意识明显增强，在实验时，他们分工明确，配合默契，他们不仅能积极发表自己的意见乐于与别人分享自己的成果，而且还能虚心听取别人的意见，取长补短。而且学生们能够设计简单的化学实验方案，有对实验条件的控制意识，实验时，所有的同学都能积极参与实验，并认真的观察和记录数据。实验后，学生们对实验结果可靠性评价的意识增强了。
这一个案例我们有理由相信，在初中化学实验教学中开展探究式学习是完全可行的，它可以全面提高学生的科学素养，全面提高学生的实验操作能力、观察能力和信息处理能力。
三、探究性初中化学实验的设计策略
为了更有效地运用探究性化学实验，本文提出了以下几点对策建议：
1、摸索探究性化学实验的教学模式
首先，利用化学实验创设教学情景。问题是探究的起点，在化学教学中，教师充分利用化学实验过程中伴随的各种各样的现象创设出令人惊奇的问题情景，能够激起学生的兴趣进而产生强烈的求知欲。介绍CO2能与NaOH溶液反应教学内容，可首先为同学们演示这样一组对比实验：分别将二氧化碳气体通入盛有澄清的石灰水和氢氧化钠溶液的试管中，请同学们观察实验现象，并找出两组实验的相同点与不同点。相同点同学们很容易达成共识，不同点则易引起争论，并激起学生解决问题展开探究的欲望。
其次，优化教材结构引导学生主动探究。根据一定的线索进行安排，引导学生进行观察、提出问题、假设、动手实验、思考与交流、整理与归纳、开展实践活动等，把知识通过科学探究的过程呈现给学生，目的就是让学生在科学探究的过程中学习，从中理解和领悟探究学习。这更能体现学习的方向性和阶段性，与文字图片材料有机结合，引导学生积极参与学习活动，充分体现教材与的“对话”功能，有利于引导学生探究学习，促进学生的学习和发展。
第三，探究性实验要以学生自组织为主。在探究性化学实验的应用过程中，向学生的主动探索开放，向学生参与教学的可能性开放，向师生合作共同探索新知识的过程开放，启发 2 学生自我组织调控学习进程等，这样能更好的激发学生的兴趣和探知欲，特别在实验教学中对学生敞开实验用品，更能激发创新的火花。
2、改进探究性化学实验的设计方案
第一，改进并创新化学实验，增加趣味性。化学实验可以激发学生学习化学的兴趣，但若只是按照课本上的方法去做，时间长了很多中学生学习化学的兴趣就会逐渐降低，为避免或减少这种情况的发生，教师要善于引导学生，综合运用所学知识，在探索中对原有实验进行创新设计，增加化学实验的趣味性，激发学生的学习兴趣。例如：《科学》九年级上在介绍NaOH的化学性质时，采用化学小魔术的方法：⒈白花变红花，⒉谁弄瘪了可乐瓶，⒊变色喷泉，⒋清浊互变。使学生对利用氢氧化钠的化学性质充满了好奇心，激发了学生的学习兴趣，达到了很好的实验目的。
第二，针对实验的不同目的来设计探究性方案。对于基本操作的实验设计，主要采取学生自主实验方法，如在探究蒸发的方法时，可设计以下系列实验：（1）用蒸发皿蒸发食盐水（探究加热时底面积对蒸发时间长短的影响）；（2）用玻璃棒不断搅拌（探究玻璃棒在蒸发过程中的作用）。而对于知识应用的实验设计，则要求学生先设计出解决问题的方案，然后经过师生共同分析讨论，修改后进行实施。如氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠的鉴别，可以设计为下列问题的实验进行探究：（1）鉴别酸、碱、盐用什么试剂；（2）测定碳酸根离子用什么试剂；（3）测定氯离子用什么试剂；（4）测定氢氧根离子用什么试剂。
3、增进探究性化学实验的师生互动
化学实验探究性学习活动的整个过程中，学生是学习的主体，教师处于咨询、帮助、指导的地位。因此，教师应重视学生自己对现象的理解，多与学生进行对话。在师生对话过程中，教师要善于倾听和表达，通过倾听，教师能发现学生理解上的偏差、学生理解的深度、学生存在的疑惑；通过倾听，教师可以思考自己应该做哪些补充。
同时，强调教师的倾听，并不是否认教师的指导。相反，教师应该通过倾听来判断学生是否己经交流完他们所想到和所理解的一切，从而果断判断何时介入学生的讨论，以何种方式介入。教师对学生探究性学习活动中遇到的问题的适时介入参与，能够使整个研讨过程向更深高层次的进行。
教学反思与结论
探究性化学实验在培养学生的创新精神和实践能力方面有其独到之处，学生只有通过亲身经历才能探索，只有通过亲手操作才能获取，只有通过独立思考才能领悟。这种身体力行的过程，正是学生形成各种能力并得到锻炼和提高的过程，也正是化学实验的真正意义所在。
当然，探究性化学实验对我们教师的综合素质也提出了更高的要求，我们要充分利用各种机会各种条件进行学习，包括理念上的学习和教学工作方面的学习，在学习和反思的过程中培养运用探究性教学理念的能力。
参考文献：
1、吕湘香：《探究性教学在初中化学实验教学中的尝试》，《考试周刊》，2007年第49期。
2、费静：《试论初中化学探究性实验教学》，《成都教育学院学报》，2006年第12期。
3、尹木成：《初中化学探究性实验教学改革初探》，《长江大学学报》，2007年第1期。
初中化学实验探究性教学的特点与策略
化学是一门以实验为基础的自然科学.初中化学实验以其生动的内容、丰富的内涵在培养学生探究精神方面发挥着独特的功能和作用.初中学生刚刚接触化学,因此,其作用在初中化学教学中尤为如此.学生通过化学实验,可以探究自己还未认识的`世界,理解和巩固化学知识,掌握实验技能,形成化学概念,激发学生学习化学的兴趣,培养学生观察现象、发现问题、分析问题、解决问题的能力,学会科学研究的方法.
