关键词：课外实验； 科学探究
中图分类号：G633．8文献标识码：A文章编号：1006-3315（2013）03-008-001
《九年义务教育全日制初级中学化学教学大纲（试用）》指出：“化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。”同时也指出，“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。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，激发学习化学的兴趣，增进对科学的情感，学习科学探究的基本方法，初步形成科学探究能力。”
课堂教学中教师演示实验和学生分组实验，在时间、空间及仪器和药品选择上都十分有限，化学实验的教育教学功能远远不能充分发挥。化学课外实验是课堂教学的延伸，可以探究的内容很广泛，其切合点可以根据课堂教学内容，对物质进行进一步探索，或结合生活实际和生产实践，对学生身边的物质进行探究。课外实验给学生提供了一个更为广阔的空间，学生有充裕时间自主进行探究，弥补了课堂教学的不足。
刚步入初三的学生对化学这样一门新课程充满了浓厚的兴趣和探究的欲望。但学生刚接触化学知识，对化学仪器和实验基本操作都不了解，要让他们自己做课外实验，对实验进行探究几乎是不可能的。在教学过程中，教师先为学生设计好探究性实验报告，内容包括：“发现问题―提出问题―作出假设―设计方案―进行实验―交流讨论――归纳总结―得出结论”，然后老师做演示实验。学生通过实验报告和老师的示范实验，感知和了解实施探究性实验的一般方法。这时可以让学生做一些简单安全的课外实验，满足学生的探究欲望。例如在学完“镁的性质的探究”实验后，学生对化学实验探究过程有了一定的了解，对物质的探究兴趣正浓，老师可以顺势而为，布置一个课外实验：对铜的性质的探究。这样，实验的成功率大，效果好，学生能在“玩”中掌握知识，体验探究的乐趣，学生的自信心就会得到加强。
随着学生对探究性实验学习能力的逐步提高，在研究过程中，老师可以采取边学习课本中的探究性实验，边增加课外实验和对生活中一些化学现象探究的学习。比如课外实验：探究铁生锈的条件。指导学生认识对比实验的关键要控制变量，使铁钉处于只与水接触、只与氧气接触、同时与水和氧气接触三种环境中，来观察铁生锈的情况，从而得出铁生锈的条件。学生在家中完成探究实验，并在课堂上进行了交流。在实验中，没有试管，同学们用医用针剂小药瓶代替，从雪米饼袋中、甚至从保健药品的罐中找来各种干燥剂做实验。由于自己动手实验，并从生活中寻找实验仪器和材料，同学们不仅亲身体验到了铁在什么条件下会生锈，在什么条件下更容易生锈的知识，而且知道了什么是对比实验，初步学会了如何设计、运用对比实验，同时极大地提高了大家学习化学的兴趣。这是我们老师事先准备好实验，然后在课堂上展示讲解而实现不了的。
“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验。”在课外实验中，没有现成的仪器和药品，这就需要学生从生活中寻找，有些物品不一定能及时找到，需要平时的积累。例如粗盐提纯的课外实验，用什么替代漏斗和滤纸？有的学生用废弃饮料瓶剪去一半，将上半部倒转过来，就是一个简易的漏斗，有的学生用多层医药纱布扎住瓶口充当滤纸；有的学生想到用化妆棉做滤纸。“探究影响固体溶解速度的因素”的课外实验，用什么替代烧杯、量筒和玻璃棒？有的学生用一次性医药针筒替代量筒；有的学生用筷子替代玻璃棒；有的学生用玻璃杯替代烧杯。课外实验检验呼出气体的主要成分，学生从雪米饼袋中找出干燥剂配制成澄清石灰水，用吸管代替导气管，实验现象明显，操作简单。实验替代品的收集，让学生成为生活中的有心人，还培养了学生变废为宝、勤俭节约的好习惯。
【关键词】 初中物理 物理实验 实验探究 教学经验
自课改以来，长海县与大连市所用的物理教材是相同的，前四年用的是上海科技版新教材，近五年用的是人教版新教材，两个版本的新教材与老教材相比较最大的变化就是增加了大量实验探究性的内容，几乎每一个概念、规律、公式的得出都是通过实验探究来完成的。而实验探究主要包括以下步骤：提出问题、假设猜想、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。多年的物理教学工作使我在实验探究教学方面有了点滴的心得体会。
初中物理教材上的探究实验主要是以能力取向为主，在训练各种能力的内容安排上，都要注意前后知识的联系性，特别是注意加强基本知识的训练。对于实验探究的各个环节都有不同的要求。因此在实验探究教学中要着重于以下几个方面。
1.提出问题
探究实验的教学首先要提出所要探究的问题，老师要注意问题的提出要新，要有一定的趣味性，能充分调动学生的积极性。如在学习《摩擦力》时提出：我们都会走路，走路靠的是摩擦力吗？但是我们发现有时我们走得很稳，可是下雨天走路容易摔跤，想知道是什么原因吗？那我们就一起来探究“摩擦力的大小与哪些因素有关”。
