探究是思想而不是手段

      我们认为探究就是对未知事物或产生事物的原因进行系统的、遵循一定科学基本方法的研究。

      探究教学方式在学校的化学实验与理论教学中已经被广泛使用，但问题多多。首先是传统教学方式的根深蒂固，大多数教师很难转变。即使转变，探究式教学也仅仅是一种陪衬、表现的手段，而不是教学的手段。其次，探究式教学往往是教师个人的无意行为，都是一个个单独的个案。即使是多个成功的探究个案，也无法形成系统的探究课程。而将众多的探究设计统一协调，系统完善，就是一个由点到线，再由线到面，将探究从课例变为课程，由量变到质变的过程。

      笔者认为探究教学的核心可以概括为：培养科学精神、树立科学思想、训练科学方法、养成科学习惯。

      一、教材中探究实验重结论而轻过程

      现行教材中多处要求学生进行探究。例如人教版《化学》九年级下，介绍溶解吸放热时要求学生做系列探究，见表1。

      

      学生在课堂上通过亲手实验，体会到溶解过程中存在吸放热的现象。

      在现实教学中，探究并不能得到顺利贯彻。一方面，学生实验费时间，导致课时紧张；另一方面，越来越多的学生通过课外班的形式提前学习相关内容，探究对他们来说已经没有意义。经济越发达的地方进行探究教学的条件就越好，而提前学习的现象也越普遍，使得探究反而更没有意义。笔者曾调查一个重点班，85%的学生已在初三之前比较系统地学习了化学课程，并且学业越好的学生，平均水平越高的学校，提前在外学习的现象越普遍。上课对他们来说是复习，探究变成验证，在一定程度上课本上的探究意义越来越小。在经济发达地区这是非常普遍的现象。最重要的是，通常这些探究实验的结论在课本上都可以找到答案。

      二、探究过程是探究的本质

      设想在课本探究基础之上，运用同样的原理设计一个实验，而学生一般一时无法从教材找到该实验的结果，这样的探究应该更符合探究的本质，更能激发学生的好奇心，更能提高教学效果。而这也是我们设计探究的最根本出发点。即不在现有教材上选取现成的课题，而是借鉴之后，进行颠覆性的设计。

      在教学中我们进行了一系列大胆的尝试。以溶解吸放热实验为基础，我们调整了实验方案。

      学生学案：

      实验室给你提供了几种化学试剂，请你鉴别一下它们溶解过程中热量有无变化。

      实验提供的试剂包括：氯化钠、硝酸铵、无水硫酸钠、结晶硫酸钠、无水碳酸钠、结晶碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、浓盐酸。

      将以上试剂各取少量于试管中，再向试管中加入少量水，振荡，用手摸试管壁，感觉温度的变化并记录实验现象。

      （提示：如果你选了浓盐酸做实验，要先在试管中加一些水，后加浓盐酸。盐酸有很刺激的气味，用后立即盖好塞子。并且在通风口附近进行实验。）

      下一步我们要对实验进行定量测试。从上面热量变化明显的试剂中选择1种，测试一下，加入药品的质量变化后，温度变化与加入的试剂量有无关系。（请自己设计方案）

      （提示：今天进行的是定量实验。如果我们选的试剂改变、试剂的质量改变、溶剂的质量改变，那么实验就没有可比性。所以，做实验时只能让一个条件改变，这称作受控对比实验。本次实验建议使用相同的水量进行对比，例如水量为10mL或20mL。）

      这个实验在教材的基础上增加了无水硫酸钠、结晶硫酸钠、无水碳酸钠、结晶碳酸钠、碳酸氢钠、浓盐酸几种物质。这几种物质恰好组成几个对子，无水硫酸钠、结晶硫酸钠是一对，无水碳酸钠、结晶碳酸钠是一对，碳酸氢钠、碳酸钠是一对。但它们的温度变化恰好不同。通过这种“超纲”的实验，学生无法提前获知其温度变化规律，尤其是无水盐与含结晶水的盐，这细微的差别有可能造成温度差别。有学生猜测：带结晶水的盐是不是温度变化少一点？好奇心驱使他们非常认真地完成实验。并且学生只需要完成一个试剂的实验，而后互相交流、汇报结果。无水碳酸钠和结晶碳酸钠溶解时一个升温一个降温，对学生来说这是不可思议的差异，更能激发他们对化学的学习兴趣。

      而接着的深化实验更能让学生体会探究的乐趣。在已知温度上升的基础上，加入1g、2g、3g、4g、5g……不同质量的氢氧化钠，温度曲线如何？学生提出了三种可能性，并给出了适当理由。有学生提出每克药品放出的热量应该是相同的，所以曲线应该是直线；有学生提出容器也吸收热量，但是药品用量增大后，容器吸收的热量相对就小了，曲线应该拐头向上；还有学生认为温度高则热量散失就快，因而曲线是向下拐的。见图1。

      

      

      三种都有道理。教师又补充三种，见图2。理由是，加入很多氢氧化钠之后，水沸腾，温度就不再上升，学生们也觉得有道理。但是究竟哪个对，需要靠实验确定。