作 者：罗向阳 作者单位：罗甸县沫阳中学,贵州,罗甸,550100 刊 名：科海故事博览・科教创新 英文刊名：KEHAI GUSHI BOLAN（BAIKE CHUANGCXIN） 年，卷(期)： ”"(12) 分类号：G63 关键词：初中化学 实验 探究性职高化学探究性实验教学设计与实践
作者/王国庆
摘 要：化学是一门历史悠久的学科，是自然科学的基础学科，是人类认识物质世界并改造物质世界的重要手段之一。而化学探究性实验教学在化学课堂教学中非常重要，其贯穿于整个化学教学。新课改全面展开，在新课改中提倡通过使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。实施探究性实验教学就是为了更好地适应新课改的需求。结合自身实际教学经验，对探究性实验教学的设计与实践做一下浅析。
一、做好课堂演示实验, 加强探究性实验教学
演示实验是教师在教学过程中进行的示范实验, 它能使教学的内容具体化、形象化、鲜明化.现有教材中实验大多是验证性实验, 若教师一味地去照书本操作实验, 学生觉得枯燥, 无新意, 也不能培养和锻炼学生的创新能力.所以, 教师在实际教学过程中, 要对演示实验进行精心研究和分类, 多增加些探索性实验, 以满足学生强烈的求知欲和好奇心, 调动和发挥学生学习的主动性和积极性, 使课堂演示实验真正成为教师教学的有力帮手.
例如, 在含有酚酞的氢氧化钠的溶液中, 滴加新制氯水, 边滴边振荡, 直到红色褪去.对于红色消失的原因, 甲同学认为是氯气与水反应生成的HCl和HClO中和了NaOH所致;乙同学认为是氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性使红色酚酞变成了无色的物质.
分析:如果红色消失的原因是因为酸碱中和, 则红色可能重现;如果红色消失的原因是因为被氧化, 则红色不可能重现.
实验设计:向上述刚好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液, 若红色重现, 则是因为HCl和HClO的酸性所致;若红色不再重现, 则是因为HClO的强氧化性所致.
通过以上实验探究, 不仅让学生获得知识, 学到技能, 而且让学生学到科学方法和受到科学思维的训练.所以, 演示实验在教学中起到举足轻重的作用, 如何精心设计、改进课堂演示实验, 发挥演示实验在课堂上的特殊作用, 将是更好地完成教学任务, 培养学生能力的重要课题之一.
二、充分利用学生分组实验, 进行探究性学习
学生分组实验是培养学生动手操作能力以及进行探究性学习的重要手段.学生通过亲自试验, 能熟练掌握操作技能、技巧, 加深对所学得的理论知识的理解.所以, 对于分组实验, 教师要善于正确引导, 让学生的思维时刻处于积极的探究状态.
例如, 在做醇氧化实验时, 让学生拿一根铜丝在酒精灯焰上灼烧, 火焰为什么呈蓝色?铜丝表面为什么变黑?再伸入内焰为什么又由黑色变成紫红色?内焰中有什么物质?铜丝起什么作用?如何除去铜丝表面的氧化物?等等.尽量让学生大胆提出合理的猜想, 再针对自己的猜想提出相关的验证实验方案, 再通过亲手完成实验来验证, 使学生在发现问题—提出猜想—给出方案—实验验证的一系列参与过程中提高对事物的认识与分析能力.
作为教师要利用好学生分组实验, 使探究性学习真正成为促进学生主动探索知识、提高科学素质、推动新课程改革的重要而有效的途径.
三、开展课外实验活动, 发挥化学实验的探究功能
课外实验是课堂教学的互补形式, 是对化学实验教学的有力补充.充分开展课外实验活动, 为学生提供探究的舞台, 既培养了学生收集和处理信息的能力, 又培养了学生的实践能力和创新能力, 还能充分发挥化学实验的探究功能.中学教材里安排了很多“家庭小实验”“实验习题”, 它们作为课外实验的一种形式, 目的是培养学生持久的学习兴趣及实验能力.这类实验的趣味性比较强, 知识内容和生活实际结合紧密.
例如, 让学生课外完成自制叶脉书签、自制肥皂、自制汽水以及海带成分中碘的检验等等.也可结合环保和能源问题, 在社区开展实验探究活动, 如“工业废水的净化”、“铁制品的锈蚀条件研究”、“酸雨危害的模拟”等实验, 使学生真切感受到化学就在我们身边, 化学与我们的生活及社会发展密切相关.
开展探究性实验教学，不仅有助于学生掌握知识，而且能使学生在自主探究的过程中灵活运用所学知识，这对于学生学习能力的提升很有帮助.在初中化学实验教学过程中，教师要加强探究性实验的安排与设置，尽可能地凸显学生的主体性，鼓励学生大胆提出自己的想法与见解，培养学生的实验能力，从而提高实验教学效率.
一、激发学生的探究兴趣
在实际教学过程中，教师首先需要做的就是激发学生的探究兴趣，让学生积极投入到实验探究的过程中.激发学生的探究欲望的方式有很多.教师要结合实验内容选取一些合适的教学切入点.教师可以透过一些趣味化的演示实验来激发学生的好奇心，尤其是那些和学生的已有认知形成冲突的实验内容，这些素材往往会激发学生的好奇心与探究欲望.教师也可以设计一些让学生自主探究的实验内容，最好是选择那些易于学生操作的实验任务，激发学生的探究欲望，培养学生的自主学习能力.在实验教学中培养学生的思维能力与探究能力非常重要，这不仅是学生实验素养的体现，也是化学实验教学中一个重要的教学目标.例如，在做“探究燃烧条件”实验时，学生观察到铜片上的白磷开始燃烧产生白烟时，而水中的白磷和铜片上的红磷却没有燃烧.学生对此实验现象虽然产生兴趣，但由于其探索性不强，没有充分的说服力，根据此现象不易得出结论.此时教师可启发学生思维，并提出相应的思考问题:当杯中温度已达到80℃时(超过了白磷的着火点)水中还有氧气吗?再引导学生联系已学知识对于这个问题展开讨论.学生会意识到，氧气不溶于水，可见水中的白磷不能与足够的氧气接触，是不能燃烧的.在这个过程中，不仅激发了学生的探究热情，而且学生在教师的逐步引导下能够获知问题的实质，从而深化学生对于知识的理解与掌握.