2.猜想与假设
要引导学生根据已学过的物理知识和生活经验，对问题进行科学猜想，鼓励大胆提出假设，开展讨论，分组设计检验猜想的实验方案，包括选用哪些实验器材、先后测量哪些物理量、具体如何操作等。例如：在《重力》一节的教学中，“探究重力的大小与哪些因素有关”，要引导学生猜测重力的大小可能与形状，体积，质量等因素是否有关，并设计选用相关材料进行探究；在《摩擦力》教学中，“探究影响摩擦力大小因素”的实验中，让学生以实验组为单位，猜测“可能与接触面的大小、接触面的粗糙程度有关、压力大小有关”。
3.制定计划与设计实验
设计实验是多种多样的，但主要要注意该方案的可行性，可设计多种实验方案，然后选择一种最好的，最易实施的方案。例如：在研究电流做功与哪些因素有关时，我们可以用教材中的方法，也可以采用生活中的例子来完成。
4.进行实验与收集证据
实验中要注意控制变量法的应用。遵循安全、易行的原则。如：对部分电路欧姆定律实验的观察时。第一步，先定性观察电阻变化或电压变化都能引起的电流变化；第二步，固定电阻，定量观察电压变化对电流的影响；第三步，固定电压，定量观察电阻变化对电流的影响。
5.分析与论证
实验结论的得出要注意有层次性，例如：在研究物体的温度变化快慢与什么因素有关时，加热相同质量的水和沙子，得出的结论中就不要写物体的温度变化快慢与比热有关而应该写与物质的种类有关。
利用上述问题的结论可以解决“内陆地区为什么比沿海地区温差大？”的问题。
当然，在实验探究活动中我们也要注意一些问题：
（1）开放性决不意味着放任自流，整个教学事态的发展必须处于教师的引导、控制之下；也不意味着教师可以更轻松一些，而是对教师提出了更高的要求：如何使学生的自主活动能够有序、有效？这就要求设计者更充分地估计学生学习现状、教学内容的难度，同时更恰当地进行环境设计、媒体设计等。
（2）真实的教学环境相比，在探究教学设计中教师有充足时间对整个教学过程进行周密计划、反复检查。因此，教师要对探究教学所涉及的各个因素进行反复的预演，达到能够比较精确地控制这些因素，特别是对整个探究过程的把握，是设计的难点之一。
（3）鼓励提问，科学的发展、技术的进步都是从发现问题开始的。教师该从一开始实施实验探究教学时，就要保护、促进学生提问的积极性，因为多数学生还未养成发问的习惯，而且此时心中即使有问题也顾虑重重地怕自己提的问题太简单、怕提错了问题被别人笑话而不愿和大家一起探讨，更不用说进行深入的实验探究了。鼓励学生提出各种问题是完成设计的关键为此，我们应该深刻理解著名物理学家李政道先生曾讲过的这句话：“错了也没关系，错了马上改，可怕的倒是提不出问题，迈不出第一步”。
探究实验通常是科学家对新事物、新现象进行研究时常用的方法。目前，在教学中的探究实验并不是真正意义上的为了新发现而设计的探究实验，课堂上所谓的探究实验，是在教师知道而学生不知道答案的前提下完成的，旨在培养学生的探究意识和能力。 过程通常是教师提出某种现象或问题，然后由学生进行原因的假设，接着根据假设设计实验，完成实验，最终根据实验结果来验证假设，得出结论。实验结果与假设一致，则假设成立，反之假设不成立。
探究实验的一般步骤如下：
1、观察现象并提出问题。
2、做出假设。
3、设计实验。
4、完成实验。
关键词：探究性；验证性；实验；区别
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）21-0100
高中生物实验分两种类型：验证性实验和探究性实验。验证性实验是指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。验证性实验强调演示和证明科学内容的活动，科学知识和科学过程分离，与背景无关，注重探究的结果（事实、概念、理论），而不是探究的过程。验证性实验传递了这样一种信息：了解一个发现和如何把这个发现的结果运用到一个确定的问题上比直接学习如何发现要重要得多。验证性实验强调实验操作和观察等个别智力技能，强调快速经济地获得生物知识。探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。高中《生物》新大纲将实验等活动课增加到 15学时，且将传统的验证性实验改为探究性实验。探究性实验可以在教师的鼓励、启发、引导下，让学生在实验材料、实验试剂、实验方法等方面进行探究，自主实验、发现问题、积极探索。这类实验有利于学生主体性的发挥和创新精神的培养，提高学生的整体素质。本文试图从不同角度分析阐明两个实验的区别，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力。
一、两者在实验目的、选题、基本内容和结果上的区别
1. 两者在实验目的上的区别
