试论高师化学教育专业学生探究性实验教学能力的培养
摘要：依据国内化学课程的现状、国际科学教育和化学课程改革的趋势，以及基础教育课程改革的指导思想，中学化学新课程标准明确提出了培养和提高学生科学探究能力的教学目标，要求教师在教学中创设以实验为主的科学探究活动。探究性实验教学是研究性学习的重要组成部分，也是化学新课改的重点、难点和热点之一。为了适应新课标化学探究性实验教学对中学化学教师的要求，为中学输送优秀的化学教学人才，高师院校必须加强对在校化学教育专业大学生的探究性实验教学能力的培养。
1、问题的提出
1.1 何谓探究性实验教学“探究性实验”是一种现代教育理念，美国《国家科学教育标准》对学生开展的科学探究给出了详细界定：“探究是一种多侧面的活动，需要开展观察;需要提出问题;需要查阅书刊及其他信息源，以便弄清楚什么情况已经为人所知;需要设计调研方案;需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西;需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据;需要提出答案、解释和预测;需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设，需要运用直觉和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释”? 。我们认为“探究性实验”就是让学生通过实验，学习“提出问题— 研究问题一解决问题”的途径，去设计实验过程，观察实验现象，分析、归纳并独立得出实验结论。所谓探究性实验教学，就是在教师的引导下，以教材中“活动· 探究”主题规定的实验为基本内容，引导学生以探究性实验方法解决问题的教学形式。
1.2 中学化学探究性实验教学现状分析
1.2.1 中学化学新课标对探究性实验教学的要求中学化学新课标、明确规定化学课程以提高学生的科学素养为教学主旨，通过以化学实验为主的探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式转变，培养学生的创新精神和实践能力。在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。
新课标为化学教师创造性地进行探究性实验教学和研究提供了更多机会，同时也在探究性实验教学能力方面对化学教师提出了更高要求。在探究性实验教学中，教师必须充分了解并切实把握好实验的前提、现有的条件、可能的过程与结果、学生的反应与收获等等，必须准确掌握教师作为引导者的方式方法，恰如其分地促成学生的探究性实验，并适时给出具有针对性和有效性的评价。从而使学生主动探究的意识与能力，科学思维与方法、科学态度与习惯等都显著提高。
1.2.2 新课改对中学化学探究性实验教学的重视新课改对传统化学实验教学作出了重要调整，注重把学生置于动态、开放、生动的探究性实验环境中，使之参与并体验科学知识的获得过程，增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲望，有利于学生养成勤于思考、敢于质疑、严谨求实、乐于实践、善于合作、勇于创新的科学品质。在义务教育阶段，化学课程内容中单独设置了“活动与探究建议”，普通高中教育阶段，以山东科学技术出版社出版的普通高中课程标准实验教科书为例，化学 1(必修) 、化学2(必修)1 31共有17个活动探究实验。通过探究性实验突出实践活动，使学生积极主动地获取化学知识，培养创新精神和实践能力，进一步强调了实验在化学学习中的重要地位。
1.2.3 中学化学探究性实验教学存在的问题显然，探究性实验教学可以部分地消除传统灌输式实验教学的诸多弊端，但是，它也对教师的素养及实验教学能力提出了更高要求，教师对科学本质、教育目标的理解至关重要，教师的素质决定了探究性实验教学的成败。相当一部分老师特别是农村中学教师对探究式实验教学本质缺乏理解，教师在指导学生时，不能与学生思维发展步调和谐同步，无法在最关键的时刻抓住实验的质变点，不能及时抓住学生的最佳教育契机，引领学生走向探究体验的高潮?。探究式实验教学依然处在探索阶段，教师教学能力必然在这一实践过程中获得提升。及时总结经验教训，并加强中学教学实践与师资培养之间的联系与交流，则是更加有效地实行探究性实验教学的必由之路。