二、提升学生的探究能力
在探究性实验教学中，教师要有意识地提升学生的探究水平与探究能力.在教学中，教师可以让学生有更多自主探究的学习过程，引入学生的自主实验，使学生在小组合作中共同展开对于很多问题的分析与探究.在学生做实验前，教师可以给学生提出一些要求或者引导，让学生明确探究实验的方向.这样，才能让学生规范有序地进行实验过程，培养学生的探究能力.例如，在做“实验室制取氧气”实验时，教师应向学生明确“气体实验室制法”的四点要求:(1)掌握制取气体的实验原理;(2)了解实验仪器、装置;(3)学会正确操作方法;(4)掌握气体的检验方法.这样，学生在观察演示实验时学习目的明确，任务清楚，知道“学什么，为什么学”.这些要求也适用于其他实验，能够帮助学生掌握探究技巧，提高学生自主探究实验的能力.
三、培养学生的创新思维能力
作者/李长江 张英锋
（秦皇岛市第一中学，河北 秦皇岛 066006）
新的化学课程标准倡导从学生和社会发展的需要出发, 发挥学科自身的优势, 将科学探究作为课程改革的突破口, 激发学生的主动性和创新意识, 促使学生积极主动地学习, 使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系生活实际和形成科学价值观的过程。[1]在这基础上, 我们把一些验证性实验改成探究性实验。
2. 中学化学探究性实验设计的设计思想
化学是一门以实验为基础的科学, 实验教学在中学教学中的重要性是肯定的, 化学实验教学是新课标的重要手段。化学实验教学直观、形象, 易于激发学生的兴趣, 在这一时期, 中学生的抽象思维能力虽有一定的发展, 但仍以经验型的抽象思维占优势。[2]实验探究教学目的是激发学生求学求知的积极性, 基础是训练学生实验探究的思维方法。同时, 在中学化学教材中, 绝大部分新授课含有演示实验内容, 有些是以实验学习来了解物质的性质、制法、用途, 有些是靠实验推断出重要的结论。因此设计一些符合学科特点和学生认知规律的教学方法, 无疑是适应当前新课程标准和新教材对课堂教学改革的要求, 提高课堂教学效率和教育教学质量的有效途径之一。
3. 中学化学探究性实验设计的设计特点
3.1 教学主导教师和学习主体学生的有机结合。
3.2 教师启迪、引导, 学生及时反馈、自我调控。
3.3 起初在做演示实验时, 教师应注意把每个演示操作交代清楚, 同时要说明道理, 即为什么要这样做。
比如在演示二氧化碳的实验室制取时, 若教师只告诉学生怎样做, 这是不够的, 因为学生不明白为什么要这样做, 因而只能硬记。如果教师先根据实验室制取该气体的原理和化学方程式, 说明为什么要采用课本中的气体发生装置———固液反应不需要加热的气体发生装置;根据初中教材中已把“气体的净化”列入知识内容, 学生对气体的净化基本原理及其分析方法已有了初步的了解, 引导学生分析从发生装置产生的二氧化碳可能含有什么样的杂质, 再根据二氧化碳和杂质的性质, 提出应该如何除去这些杂质 (即用什么试剂和什么样的装置) ;根据二氧化碳的物理和化学性质来说明为什么要用排水或用向上排空气法收集二氧化碳;根据二氧化碳的性质, 提出解决剩余二氧化碳处理的方法 (即用什么试剂和什么样的装置) 。这样一来, 学生容易记住实验的现象和内容, 以后在遇到类似的气体制取实验时, 就懂得应根据下列几个方面熟练地运用到化学实验中去: (1) 先根据实验原理选择气体发生装置; (2) 根据所含的杂质选择除杂试剂和除杂装置; (3) 根据气体的性质选择收集装置和尾气处理装置。如此可培养学生围绕着具体的实验内容有针对性地进行思考, 展开思维训练活动, 提高学生的逻辑性思维能力。
3.4 学生通过知识的学习和技能的训练, 获得丰富的感性知
识, 并对这些感性知识进行分析和综合, 得到理性知识, 才能加深对事物的认识和理解, 培养和形成各种能力。教师可通过设计实验, 培养学生的思维能力。在学生具备了初步的化学基础知识、掌握了一定的化学实验操作技能的基础上, 教师应该有按照实验目的要求, 根据已学过的实验原理和方法, 设计出实验方案, 同时对学生的实验操作提出具体要求。这是对学生进行科学训练, 培养实事求是、独立思考、开拓创新的一种途径。
3.5 例如在《应用广泛的酸碱盐》一章中, 教师可以给学生一个实验探究性的题目:
“用实验证明未知溶液的酸碱性”。在确定此项实验设计的过程中, 可以给学生这样的探究方法:首先, 应考虑物质与水发生的溶解和电离, 从而鉴定反应后的体系中是否还有反应物的微粒和存在着什么生成物的微粒;其次, 再判断物质与水反应后可能得到的产物, 如根据的酸碱盐的基本化学性质, 判断可能存在的成分;最后, 一般应检查物质与水混合后所得溶液的酸碱性。在检查酸碱性时, 学生会发现指示剂变色, 这说明溶液的酸碱性。学生在思考了上面的问题之后就较容易设计出鉴定的实验方案来。
3.6 在引导学生思考时, 教师还应诱导学生回答实验过程的注意事项。
如:应该注意哪些注意事项?实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么?原因何在?实验过程可能会出现什么不安全的事故?应该如何防范?万一出现事故应如何处置?等等。
3.7 学生的思维活动是在他们感到迫切需要解决新问题时开始。
因此在教学中教师还应充分发挥实验设疑作用, 使实验内容和所学知识具体化、条理化、问题化, 启发学生强烈求知欲望, 使学生始终处于有效的积极思维状态。
3.8 教师可让学生根据这些问题设计出具体的实验方案, 教师再审查, 然后让学生独立进行实验。
同一实验习题可能会有不同的实验设计方案, 教师都可以让学生去实践, 并相互交流, 比较各自方案的优缺点, 以开阔学生的眼界。