实验的目的在于通过一系列实验项目，使学生能比较熟练地掌握生物学实验的操作方法和技能；学会进行综合实验的设计、准备、操作和结果分析；培养学生对实验原理、方法和结果的正确理解，仔细观察，认真思考的科学素养和分析问题和解决问题的科学能力。验证性实验目的旨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。探究性实验目的则是在假设的指引下获取支持假设或假设的科学实证，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. 两者在实验选题上的差异
探究性实验的选题范围较验证性实验广，探究性实验的选题可以来源于教学实验中出现的未知原因的异常现象和疑难问题，也可以是对教材中的学生未知理论事先进行探究，使学生的知识学习通过探究而获得，还可以是与生活和环境密切相关的现象或事物等的探究，从而验证假设；而验证性实验的取材范围较窄，一般是教材上的已知结论的验证或生活中即成事实的验证，范围确定在已知事物上，在一定程度上缩小了验证性实验的取材范围。
3. 两者在基本内容上的区别
一份完整的验证性实验的基本内容：
（1）实验名称：是一个关于什么内容的实验。
（2）实验目的：要验证的生物学事实。
（3）实验原理：实验依据的科学道理。
（4）实验对象：最能体现此生物学事实的具体对象 （如细胞、组织、器官或生物个体）
（5）实验条件：完成实验必需的实验材料、用具、仪器、设备、药品等。
（6）实验方法与步骤：实验采用的方法及必需的操作程序（根据每一环节的关联性，或几个实验的相关连 续性，安排最佳的实验程序）
（7）实验现象、结果：根据已有实验原理确定实验现象及结果。
（8）实验结论：对应实验目的作出肯定结论。
一份完整的探究性实验的基本内容：
①实验课题：基本格式有：“……研究”、“……实 验”、“……的影响”等。
②实验原理：是完成探究实验的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现Q
③实验目的：大多是该实验要解决的问题。
④材料用真：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供的。
⑤实验假设：是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的猜测性参考答案。如果要写出来，只需把实验课题的名称在文字上写得更具体一些。
⑥实验步骤的设计：依据实验目的、实验原理，利用实验材料。实验步骤的书写要有条理性和逻辑性，应包括选材分组编号、操纵变量处理、控制无关变量、培养、观察、统计分析结果。
⑦实验预测及分析：探究实验的预测应根据课题目标、对假设作出肯定或否定判断，往往有几种预测结果，得到几种可能的结论。
⑧讨论：讨论的是与实验直接有关的内容，也可能是与该实验内容有关的其他知识。
4. 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，结果往往预示实验的成败。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，分析不得理，收获较少。
探究性实验结果应为实际出现的情况，结论的得出须依据实验的结果。即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假设一致的结论或“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。
二、两者在教学程序和设计原则上的区别
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。这一程序反映的是一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的体验是真切、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――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与否。
2. 两者在实验设计原则上的区别
（1）探究性实验设计的原则
①条件对照原则
为了更科学、更有说服力地论证假说，生物学实验常设置对照实验，教师必须针对不同知识背景的学生，做出不同的教学处理。
②条件适宜原则
生物学实验实质上是一种人为控制条件下的生命再现过程。实验中所涉及的可能影响到生命活动的所有条件，除了控制条件，都必须尽量控制在最适宜的条件下，以充分再现生命现象。
③条件恒定原则
在实验过程中，有许多条件是实验者并不关注的非研究条件，但它们照样可能影响到生命活动，这些条件都应控制在相对恒定的状态下，避免各种非研究条件在实验者不知情、无监测的情况下影响甚至改变实验结果。
④条件综合原则
生命活动是受多条件影响的，通过一个具体的实验，同时研究这些条件对于生命活动的影响几乎是不可能的，但这些条件又是相互作用、相互影响、相互制约的，因此要从整体上把握这些条件的综合作用。
⑤条件适应原则