1.3 高师院校学生实验教学能力培养的缺失高师院校在化学教育专业的课程设置、实验教学、中教法教学等方面，与中学新课改并未做到同步调整，大多还局囿于传统的教学内容与模式，尤其在探究性实验教学方面，实验开设数量远低于中学，相关的思考、研究并不广泛、深人，教学理念、教学内容、教学方式方法上更新不够。许多高校使用的《化学教学论实验》仍然以旧教材的演示实验作为主要内容，甚至包含已被新教材取缔的实验;中学化学探究与设计实验研究比例偏少;学生按实验教材的要求进行实验验证，只是被动的接受、检验知识，约束了学生的主动性和创造性。这必然导致部分学生创新精神与实践能力较弱。针对这类缺失，高师院校化学教育专业有必要加强对在校大学生的探究性实验教学能力的培养和提升。
2、培养高师院校化学教育专业学生探究性实验教学能力的措施
2.1 在必修课中加强探究性实验能力的培养高师院校化学教育专业的基础实验一般包括验证型、综合型、设计型实验。在基础实验中应加强设计型实验的比例，以培养学生探究问题、解决问题的能力;在专业实验—— “化学教学论实验”中，针对化学教育专业学生教学能力培养方面的缺失，改革实验内容、实验方法、实验手段，增加一定数量与中学新课程紧密结合的设计实验，以提高学生探究性实验的能力。在加强探究性实验能力的培养方面，温州大学结合必修课改革，开设“中学化学实验探究”必修课，让学生通过实验开展项目研究，围绕“中学化学改进实验的设计与探究”项目，完成了lO余项课题，培养了学生的创新意识和实验能力，效果良好 ，值得予以借鉴。“授人以鱼不如授人以渔，授人以渔不如授人以欲”，为师之道不在于教给学生多少书本知识，多少解题技巧，而在于唤醒学生内心探究的渴望。只有探究性、创新型教师，才会有探究性、创新型学生。
2.2 在选修课中深化探究性实验教学能力的培养为了加强对学生探究性实验教学能力的培养，可以开设与中学化学探究性实验教学相关的选修课，进一步加强学生探究性实验教学能力。将教材中“化学实验”进行一定程度的延伸，使实验教学内容更加完整;加强化学知识在实际生活、生产中的应用;重视学生应用化学知识解决实际问题的能力;开设与中学化学课外活动相关的选修课，增加趣味性，培养部分基础薄弱学生学习化学兴趣，消除对化学学习的畏惧。学生也可通过课外时间自选课题、自行设计，将试验过的实验内容带人选修课堂进行演示，供大家讨论，一起分享。从被动到主动，充分发挥学生的主体作用，提高实践能力和创新意识。对学生科学方法的形成和实验技能与科学素养的提高是一种很好的锻炼。
2.3 多角度多层面提升探究性实验教学能力
2.3.1 抓住时机，在不同学习环节设置不同学习内容，逐步培养探究性教学能力
(1)大一新生 在完成高中到大学的衔接与过渡中适时增加探究性实验教学。大学化学实验教学与中学化学实验教学相比，无论是教学目标、知识难度、学习方式，还是实验操作技能、思维能力、创新意识、科学品质等方面都有了质的飞跃。大学教师要了解学生在中学阶段的学习过程，增加与中学联系紧密的探究性实验(高校称之为设计性实验)，帮助大一新生顺利完成高中与大学的衔接和过渡。例如：针对课本内容“CuO是碱性氧化物，加热时易被H 、C、CO、NH3等还原为铜：3CuO+2NH =3Cu+3H 0+N ”，即可要求设计成探究性实验并验证。在此基础上，再设计探究复杂实验，如碱式碳酸铜的制备，需要学生自行列出仪器、药品、材料清单，配制反应物溶液，探究反应物的合理比例并确定制备反应的浓度和温度条件，分析生成物颜色、状态等，强调实验过程中的变量控制，除了定性实验外还要求定量实验——计算产率。整个实验过程上升到新的高度，培养了学生独立设计实验、科学研究能力，顺利完成过渡，有质的飞跃。
(2)教学实习 理论结合实际、学以致用。在大学期间，师范生的学习与实习应有更紧密的结合，让学生在学习理论的同时，随时联系实际教学，不断练兵，学以致用。要熟悉《普通高等学校招生全国统一考试大纲》对化学实验与探究能力的要求，熟悉中学化学教材，熟练掌握教科书中的探究性实验，并反复训练实验教学能力。在教育实习期间，教学法实验室全天开放，有针对性地指导实习生提升探究性实验教学的能力。
(3)毕业设计 全面提升科研创新能力。毕业设计对于大学生科研创新能力的提高，不可小觑。论文写作是训练学生独立进行科学研究的过程，论文选题、查阅文献、收集资料、整理资料、利用资料;设计实验，独立思考分析问题、解决问题;验证实验;得出结论;论文汇报等环节，是训练学生进行科学研究的基本程序和方法。通过几个月时间，成百上千次实验，不断发现问题与解决问题。实验能力得到提高，创新能力得到加强，综合素质得到提升。在毕业设计中，也可以让学生尽早介人教师的相关科研课题组，延长毕业设计时间，增强科研创新的可能性，也可以注重引导学生关注中学化学探究性实验教学，对此进行全面深入地研究，深化对中学化学探究性实验教学的理解与认识。