以上是从化学实验的整体来阐述的, 从而引发学生展开思维活动。在实际实验中, 教师应抓住某些侧重点展开思维训练, 引导学生从某些典型的实验探究入手, 上升到一般性、规律性的认识, 逐步提高学生思维品质的层次。
4. 中学化学探究性实验设计的设计方法
4.1 化学实验是进行科学探究的主要形式, 它的功能是其他教学手段无法替代的。
实验教学有利于启迪学生的科学思维, 揭示化学现象的本质。探究性实验是学生在实验和观察的基础上通过科学抽象来获得结论的一种实验, 它以生动的魅力和丰富的内涵在化学教学中发挥着独特的功能和作用。
4.2 努力创设生动活泼的学习情景。
创设学习情景可以增强学习的针对性, 有利于发挥情感在教学中的作用, 激发学生的兴趣, 使学习更为有效。
4.3 注意贴近学生的生活, 联系社会实际。
5. 中学化学探究性实验设计的反思
新课程强调教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。在教学过程中, 教师要处理好传授知识与培养能力的关系。[3]在化学实验探究教学的试验教学中, 教师要尽量给学生动脑、动手的机会, 培养他们独立思考的习惯, 发展他们的创造能力, 充分发挥化学实验的教育功能, 这是全面提高学生素质的重要途径, 是培养能符合知识掌握规范, 具有解决问题特长, 可以持续求学发展等三项要求的学生的有效方法。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制定.化学课程标准[M].北京师范大学出版社, 2001.7:1.
[2]赵永胜.“上教版教科书”实验教学设计例析[J].化学教与学 (南京师范大学主办) , 2006, 11:5.
发布时间:2009-7-20 阅读:1289
“探究”成为这次课程改革的一个重要内容，而实验探究是科学探究的重要方式，本人就探究性化学实验教学在高中年级进行了初步的尝试与探索，谈几点实践中的体会。
一、设计探究性化学实验要注意的两个问题
1.实验设计要具有探究性
考察我们当前的实验教学的现状发现,不少课堂上，学生们也在忙于收集数据，解释并求证结果，但是如何根据有限的线索确定证据收集的方向，如何在不止一个可能合理的解释面前做出决策呢?这对于学生至关重要，但这个环节常常被教师替代，缺乏真正意义上的探究。因此，实验设计要具有探究性是指：所设计的实验包含的化学规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘；实验的条件和结果之间往往存在较大的距离，需要学生去跨越；解决问题的方法与途径往往不太明确，需要学生通过尝试错误，得出假设并验证假设来寻找。
2．探究性实验教学设计要在内容上把握主干，形式上注重质量
长期以来，我们重视知识的传授而忽视了能力培养；注重知识的结果，往往淡化甚至不管知识获得的过程。教育太急于看到知识传授的结果，太讲究“效率”了。因此，很多教师用“高效益”的方式将实验的结果得出的规律告诉学生。然后把大量的时间用于反复通过习题训练理解、掌握规律，但这样做恰恰是本末倒置的。对于学生还不是很理解的规律，即使是通过大量的习题反复演练，其知识的迁移能力仍是比较薄弱的，一旦出现新的情境，许多学生将束手无策。应当看到，虽然探究学习方式开始会比较耗时，但由于学生对相关知识的理解较为深刻，完全可以在后续的学习中通过少花时间用于反复巩固而补回。当然在探究性实验的设计上，我们不可能也没有必要将所要求的内容都设计成探究性的。最值得选择的内容应该是对于学科来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性知识，因为学生真正理解了这样的知识，就等于掌握了学科知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构的能力。
如何去评价一节探究性实验教学课?探究性教学只不过是一种回归儿童和科学发展本性的教育追求，从这一基本观点出发，我们没理由神化探究活动，也没有必要去纠缠一堂课是否完整地经历了探究的几个环节，在每一个环节学生是否达到了自主探究的程度，也没有意义去追求学生在程序上、形式上重复科学家的发现过程。关键是活动的质量。例如：元素周期律的实验探究我们可以侧重于让学生分析实验现象，总结归纳对比，得出结论；对离子的鉴别和鉴定实验，应让学生在实验设计上下工夫，如给定阴、阳离子如何设计方案等。因此，探究性实验教学的设计并不是一种程序化设计，而应当挖掘实验本身具有探究意义的因素，考虑学生的实际状况。当然，自由式的探究实验教学缺乏教师的设计与调控，会导致许多学生在课堂上无从下手，也失去了探究的意义。
二、教学方法
现针对本人在高中进行的课堂探究性实验教学的实践，从两种基本实验形式来谈实施的具体方法。
1．演示实验。