在很多实验中，实验装置建成后，并不急于马上进行实验结果的记录。而是让整个装置先“适应”给定的实验条件，再进行实验记录和测量。
（2）验证性实验设计的原则
①科学性原则。是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基础知识和基本原理以及其他学科的基本原则。
②可行性原则。是指在设计生物实验时，从实验原理、实验的实施到实验结果的产生，都具有可行性。
③可重复性原则。是指所设计的实验在相同条件下可以重复多次进行。任何实验都必须有足够的实验次数，才能得出正确可靠的结论。
④简便性原则。设计实验时，要考虑实验材料容易获得，实验药品比较便宜，实验装置比较简单，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验用时比较短。
⑤单一变量原则。
⑥设置对照原则。
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”通过探究细胞呼吸产物进而认证酵母菌细胞呼吸的两种方式，为解释光合作用形成糖类后的“去路”打下根基，还密切联系着“组成细胞的分子”、“细胞的能量通货――ATP”、“颜色反应”等诸多教学内容，教学地位不容小觑。
在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”教学中，部分教师习惯性地按照教材编排，反复讲解实验步骤，强调酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸各自的产物，再将实验现象和颜色反应对应，从而确定酵母菌有两种细胞呼吸方式。如此照搬课本思路，有饬业摹把橹ば浴蔽兜溃却未培养学生的思维能力，没有“探究”体验，没有科学教育，没有用好教材。本文从发现问题、分析问题、作出假设、设计实验为主线体验实验的探究性，拓展了教材宽度，挖掘了学科理性。
2 教学目标
2.1 知识目标
说明酵母菌细胞呼吸的方式。
2.2 能力目标
组建实验装置，锻炼学生动手能力和提高合作互助精神。
通过探究酵母菌细胞的呼吸方式，让学生学会实验探究的方法。
学会控制自变量，观察和检测应变量的变化，提高学生合作、交流以及自主学习能力。
2.3 情感态度价值观目标
形成对自然科学的基本认识和思维方法，提高学生科学素养，让学生热爱生活。
3 教学重点和难点
（1）说明酵母菌细胞呼吸的方式。
（2）认同酵母菌为兼性厌氧型真菌。
4 实验目的和原理
4.1 实验目的
通过实验探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下细胞呼吸的产物，明确酵母菌细胞呼吸的方式。
4.2 实验原理
酵母菌属于单细胞真核微生物，兼性厌氧菌，能进行有氧呼吸，产生CO2，也能进行无氧呼吸，产生酒精和CO2。
5 实验探究历程
5.1 从现象出发，发现问题
部分学生观察生活注意到做馒头、面包等食品时都是用酵母菌发面，发好的面团松软有气孔，而且蒸好的馒头、烤好的面包也都有大量气孔。联想到有气孔说明了有气体产生，产生以下问题：“气体是什么呢？酵母菌发酵产生了什么物质？发面是酵母菌利用淀粉发酵吗？细胞呼吸和发酵之间有何关系？”
5.2 理性思考，提出问题
（1）酵母菌发酵能产生气体，气体是什么？
（2）酵母菌在怎样的条件下产生气体？它在有氧、无氧条件下，都会产生气体吗？假如都产生气体，气体的量一样多吗？
（3）酵母菌呼吸除了产生气体，还产生别的物质吗？能否验证？验证时，如何取材？
5.3 大胆演绎，作出假设
结合上述提出的3类问题，结合“有氧呼吸”、“酒精发酵”、“乳酸发酵”反应式，可以有以下7种假设。
（1）酵母菌只能在O2参与条件下产生CO2。
（2）酵母菌只能在无O2参与条件下产生CO2。
（3）酵母菌只能在无O2参与条件下产生乳酸。
（4）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生CO2。
（5）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生乳酸。
（6）酵母菌不仅能在无O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生乳酸。
（7）酵母菌不仅能在O2参与条件下产生CO2，而且在无O2参与条件下产生CO2，也能产生乳酸。
严密的推理彰显了学科“理性”。前3种假设只有“一个自变量”，即“O2的有无”，后4种假设“双自变量”，即“有O2和无O2”，渗透了排列组合思想。多数学生能想到前3种假设，而后4种假设需要教师提示。据此7种假设，找到突破口，为设计实验找到理论依据。
5.4 结合假设找到突破口，明析实验设计思路（假设酵母菌以葡萄糖作为呼吸底物）
