探究培养学生重视实验改善试述培养学生技能

实验探究是激发学生学习兴趣与求知欲，培养学生科学素养和实验技能的最具实效的教学模式之一。由于受初中学生生理和心理特点等因素的制约，他们在实验过程中往往只关注一些浅层面的东西，如实验的趣味性和实验现象等。这种流于形式，游戏性的实验，是不具备实效性的。这就要求教师要善于对学生的实验过程进行全程掌控，在实验探究的每一个环节结合教学实际，从广度和深度上进行适当的挖掘。其中，实验的评价与改进，就是实验探究链条中重要的一环。
下面是笔者在教学实践中的两个案例。
1 对蜡烛及其燃烧的探究
分别取一个干燥的烧杯和一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯，先后罩在蜡烛火焰上方，仔细观察烧杯壁上分别有什么现象产生。推测蜡烛燃烧后生成了什么物质。笔者首先要求学生根据课本提供的信息动手实验，并描述和记录观察到的现象，结果没有一个学生观察到干燥的烧杯内壁出现小水滴，用澄清石灰水润湿内壁的烧杯也仅仅是在烧杯内壁留下了些许白色的印迹，还有的学生甚至将烧杯内壁熏黑。
针对这一情况，笔者提出了如下问题：蜡烛燃烧生成的产物中有二氧化碳和水，生成的水以水蒸气的形式和二氧化碳气体一起散失到空气中。本实验在正常情况下，应该看到什么现象？又是什么原因导致学生并没有观察到这些现象？经过同学们热烈的讨论和老师及时地指导，统一形成了如下观点：①正常情况下应该看到干燥的烧杯内壁出现小水滴，烧杯内壁的石灰水变浑浊；②由于环境温度较高，蜡烛燃烧放热，导致烧杯温度很高，感觉非常烫手，故水蒸气不能在烧杯内壁冷凝；③由于烧杯内壁挂不住多少石灰水，加之烧杯温度很高，水分蒸发，石灰水中析出的物质便留在烧杯内壁；④如果烧杯口离烛焰过近，会将烧杯内壁熏黑。
接着笔者又提出：“既然已找出了产生问题的原因，那么同学们能否想出解决问题的方法？”经过一番热烈的讨论，同学们想出了许多方法。有的说，可以用冷水浸湿毛巾，包住烧杯；有的说，可以将冰块包在烧杯外壁；有的说可以预先将烧杯放入冰箱冷冻，实验时再拿出来；有的说可以将蜡烛燃烧生成的气体收集起来，通过一只长玻璃导管，再通入石灰水中……之后，笔者又组织学生对同学们提出的这些方法加以分析，从中选出几种有可行性的方案，鼓励同学们重新去探究。同时展示了自己设计的改进实验装置（如图1所示）：
图 1 收集蜡烛燃烧后生成的产物
利用长颈漏斗收集蜡烛燃烧生成的产物，当产物通过漏斗的长管时，得到了充分的冷凝，水蒸气会在长管中凝结成小水滴，二氧化碳则汇聚到大无底试管中。一段时间后，用橡皮塞塞住无底试管口，颠倒几次，即可观察到澄清石灰水变浑浊的现象。该装置简单，操作方便，实验现象非常明显。通过对该探究实源于：论文格式要求www.618jyw.com
验的评价与改进，培养了学生实事求是的科学态度，以及分析问题和解决问题的能力，对实验方案的设计方法也有所领悟。
2 对测定空气中氧气含量的探究
实验前，笔者与学生一起分析了拉瓦锡研究空气成分所用的装置，引入仿照实验装置。笔者利用该装置有意设计了“进入容器内的水的体积小于容器容积1/5”的实验，要求学生从原理上分析造成这一结果的原因，并提出解决措施。同学们分析认为，水之所以能进入容器内是因为容器内空气中的氧气被红磷消耗，容器内气压减小。正常情况下，进入容器内的水的体积应等于被消耗掉的氧气的体积，即应约为容器容积的1/5。而出现现在这种结果，说明容器内气压减小量不足。有了原理上的
支持，同学们很快就找出了造成这一结果的原因，并提出了相应的解决措施。接着根据同学们提出的这些措施重新做了一次实验。这次却发现进入容器内的水的体积超过了容器容积的1/5，同学们对这一现象大感意外。笔者及时引导同学们根据原理从操作上寻找原因，
图 2 测定空气中的 氧气含量
分析认为是容器内气压减小过多，而容器
内气压减小过多是因为点燃红磷后，在塞橡皮塞时有一部分空气由于受热逸出。接着，笔者向同学们介绍了白磷和红磷的相关资料，并讨论引燃白磷的方法，同时展示了一套改进装置（如图2所示），利用该装置成功进行了实验。通过这一实验，同学们认识到了理论指导实践的重要性，学到了如何根据原理从装置和操作两方面评价实验、改进实验。
要提高学生的科学素养和实验技能，非一朝一夕之功，需要教师在长期的教学实践中有目的、有意识地去培养。而重视在探究过程中对学生实验评价与实验改进的指导，无疑是具有实效的重要手段。