化学课本中安排了大量的演示实验，其目的主要是让学生在观察的基础上接受化学知识，为理解提供直观材料。传统的化学演示实验是由教师先讲解、再演示，然后把观察到的现象、结论总结出来，这样的实验教学学生处于被动地位，缺乏对实验的热情和探究的欲望。根据探究性实验教学的设计原则，在演示实验中，要通过增加演示实验的创造成分，给学生提供更大的思考空间，把部分有探究价值的演示实验改为学生的探究实验。比如：“铜和浓、稀硝酸的反应”都可以转化为学生的探究性实验，这样做不仅可以使学生体验规律得出的过程，加深对知识的理解，提高学习的兴趣，而且也结合了实验的内容，加强了学生的环保意识。这样做看似“硝酸的性质”的教学时间加长了，实际从总课时上并没有造成课时紧张的矛盾。另外，像“钠的性质”、“浓硫酸的吸水性和脱水性”、氢氧化亚铁的制取”、“氧化还原反应的实质”等，均可以转化为学生探究性实验。即使是教师的演示实验，也要增加学生的参与程度，如“醛的性质”、“溶液的导电实验”等。这样做的目的是给学生提供探索的空间，使学生体会这种将定量研究转化为定性研究的办法，即实验转化法。以上实验方法为学生提供了新的教学环境，在新环境下，学生独立自主思考、探索问题，避免因教师先讲或预习教材造成的“先入为主”的影响，要让学生人人有自己的猜想、观点、看法，并努力形成各自的实验设计。依据教学时间安排和具体课堂教学进展，必要时教师以学生身份发表自己的实验设计(或拿出事先准备好的仪器设备，或让学生阅读教材中的有关部分)，之后，再开始具体的实验操作。
2．学生分组实验。
传统的学生分组实验教学，通常先由教师就实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、数据采集及处理办法清清楚楚地讲一遍，然后学生实验，教学时间一般为两课时。实验中学生只是“照方抓药”，难以激发他们的实验积极性，许多学生只是应付完了事。因此，在学生分组实验中，通过增加实验的未知性，可以激发学生探究的欲望如果某些实验所验证的规律符合学生认知水平、思维水平，这类实验可改为探究性实验，实验时间可放在知识教学之前。比如：“配制一定物质的量浓度溶液”可以直接在教学“物质的量浓度”一节内容加入作为探究性实验，让学生在亲身体验、经历探究的过程中，得出物质的量浓度的概念，从而也解决了配制的仪器、步骤和可能产生的误差的问题。“酸碱中和滴定”、“盐类的水解”等也可以采取这种方式。对于不能超前于知识教学的实验，如：“反应热的测定”、“原电池原理”，可在实验时让学生多角度设计方案，并动手实践，从中比较各类方法的优劣，体会书中方法的独特性。对于练习使用仪器类实验，如：“练习使用滴定管”、“练习使用容量瓶”、“试纸的使用”这样一些实验，要通过学生自己阅读使用说明，了解其基本原理和基本使用方法，并能够应用这些仪器进行相关量的测量。书中的学生实验大多都把实验器材、实验原理、实验步骤等叙述得非常细致，无论这些实验是作为探究性实验，在知识教学前完成；还是作为一般的学生实验，在相关知识学习完之后去做，都不要先预习教材或由教师讲解，即便是验证性实验或测量性实验。如“沉淀的转化”、肥皂的制备”等实验，学生已具备一定相关知识，完全可以由学生自主设计实验原理、实验方案、并进行操作。但对于一些学生确实难以完成的实验，可以通过教师适当点拨或学生看书完成。应当说几乎每一个实验本身都蕴含着探究的成分，比如“PbI2固体的溶解平衡”、“钠的氧化物”的教学。于是教师可以不失时机地提出问题：“如何判断?”这样做不仅能有效地调动学生自主地参与到实验的设计中，而且实验的目的更加明确。
三、探究性化学实验教学的案例------电解
设计思想：电解原理是电化学部分的基础，是学生继续学习后阶段原电池部分的关键。学生在必修中已获得原电池的初步认识：把化学能转变为电能的装置叫做原电池；而且学生也具有熔融盐可以导电的知识。但在选修中要得出更为普遍的规律，使学生对化学能与电能的相互转化的原理、形式及应用有更深入、全面的认识。而从特殊到一般，学生需要一个认识过程。鉴于学生对电化学部分认识的仍存在局限，此实验的设计可由老师提供，探究重点放在学生动手过程中对物质微粒的行为研究上，对问题的推理和论证上。
教学过程：略
四、实施探究性化学实验教学的一些体会
1．学生自主学习的意识加强。
在新课程中如何变学生“要我学”为“我要学”，“学会”为“会学”是一个很关键的问题。在探究性活动中，学生有了更多自主学习的空间，一位同学所说：“这样的实验需要自己去猜想、去探究，通过实验可以验证自己的猜想和设计是否正确，这种方法既促使我们动脑又锻炼了勇于猜想、大胆动手的良好学习习惯。”另一位同学说：“如果问我哪一种形式的实验好，我会毫不犹豫地说:‘自己动手，丰衣足食’。”在这样的课堂教学活动中，他们习惯了自己提出问题，自己猜想假设，自己设计方案，并从自主学习的过程中增强了学习的积极性和主动性。
2．学生的知识结构得到优化和完善。
探究式化学实验教学方法强调，让学生自己设计方案，并具体实施实验操作，这一系列的过程，使学生真正参与到实验中来，使他们的化学概念表象得以更为有效地与基础理论知识体系中的化学概念建立起实质性的联系。而过去的常规实验方法，教师常常在草草做完一遍实验后，紧接着进行分析，以引出概念。而没有注意实验过程、现象是否给出学生留下了深刻的印象。当学生头脑中还是残缺的表象时，教师却根据自己头脑中早已存在的表象进行分析。结果，学生跟不上教师的思路，造成不得不机械背诵概念定义的现象。他们对概念的理解，往往是在以后的逐步练习、运用中获取。探究性实验教学方法，便是在于使学生在还没有抓住化学概念本质时，就会主动查阅资料，自己设计方案，增强迁移效果，优化学生的知识结构。
3．教师的观念发生了变化。
21世纪，科技飞速发展，面对新的时代，教育最重要的目标是为学生的终生发展负责，最大的任务是如何培养可持续发展的人才。而高中生物教材中的实验大多为验证性实验，学生先被告之结论，再由教师手把手教如何进行实验操作，学生成了完成实验的机器，完全没有思考和创新的过程，扼杀了学生的自主性和能动性。重结果，轻过程的教学模式使学生只知其然，不知其所以然。所以，对高中生物实验教学进行重新设计，变原来的验证性实验为探究性实验。通过创设问题情境，引导学生发现并提出问题，进行探究，积极主动学习，并得出结论，从而获得知识。本文浅谈了高中生物探究性试验教学，以供同行参考与借鉴。
二、高中生物探究性实验教学概述