在设计之前，学生已储备“有氧呼吸”、“酒精发酵”、“乳酸发酵”等知识，从“物质变化”的角度观察三者化学反应式，发现有氧呼吸、酒精发酵产生CO2气体，利用气体作为突破口，理顺“气体量影响到容器内压强”的思路。以1 mol葡萄糖为底物，有氧呼吸每吸收6 mol O2，释放6 mol CO2，气体体积不变，压强相对不变；酒精发酵不吸收气体，释放2 mol CO2，引起气体体积增大，压强增大。基于此利用气体，设计第1组实验，排除乳酸发酵后，保留前文假设（1）（2）（4）的3种情况。
排除乳酸发酵后，在已保留（1）（2）（4）的3种情况下，设计第2组实验，借助鉴定试剂、颜色反应探明酵母菌假设（1）、假设（2）相应产物，找出“气体是谁”和“其他产物”。
找出假设（1）、假设（2）产物后，设计第3组实验，探明酵母菌有氧呼吸和酒精发酵的关系，是“有氧呼吸为主”，还是“酒精发酵为主”，还是“有氧呼吸和酒精发酵两者势均力敌”。
5.5 实验设计
5.5.1 第1组实验
5.5.1.1 材料器具
材料：含葡萄糖酵母菌培养液。器具：6只相同注射器。
5.5.1.2 实验步骤
（1）取6只已灭菌的注射器，分为A、B两组。分别标号为A1，A2，A3，B1，B2，B3。
（2）在2组注射器A、B中分别加入3 mL含葡萄糖酵母菌培养液、3 mL灭活的含葡萄糖酵母菌培养液，均吸入9 mL空气后加塞密封。
（3）一段时间后，观察两组注射器内气体体积的变化情况并说明理由。
5.5.1.3 预期实验结果
一段时间后，预测A注射器内气体体积增加，B组注射器内气体体积相对不变。
5.5.1.4 实验分析
A组注射器内气体体积增加，产生了气体，说明细胞呼吸有3种类型：
①酵母菌在有O2条件下产生CO2；
②酵母菌在无O2条件下产生CO2；
③酵母菌在有O2和无O2条件下都产生CO2。
该实验排除酵母菌乳酸发酵，保留了有氧呼吸和酒精l酵，达到了实验前的预设。同时还产生了3个问题：酵母菌产生气体，气体是什么呢；不同条件下，产生气体的量一样多吗；酵母菌除了产生气体，还产生别的物质吗？
据上述3个问题，设计第2组实验：把酵母菌分别置于有O2和无O2条件下，观察实验现象，鉴定细胞呼吸产物。
5.5.2 第2组实验
5.5.2.1 材料器具
材料：酵母粉、葡萄糖、温水、石蜡油、酸性重铬酸钾溶液。
器具：气球2只、氧气袋1个、矿泉水瓶2只，橡皮筋若干，试管若干。
5.5.2.2 实验步骤
（1）取2只已消毒矿泉水瓶，分别标号为A、B，均加入等量葡萄糖酵母菌液。
（2）A组充入一定量的氧气，B组加入一定量的石蜡油密封液面，迅速将2只气球套在矿泉水瓶口，用橡皮筋扎紧固定，以防漏气。
（3）观察2只气球膨胀程度，列表记录相关数据，见表1。
（4）实验结束后，分别从两只矿泉水瓶中取出等量液体注入试管中（注意B组尽量不要取到石蜡油），加入等量的酸性重铬酸钾溶液，轻轻震荡混合均匀，观察试管颜色的变化。
5.5.2.3 预期实验结果
一段时间后，预测A组气球不膨胀，试管颜色未发生变化；B组气球膨胀，试管颜色由橙色变为灰绿色。
5.5.2.4 实验分析
酵母菌在有O2条件下，气球不膨胀，试管颜色未发生变化，说明气体体积相对不变，结合颜色反应证明没有产生酒精，进行有氧呼吸；在无O2条件下，气球逐渐膨胀，试管颜色由橙色变为灰绿色，说明气体体积增大，产生了CO2气体和酒精。
第2组实验设计中没有使用教材提供的“澄清石灰水证明是否有CO2产生”，紧密围绕“体积是否增大”，借助气球膨胀程度分别证明了有氧呼吸、酒精发酵是否产生气体，此时已经达到对教材探究的目的。但产生了新问题，即随着O2浓度从无到有再到逐渐增加，此时酵母菌“有氧呼吸为主”，还是“无氧呼吸为主”，还是“有氧呼吸、无氧呼吸两者势均力敌”？可设计第3组实验。
5.5.3 第3组实验
5.5.3.1 材料器具
材料：含葡萄糖酵母菌培养液、5 mL 20%NaOH溶液、5 mL蒸馏水。
器具：2只带橡皮塞广口瓶、带活塞玻璃管若干、弯曲玻璃管若干，尺子。
5.5.3.2 实验步骤
按图1所示，组装实验装置，进行实验，观察红色液滴移动情况。
（1）2组装置中均不通入O2，观察红色液滴移动情况。
（2）逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。
5.5.3.3 预期实验结果
实验结果见表2。
5.5.3.4 实验分析
一、探究性实验
例1．卫生部2005年4月6日了《苏丹红危险报告评估》，报道中提到苏丹红是一种人工色素（工业染料），它在人体内代谢生成相应的胺类。科研人员以鼠为实验材料，探究苏丹红是否能诱导鼠肝癌的发生。请完成下列实验：
（1）实验材料和用具：大鼠若干只；普通饲料；三种不同剂量的苏丹红溶液A、B、C（分别为低、中、高浓度）；其他所需条件均满足。
（2）实验目的：探究苏丹红能否诱导大鼠肝癌的发生。
（3）方法步骤：
①。
②。
③。
④两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肝癌的发生率。
（4）实验结果预测与分析、实验结论：（至少写出三种情况）