(4)教学做合一 实现本科生的卓越成长。陶行知认为教学做是一件事，不是三件事。我们要在做上教，在做上学。为了加强探究性实验教学能力，高师院校可以按照“精英化”和 “个性化”模式，吸引优秀学生积极参与社会服务，承担中学生奥赛的实验培训工作，指导中学生科技创新活动。这些实践活动，既可以提升学生“我为人人”的社会服务意识，又能让他们享受到“人人为我”的社会回报，切实提高探究性实验教学能力。
2.3.2 多途径进行探究性实验，练好扎实基本功
(1)开放性实验 积极开展实验室开放工作，根据实验室自身条件设计一定数量、切实可行、具有创新意义的命题实验项目供学生选择;学生也可自带实验课题，并提出申请，由实验室安排指导教师，设计好具体的实验方案，经批准立项后开展实验。开放实验纳人学生实践教学环节，鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动。甚至可以选拔一些思想觉悟高、能力强的本科生参与开放性实验室的管理。在开放性实验过程中学生居于主体地位，教师起辅助作用，指导学生自主学习，全方位进行探究性实验训练。我校化学基础实验室开放“二氧化碳相对分子质量的测定”、“茶叶中一些元素的分离与鉴定”等实验让学生体验科学研究的过程，了解科学研究的方法;“纳米氧化锌的制备与研究”让学生体会典型绿色化工工艺;“淮北地区生活用水水质分析”让学生从化学的角度，就生活饮用水与健康方面开展一些基础性研究。
(2)开展项目研究鼓励学生通过探究性实验开展项目研究，培养创新意识和实践能力。我校化学材料与科学学院开展“不同环境室内空气中甲醛的测定”项目研究，提高人们环境保护和自身健康保护的意识。
(3)开设课外实验学生通过课外时间自选探究性实验课题、自行设计与试验，其课外实验内容可以在讨论课上演示。
(4)开展创新实验竞赛 通过丰富多彩的创新实验竞赛、科技活动实验和科技创新展示会等形式，充分调动学生进行探究性实验教学的积极性，提高学生的创新力和创造力。我国是果蔬生产大国，我校化学与材料科学学院学生针对我国果蔬每年腐烂损失率高达25% ～30%的现状，开展“壳聚糖及其衍生物涂膜对果蔬的保鲜性能研究”，通过制备不同的壳聚糖生物保鲜膜，并将其应用于果蔬的保鲜中，达到创新训练的目的。
3、加强化学教育专业学生探究性实验教学能力培养的意义与作用
3.1 培养优秀的中学化学教师高等师范院校是培养高素质中学教师的主渠道。而依据新课改，有针对性地加强高师院校化学教育专业学生的探究性实验教学能力的培养，必然有助于他们掌握新的教育理念，形成新的人才观、质量观、课程观，处理好传授知识与培养能力的关系，积极有效地引导学生独立自主地质疑、调查、探究，主动而富有个性地学习。而在教学过程中，他们也能够更好地与学生积极互动、共同发展，真正成长为优秀的中学化学教师。
3.2 促成高师学生创新精神、实践能力的提升教育部“新世纪教改工程”明确指出，教育要注重学生综合素质提高，培养学生的创新意识和实践能力。在高师化学教育专业中，实验课占有非常重要的地位，有的课程实验学时占总学时的60%一70% L S J。 探究性实验把教师的讲授转化成了精心引导，把学生的被动接受转化成主动地探究，把学生的学习过程转化成发现认识过程，促进了学生的动脑思维、动口表达、动手实验、动眼观察u6 J，达到对理论知识的深人理解、认识和融会贯通。促成高师学生创新精神、实践能力的提升。
3.3 有效解决中学化学探究性实验教学的问题创新型人才的培养，依赖于高质量的基础教育;高质量的基础教育重点在素质教育的实施;实施素质教育，关键在于教师的素质。“师范院校和其他承担基础教育师资培养和培训任务的高等学校和培训机构应根据基础教育课程改革的目标与内容，调整培养目标、专业设置、课程结构，改革教学方法” J。现在的大学生是新课程标准的受益者，他们在实践中学习，在学习中实践。他们作为学生改变了学习方式，将来作为教师也会改变教学方式，并在教与学的过程中不断进步。重视对高师院校化学教育专业学生的探究性实验教学能力的培养，必然重视技能与能力的培养、方法的训练、情感与态度的养成教育等。拥有新的教学理念和教学能力的创新型化学教师队伍的建立，正有赖于此。也只有加强创新型教师的培养，才能有效解决中学化学探究性实验教学中面临的诸多问题。
4、结束语
针对当前中学化学探究性实验教学的实际情况，高师院校有必要着力培养化学专业大学生的探究性实验教学能力，思考实验教学中出现的问题，提出切实有效的解决措施，多角度多层面促成他们探究性实验教学能力的养成，并由此进一步培养其创新精神与创造能力，让这些未来的化学教师，服务教育，服务社会，保证基础化学教育的优质高效发展，同时收获创新、创造带来的丰美人生。
参考文献：
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