1.高中生物探究性实验的特点
高中生物开设探究性实验可以引导学生积极参与科学探究的过程。高中生物探究性实验的特点包括：(1)自主性。探究性实验需要学生自己设计并完成实验，就要求学生熟悉教材内容，并能运用实验设计的原则方法和原理设计出合理的实验方案，并会观察实验现象、分析实验原理、解释实验原理、得出实验结果。这样，才能够最大限度地激发学生学习的兴趣和创造的潜能，也能充分体现学生学习的自主性，符合现代主体性教育理论的要求。(2)探究性。探究性实验不同于验证性实验，这使得实验中出现什么现象，学生不能直接从课本中找到答案，只能通过细心的观察和思考得出。正因为其过程和结果的不确定，对于开拓学生视野，养成求异思维品质，提高创新意识和实践能力是十分有效的。(3)灵活性。探究性实验对于所探究的问题，可以提出不同的假设;可以有不同的探究方法;可以有不同的材料用具;只要能够解决问题就行。对于一些硬件设施较差的学校来说，他们可以采用简便的方法和现成的材料进行探究性实验，甚至可以根据自己学校的实际情况，结合课程教学，取消或增加一些探究性实验，从而，有利于素质教育的开展。
2.高中生物探究性实验教学的难点
(1)实验设计难。由于学生以前没有这样的经验，同时受学生年龄的限制，他们的思维往往有较大的局限性，因而，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。
(2)实验完成难。由于以往认识的偏差和条件的限制，对学生动手能力的培养不够，而且学生对实验仪器的认识和控制能力较差，因此，学生独立完成实验较难。
(3)实验分析难。限于学生的思维能力，学生独自分析实验结果、探索和思维获取结论。学生独自分析实验结果、得出正确结论比较困难，特别是对实验中某些条件的.忽视或控制不好而造成的实验结果的偏差，难以得出合理的解释。
三、高中生物探究性实验教学的方法
1.加强验证性实验的教学，培养学生的动手能力。使学生了解实验仪器用品的性能和使用方法，有利于他们进行探究性实验的设计和实施。
2.教给学生进行实验设计的思路和方法：(1)确定课题;(2)提出假设;(3)设计实验方案;(4)预期结果;(5)观察和记录;(6)实验分析;(7)得出结论;(8)修改实验方案;(9)重复实验。以上各环节不一定每个实验都需要。
3.组织兴趣小组活动，培养学生骨干，把他们分散开并与其他同学合理搭配分组，以点带面，保证实验的顺利进行。
4.及时督促、检查学生按照实验设计方案进行操作与观察，认真做好实验结果的记录，不但要记载符合预期的现象，还要记载与预期相矛盾的现象，以便于对结果进行如实的分析。
5.组织学生进行实验总结交流;教给学生认真分析实验结果的方法;引导学生利用事实进行科学的推理，得出相应结论，完成实验报告。
6.使学生在学习中意识和感觉到自己智慧的力量，体验到创造的快乐，对学生出现的新思想、新方法、新举措，教师要及时给予评价、指导和鼓励，激发学生学习的内部动因。
7.充分体现学生的主体地位，培养他们的群体意识、团结协作精神。
四、高中生物探究性实验课的教学环节
科学探究通常包括通过实验来探究、通过调查来探究等不同形式。生物学实验教学在生物学教学中有着十分重要的地位，教师应积极提供机会，让学生亲自尝试和实验进行探究，并将其内容要求尽可能多地渗透到各主题内容的教学活动中去。以探究为本的生物学实验教学与一般意义上的探究是有区别的，也与科学家从事的科学探究有着明显的不同。中学生物学探究性实验是基于中学生物学实验前提下的，由教师给予学生指导的科学探究活动。在科学上，实验的结果、结论或许早就有了，但为什么还要组织学生去探究呢?因为要教会学生科学探究的一般方法，考察学生在实验过程中的操作表现，思维表现，学习能力表现等。探究性实验一般以小组合作开展，提倡“以问题为中心，自主探索，小组交流，重在发展”，它要求学生既要对所研究的课题开展学习活动，同时又要对实验过程开展学习活动。
高中生物探究性实验课的教学过程结构归纳为以下六个环节。
(1)背景下提出问题→(2)假设→(3)设计实验(包括实验A、B、C)→(4)实施实验(包括实验A、B、C)→(5)结论→(6)表达交流。
以上六个环节可以解释如下：
(1)教师提供背景材料或学生从日常生活、生产实践或学习中发现与生物学相关的问题，并以书面或口头表述这些问题，描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。
(2)应用已掌握的知识，引导学生对问题的答案提出可能的设想，估计假设的可检验性。
(3)制定探究计划，提出实验步骤，列出所需要的实验材料与用具，选择控制变量，设计对照实验。
(4)实施计划，观察实验现象，收集实验数据，评价这些实验现象和数据的可靠性。
(5)描述实验现象，处理实验数据，得出合乎实验的解释，形成结论。
(6)撰写实验报告，口头或书面表达交流探究实验过程、结果和结论。显然，开展探究性实验从整体上应体现上述六个环节。只有这样，才能充分体现其一般课型特征。但是，也不能把这些环节绝对化。例如第一个环节，要求学生能够独立提出问题，这些问题可能是由学生自己提出来的，也可能不是。如果学生在教师提供的诸多问题中选择一个，或者他们受到某些问题的启发，提出新的将要探究的问题，能说这样的问题就没有探究意义吗?当然不是。再如，设计实验方案、实施实验方案和得出实验结论，这三个环节之间有着前后关联关系，若实验方案的设计存在某些失误，就会影响到实验结果的准确性，甚至得到错误的结论。这样的话，教师也不能指责学生，因为学生已经努力参与了实验过程，他们的探索精神是值得肯定的。
参考文献：
[1]龙家良.浅谈探究性实验的教学.青海教育，，(1-2).