①。
②。
③。
解析：首先，关注实验目的“探究苏丹红能否诱导大鼠肝癌的发生”，说明这是一个探究性实验。探究性实验的预期结果有多个可能性，针对每一种结果都应该分析得出相应的结论，因此预期实验结果和实验结论不止一个，而是多个。这一点和验证性实验明显不同。关注实验目的还因为实验结论是紧紧围绕实验目的来回答的。
其次，关于实验方法和步骤的设计，这是实验设计题的关键，只有正确理解题干给定的信息，明确实验原理、实验目的，正确使用实验材料用具，才能设计出合理的实验步骤，这一步难度较大，不过实验方法和步骤的设计也是有一定规律的，一般都是三步：第一步是分组编号，如①选取身体健康、发育正常、体重相当的大鼠若干，随机平均分成四组，并编号甲、乙、丙、丁，分别饲养。
第二步要针对各组施以不同处理，如②甲、乙、丙三组每天分别饲喂普通饲料+苏丹红溶液A、普通饲料+苏丹红溶液B、普通饲料+苏丹红溶液C；丁组每天饲喂普通饲料，四个组每天饲喂饲料的量相同。
第三步一般是培养观察和记录统计，如③在相同且适宜的条件下饲养两年。两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肝癌的发生率。
最后，关于实验结果的预测和实验结论的分析，探究性实验要将合乎情理的实验结果全部进行预测，当然每个结果对应一个相应的实验结论。如①如果四个组大鼠肝癌的发生率相同，说明苏丹红不会诱导大鼠肝癌的发生。②如果四个组大鼠肝癌的发生率依次是丙乙甲丁，说明苏丹红会诱导大鼠肝癌的发生，而且剂量越高，诱导大鼠肝癌的发生率越高。③如果大鼠肝癌的发生率是甲、乙、丙组相似，但高于丁组，说明苏丹红会诱导大鼠肝癌的发生，但跟剂量大小关系不大。参考答案：略
二、验证性实验
例2．某同学从互联网上查到：乙烯利具有促进植物早开花、多开雌花的作用。请根据下面提供的实验材料，加以验证。（药物处理时间：当植物长至4片真叶时，于每天下午（晴天）16：00左右在幼苗的生长点滴上处理液；当长至12个节位时，便停止滴液）
（1）实验材料及用具
适宜浓度的乙烯利溶液、盆栽长至两片真叶且长势一致的植物幼苗若干盆、蒸馏水、滴管、烧杯、带塞小口瓶等。
（2）实验步骤
①把长势相同的植物幼苗分成相等的两组，编号，第一组为实验组，第二组为对照组。在相同的适宜条件下培养。
②。
③。
（3）请设计一个简单表格记录实验结果。
（4）实验结果及结论
实验结果：。
实验结论：。
解析：首先从题干获取信息“验证乙烯利具有促进植物早开花、多开雌花的作用”是该实验的目的。显然是个验证性实验，那么验证性实验是验证结论的，所以实验结果只有一个，实验结论也只有一个，这个实验结论肯定是实验目的。
其次实验方法步骤的设计和探究性实验设计相同，也分为三个步骤，同样要遵循对照原则、单因子变量原则、等量性原则。这个实验还要求用图表表示有关结果或事实，这也是常用的实验基本技能。
最后实验结果的预测和实验结论都是唯一的。
参考答案：（2）实验步骤：②当该植物长至4片真叶时，于每天下午（晴天）16：00左右在实验组的幼苗生长点滴上处理液；当长至12个节位时，便停止滴液，对照组滴蒸馏水。③过一段时间观察实验结果。
（3）表格：
处理对照组实验组
首次开花时间
开花情况雌花数
雄花数
雌、雄花之比
（4）实验结果：实验组的该植物首次开花时间比对照组提早，而且开出的雌花比对照组多。
实验结论：乙烯利具有促进植物早开花、多开雌花的作用。
关键词：新课程，实验教学，验证性，探究性，融合
一、问题的提出
化学实验是化学教学的一个重要组成部分，尤其是现行的新课程改革更为化学实验教学提供了很好的机会。一直以来，以验证性实验为主导的传统化学实验教学，培养出了许多逻辑思维能力较强的人才。但随着社会的发展和进步，仅有知识的积累和运用已不能适应社会对人才的需求，现代社会更需要创新人才，这就要求教师转变教育方式，在着手培养祖国的未来时，更注重学生创新能力的培养[1]。在这种情况下，探究性学习作为一种新的学习方式，为广大教师开辟了新的教学途径，许多化学教师纷纷效仿探究性学习，以化学实验为突破口，进行探究性实验的教学，也取得了一定的成效。但在实施过程中，由于探究性实验教学还属于起步、不成熟阶段，又出现了许多新问题，如在课题选择、教学设备、课堂管理等方面都出现了较大的偏差，并没有发挥出探究性实验应有的作用[2]。此外，教师对验证性实验持什么样的态度也众说纷纭，如果不加分析就认为验证性实验已过时，而加以摈弃，则正好与课程改革的初衷相违背。我们的教育需要在继承中得以发展，应各取所长，充分发挥两种实验的优势。在此种情况下，进行验证性实验和探究性实验的融合显得尤为重要。为此，笔者结合教学实践，进行了这项研究。
二、验证性实验融合探究性实验教学的实践研究
1、以验证性实验为起点，进行验证性和探究性实验的整合
结合所学知识对验证性实验进行探究，进而改变验证性实验“照方抓药”式的设计，将部分验证性实验转变为探究性实验[3]。这样，既能使学生了解实验仪器用品的性能和使用方法，又利于他们进行探究性实验的设计和实施。如在配制100mL1.00mol/LNaCl溶液的学生实验中，高一学生已具备一定的化学实验操作技能，也掌握一定质量分数溶液的配制、化学计量在实验中的应用等有关知识，应该可以独立完成这个实验。因此，笔者在平行班中进行对比教学，对照班采用传统的教学方法，实验班则引入探究性教学：在教学时，只告诉学生实验内容，让他们自己准备，做实验时，教师没有过多的讲述，不停地巡视，及时提供技术上的指导。结果，按“讲述？实验？验证？讨论”去做的班级，课堂井然有序，学生都操作有序，很顺利地完成实验，没有提出更多的问题。而实验班的教学效果截然不同，课堂气氛非常活跃，学生的积极性空前高涨，操作步骤和方法五花八门，暴露出不少问题。实验结束后，每组同学请教师观看和评价他们配制好的溶液。此时，教师巧妙地以某一组或几组的实验为示范，针对学生违规操作的现象和实验操作中遇到的问题，并结合出现的实验现象以及学生分析实验的有关问题，与同学们共同讨论和分析。他们都表现很积极，根据自己的实验情况，提出了很多问题，并相互讨论，甚至争论，最后，教师引导他们总结归纳。如此一来，既掌握实验要点，又活跃课堂气氛，使学生理解深刻，记忆牢固，创新思维得以发展，知识视野得以拓宽，达到了化学实验教学的目的。
2、在验证性实验的过程中，可把实验的失败作为探究性实验的切入口
在传统教学中，学生每次见到的实验都是成功的，正确的，这就给学生造成一种假象：化学实验很简单、很容易。这样，他们就体会不到科学家在探索化学知识的那种艰辛、那种无数次失败之后才获得成功的喜悦，更体会不到科学家的那种执着。因此，教师在实验教学时，要允许出错，甚至要故意出错。实验失败了，引发学生的好奇心，是巧妙引入探究性实验的切入口，促使他们更想找出原因，找出改进方法，逐步培养学生的探索精神和正确分析问题的能力。如：在检验Fe2+的教学时，教师先引导学生自己动手做实验：先取少量FeSO4溶液，然后向其中滴加少量KSCN溶液，观察无现象，接着再滴加氯水，溶液变成血红色。大部分学生都能得到预期的现象，可是有几组学生的溶液并没有变红，这是为什么呢？教师请这几组代表给大家演示过程，请其他学生观察问题在哪？大家都很踊跃，有的说：滴加顺序错了，有的说：滴加的量不对。滴加顺序问题好解决，可滴加的量如何控制呢？实验的失败激发起学生探究化学本质的欲望。在教师的引导下，学生设计三个实验：①先取少量Fe2（SO4）3溶液，然后向其滴加少量KSCN溶液，出现血红色；②先取少量FeSO4溶液，再向其滴加少量KSCN溶液，观察无现象，再滴加氯水，出现血红色，继续滴加，红色褪去；③取少量KSCN溶液，向其加入过量的氯水，再滴加少量的Fe2（SO4）3溶液，不显红色。经过一番对比分析，很容易得出结论：氯水先氧化Fe3+后，再氧化SCN-，在滴加时不能过量。
3、在验证性实验的过程中，可把某些重要现象的验证变为探究性实验
在探究过程中，经常会出现一些实验现象与预测的现象或理论知识不相符的情况，这很容易激发学生强烈的求知欲[4]。随之学生会积极思考、不断提问，加以教师的引导，积极讨论，然后总结出完整的知识体系。例如，在学习Fe（OH）2的制备时，学生描述所观察到的实验现象：装有NaOH溶液的试管中靠近滴管口有灰色沉淀生成，且沉淀很快变为灰绿色沉淀，最后变为红褐色沉淀。这与他们所学的理论知识有所不同，激发了学生的好奇心。通过讨论，他们一致认为：Fe（OH）2已被氧化为红褐色沉淀Fe（OH）3。但有些学生提出疑问：这与课本上描述的实验现象不一致。此时，教师抓住这个机会启发学生，灰色物质并不是纯净的Fe（OH）2沉淀，而是Fe（OH）2部分被氧化的混合物。
紧接着提问：如何制备一定量的Fe（OH）2并保持一段时间呢？
此时学生的积极性被调动起来，他们大胆想象，踊跃发言，提出自己设想的方案：用新制的FeSO4溶液；用长滴管吸取NaOH溶液插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液；在反应液面上滴加植物油液封等方法。
整个过程中，他们的求知欲非常高涨，猜想和假设往往是意想不到的。虽然讨论占用了很多时间，但他们的注意力非常集中，学会了如何优化实验设计，培养自己探究思维的严谨性、科学性，从而提高学习效率。
三、结语
将探究性实验教学融入到验证性实验中，验证中存在着探究，探究中存在着验证，学生在已有认知基础上体验科学探究的过程，既学会了问题解决的方法和程序，又了解知识发生的过程，理解得深，记忆得牢，达到传授知识，培养能力的目的。这种将验证性和探究性有机结合的实验教学方式体现了整合的思想，为实验教学的功能最大化提供了参考和借鉴，同时也为实验教学创新提供了范例。
参考文献
[1]吕秀丽，中学化学教学中验证性和探究性实验的整合[D]，华东师范大学硕士学位论文，2006
[2]赵大庆，中学化学教学中开展自主性学习的实践研究[D]，天津师范大学硕士学位论文，2009