一、目前存在于高中化学实验教学中的问题
1. 没能有效激发学生学习化学的积极性
在以往的教学中, 老师都是在讲完课后让学生做这一课相对应的实验。心理学研究发现, 学生对那种既和他们过去的经验有联系又有创新的东西有兴趣, 在以往的化学实验的过程中, 学生做的实验都是老师在课堂上做过的实验, 学生实验的内容现象都是老师在上课时讲过的, 完全没有突破性、创新性, 所以学生对化学实验完全没有兴趣、没有积极性。照这样的情况发展下去, 想要在化学教学中通过实验激发他们的积极性是根本不可能的。[1]
2. 化学实验教学没有形成正确思维
在科学史上有很多的例子证明了要想在科学上有新发现就要有正确的思维, 比如爱因斯坦能提出相对论, 就是因为他知道理想演绎法和演绎法;正是因为有了模型方法才有了原子, 有了维纳的控制论;门捷列夫创造元素周期表, 就是因为他懂得去发现世界的微观结构, 而这正是因为有了类比和模拟法、分类法和归纳法。然而人在长期的化学教学中发现, 过去的化学实验根本就不能培养学生的能力, 尤其是学生的化学实验只是又一次证明了老师在课上做的实验是正确的。
二、新课标背景下的高中化学实验探究性教学
对于已经习惯了应试教育的老师来说, 探究性的实验教学绝对是一个很大的挑战。要想改变行为就要先转变传统的实验教学理念、思想观念, 教学效果直接受到化学教师的教学理念的影响。所以教学理念的转变是新课程化学实验教学改革的首要任务。[2]
1. 化学实验的目的
作为化学教学的一种途径和辅助手段, 化学实验可以作为一种探究活动在学生体验科学研究的过程中体现出来。学生可以通过实验来掌握与他们学习相关的化学知识;有的实验可以使学生正确认识物质及其变化规律;培养学生的实验能力和科学素养;可以使学生掌握实验的方法和技能, 提高学生的动手能力;发现科学的乐趣, 感受科学魅力。
2. 化学实验与生活相联系
根据现代社会的生活以及未来社会的发展, 在教学中培养学生的创新精神并提高实践能力就是新的化学课标中对教学理念的定义。所以, 新课标理念强调将化学知识和现代生活相联系, 这在化学实验教学中尤为重要。许多日常生活和社会生活中的现象都是化学实验中的内容, 而学生身边常见的化学物质也可以成为实验中的材料, 这样会增加学生对实验的亲切感, 他们会感觉化学并没有那么神秘, 我们身边处处都有化学。[3]
3. 实验教学能力的提升
并不是说只要能做好一个实验就一定能把这个实验教好, 因为实验教学能力不等于实验能力, 他们是不同的两个概念。教师应根据教学的内容以及每个学生不同的特点来设计不同的实验教学情境, 从而让学生喜欢上实验并对它产生兴趣和欲望, 恰当的实验操作、语言和其他行为在实验过程中能让学生进行观察、思考、讨论, 实验结束后学生对实验现象进行分析、总结, 并且得出相对应的结论。
4. 化学实验教学资源的提升
化学实验教学资源指的是什么?总的来说就是有利于实现化学教学目标、在实验教学设计、实施、评价过程中可以利用的各种资源的总和。弥补化学教科书内容中的不足, 甚至是化学实验教学的拓展和完善, 都可以通过开发利用化学实验教学资源来完成。作为一名新时代的化学教师, 树立全新的课程资源观就显得尤为重要, 课程资源的利用和开发意识以及责任感的树立也是十分重要的。化学课堂教学信息可通过利用一切能利用的实验教学资源来使之丰富, 化学教师的专业成长和专业化发展同时被促进。[4]
总而言之, 化学教学手段中最直观的就是化学实验, 对学生理解学科并掌握其基础知识, 培养技能, 提高能力, 激发学生的学习兴趣, 对学生学习方法和习惯的养成都具有十分重要的作用。能够使教学成功的途径就是教师最大限度地利用化学实验教学。高中化学教学的主要手段之一必将是越来越丰富的探究性实验教学, 教师驾驭和开发新课程的能力随着新课标改革的逐步实施不断地增强。
参考文献
[1]周雄, 蔡亚萍.新课标下高中化学实验的探究性教学思考[J].今日科苑, 2011 (02) .
[2]黄波.新课标下高中化学实验教学的研究[D].华中师范大学, 2007 (07) .
[3]雷升.新课标下高中化学实验教学的实践与思考[D].西北师范大学, 2007 (07) .