【关键词】探究实验 结果分析 教学方式
《普通高中生物课程标准》（以下简称《标准》）是进行高中生物教学的依据。课程标准的理念之一是倡导探究性学习。“《标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。”[1]生物学的探究性学习是通过科学探究活动来实现的。科学探究活动有多种类型，探究实验是其中之一[2]。采用怎样的教学方式才能有效的实施探究实验的教学？学生对探究实验的态度如何，能否在实验中真正有所收获？解决好这些问题，是培养学生的科学素养，体现新课程要求的关键所在。
1．探究实验的教学尝试
《标准》要求高中学生发展科学探究能力，初步学会：（1）客观地观察和描述生物现象；（2）通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；（3）分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；（4）确认变量；（5）作出假设和预期；（6）设计可行的实验方案；（7）实施实验方案，收集证据；（8）利用数学方法处理、解释数据；（9）根据证据作出合理判断；（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；（11）听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及作必要的反思和修改。[3]笔者以“实验五 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”为例，说明探究实验教学应如何根据实际情况选择合适的教学方式和方法。
该实验教学共用三个课时。第一课时，在教室进行：酶的发现实验四酶的高效性。学生按照教材中的实验方法步骤进行实验，目的是学习做有关酶的实验的原理和方法步骤。第二课时，在教室进行：酶的专一性和需要适宜的条件。学生也是按教材中的方法步骤进行。通过以上两个课时的学习，学生基本掌握了用猪肝研磨液（含过氧化氢酶）、淀粉酶做实施的原理和方法步骤，为第三课时的探究实验做好了准备。第三课时，在实验室进行，课前学生分组，以组为单位选择一个探究酶的特性的课题，设计实验方案，上课时，在实验室按设计的方案进行实验。
2．结果及分析
在以上三个课时的教学中，大部分学生积极学习，取得了比较满意的教学效果。但是，也有部分学生不想做实验。总结起来，学生对实施探究实验面临以下几个问题：
（1）不知道如何选题。
笔者认为，一方面，是这些学生没有认真学；另一方面，发现问题，选择出需要研究的问题的能力的形成不是一蹴而就的，需要比较长时间的培养才行。
（2）学生没有足够的知识储备，特别是缺乏做有关实验的技能，因而不知道如何设计实验方案，不知道实验原理是什么、用什么方法、用哪些仪器用具、设定哪些实验变量、先做哪一步、后做哪一步等等。
（3）由于现在的评价手段主要是考试，为了应付各科的考试，学生没有更多的时间用来收集资料，设计实验方案。所以，学生提出的困难之一就是没有时间。
（4）学校的实验室的设备还不够完善，特别是数量不足，不能满足分组进行探究实验的需要。
3．实施探究实验的教学方式
根据以上的实践和分析，笔者提出以下教学方式。
（1）用接受学习法，教给学生有关的生物学知识，具备进行探究实验的知识基础。知识是形成能力的基础。学生只有掌握一定量的生物学知识，才能更好地发现问题、思考并提出解决问题的方法步骤。
（2）在做探究实验前，首先组织学生做一些基本的实验，帮助他们掌握常用的实验技能，为探究实验的展开提供技能基础。例如：显微镜的使用（含低倍镜和高倍镜的使用）；鉴定还原糖、脂肪、蛋白质和DNA等物质的方法步骤；制作临时装片的方法；研钵、漏斗等常用仪器用具的使用方法等等。
（3）通过实例介绍选题的方法。
（4）通过实例介绍实验设计的一般方法步骤。包括观察、提出问题、假说、实验（含变量的确定、单一变量原则、控制与平衡控制、对照等）、结论。帮助学生认识如何进行实验设计，从而才能进行探究实验。
（5）创设情境，引导学生发现问题，选定课题，让学生设计实验方案和进行实验。问题要通过观察才能发现。创设一定的情境，学生才能观察和思考并发现问题。有了问题，才能激发学生的探究欲望。教师再适当引导，学生就可选定要研究的问题。这一步是整个探究实验的关键。然后学生就可运用已经掌握的设计实验的方法来设计探究实验的方法步骤。教师对学生设计的实验方案进行审阅，发现不恰当的地方，就向学生提出，并引导学生进行修改。最后，学生按照所设定的实验方案进行实验。
（6）引导和帮助学生分析实验现象，得出恰当的结论，并在班上交流。
参考文献：
［1］普通高中生物课程标准（实验）.
［2］赵占良. 高中生物课程标准教材探究活动的设计和教学建议. 生物学教学，2007（6）：24.
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