基于以上原因，在新课程实施的初期，对新课标下物理探究性实验进行研究具有一定的理论和实践意义，可以为课改和新课程的实施提供参考。
1.物理探究性实验的定义
物理探究性实验是为了探求物理知识，学会一定的物理研究方法等而进行的涉及提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等活动。它是物理领域中的科学探究。在具体的教学实施过程中，可以涉及科学探究的某几个环节，也可以是全过程，分别是“部分探究”和“完整探究”。实验探究现己成为理科教学的重要标志，也是日前一些发达国家的中小学理科教学的基本教学手段和学生活动的主要形式。
2.物理探究性实验的设计原则
2.1主体性原则。整个探究性实验学习活动始终要围绕学生自己发现—选择—探究—解决问题这个研究活动过程来设计，以学生的活动为中心，放手让学生自己去研究、探索，把学习活动的主动权交给学生，教师在其中只起点拨的指导、领路作用。在设计探究性实验时，要充分考虑如何激发学生对问题情境或探究内容的兴趣和探究动机，要保证探究活动过程对学生的开放性，给学生提供自主探索、自主创造的机会，让他们各尽所长，充分发挥。
2.2目标的原则。做每个实验都要有明确的目的，具体到探究的每一步也要有明确的目标。这里的目标包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面。当然具体到每个探究性实验，其目标可能有所侧重。只有明确了要达到的目标，探究就有正确的方向，学生就能在探究过程中经受住困难或挫折的考验，从而对探究过程的艰辛与乐趣体验得更深刻。
2.3科学性原则。探究性实验设计中的实验原理科学、装置合理、操作程序和方法正确，探究性实验设计的全过程都科学、合理，所采用的设计标准、方法、步骤等都有一定的理论依据或实践基础，得出的实验结论就可能是正确的。在整个探究过程中，要着重培养学生科学思维方法，观察和记录实验的方法，以提高学生的科学素养，这也正是探究性实验设计的宗旨。
2.4趣味性原则。探究性实验的设计要充分考虑学生心理特点和认知水平，实验设计要生动、有趣，能使学生在进行实验探究时，自始至终保持很高的兴趣。
2.5简约性原则。简约性是指要用尽可能简单的实验方法和实验装置，用较少的实验步骤和器材，在较短时间内达到预期的日的。用简单易行的、合理的实验设计，冲淡学生怕实验准备工作麻烦的情绪;用新材料、新工具降低实验的操作难度。实验设计简约，装置简单，操作简便，节约时间，整个实验过程中没有过多的干扰，学生将主要精力集中在探究目的上。简单就是美，恰当的实验设计既突出实验重点，又没有冗长的实验步骤。
2.6互动性原则。现代教育理论指出，教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的`过程，师生互教互学形成一个真正的“学习共同体”。在教学中，存在着师生间、生生间的交往。交往的基本属性是互动性和互惠性。信息交流实现了师生互动，相互沟通、相互影响、相互补充，从而达到了共识、共享、共进。
3.新课标下高中物理探究性实验内容的选择
实验内容是实施物理实验并使教学效果达到预期目标的根本。物理实验中蕴藏着极为活跃的因素，随时会出现许多学生意想不到的问题，对与活化学生学习的知识和训练思维有很大的好处。在实际选择内容时要考虑到以下几个问题。
3.1目标的全面性。传统的实验教学在目标上主要强调知识的获取，包括一些具体的实验技能。而探究实验教学应具有更加全面的目标，不仅包括知识方面，而且应该包括态度、情感、能力等诸多方面。按照新课程标准的要求就是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的要求。课程标准对科学探究及物理实验能力要求，即提出问题、猜想和假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集数据，分析与论证、评估，以及交流与合作。
3.2内容要在学生的“最近发展区”内。所谓“最近发展区”，就是学生独立解决问题时的实际发展水平与学生在教师引导下解决问题时的潜在发展水平之间的距离。教师的引导应高于学生原有的水平，否则学生得不到应有的发展;但也不能差异过大，否则会导致学生学习失败，对学习失去兴趣。
3.3内容要贴近生活、贴近社会。很好地联系学生的生活实际和社会实际，可以提高学生对物理的学习兴趣，使学生感到物理就在自己身边，也可以使学生在知道和理解物理知识的基础上，能够清楚所学的知识能用于做什么和怎么做，同时对物理的本质和价值，有一个正确的认识。
3.4内容要结合课程标准。新课程标准中的实验可以分成几类。
第一类是在表述上有“通过实验，探究……”等字样的实验，是一类基本的探究性实验，是课程标准规定了的。这样的实验的例子有以下一些：通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系;通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律;通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。
第二类是在表述上有“通过实验知道……”“通过实验认识……”“通过实验了解……”“通过实验理解……”“经历……实验过程，了解……”等字样的实验。这样的例子有：通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力;通过实验了解物体的弹性;通过实验理解光的折射定律;通过实验知道常见传感器的工作原理。对于这样的一类实验，可以根据实际需要，把它们设计成探究性实验。
有些课程标准上要求“通过实验演示……”等字样的实验，这类实验，也可根据情况设计成探究性实验，比如：用录像片或计算机模拟演示以粒子散射实验。
还有些实验是不适合被设计成探究性实验的，主要是仪器使用、操作训练等类型的实验。比如：初步了解多用电表的原理;通过实际操作学会使用多用电表;以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
4.展望
新课程的实施势在必行，科学探究作为基础物理课程改革的基本理念，体现在课程目标、课程内容、教学方式、学习目标和课程评价等方面。实验是物理探究的重要科学方法，高中物理实验教学的改革应当关注探究思想的介入，改变将实验的功能仅归于验证理论和培养动作技能的观点。从这个意义上说，物理探究性实验教学的升展是必然趋势。在新课程标准下如何更好地进行物理探究性实验的教学，还有很多问题值得探讨，比如，如何安排实验探究的内容、时间，如何对物理探究性实验进行评价，如何开发物理实验方面的教学资源比如实验室资源、教师人力资源，等等。
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