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[摘要]本文介绍了探究性实验的内涵、特点，以及网络对探究性实验的支持作用。结合化学探究性实验案例，设计了在网络环境下开展化学探究性实验的基本程序，并分析了实施过程中需要注意的问题。
[关键词]探究性实验 网络环境 化学实验
二十一世纪以来以网络为核心的信息技术正以惊人的速度改变着人们的生产方式、工作方式、学习方式和生活方式，并引起教育领域中的深刻变革。在本次基础教育课程改革目标中，明确提出：倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。在化学学习中，让学生在网络环境下开展探究性实验，有助于培养学生自主、合作、探究等意识，也有助于学生提高信息搜集、处理能力，对知识进行意义建构和提高解决实际问题能力。
一、网络环境下的探究性实验
（一）探究性实验的内涵及特点
探究性实验是指由学生围绕某个问题，运用实验手段，探索未知的现象或数据，从中发现科学概念或原理，以获得知识，培养探究能力的一种学习活动。
探究性实验与验证性实验相比，其特征是实验在前，结论在后。此外，探究性实验还具有：（1）开放性。包括实验内容、实验探究空间和方法的开放性，搜集信息的渠道开放和思维方式的开放性，师生关系的开放性。（2）合作性。在探究实验过程中，同学们一起讨论，相互交流，共同协作。激活了学生的思维，训练了学生的语言，培养了学生的团队精神。（3）自主性。探究实验过程中，充分发挥了学生学习的主体性和创造性，使学生通过一定的分析、思辨、实验、查询与探究性活动，让学生亲身经历探究过程、体验感受探究过程、获得学习目标的实现。
（二）网络对探究性实验的支持作用
1.网络为探究性实验提供集约丰富的信息资源。各种搜索引擎、搜索工具和搜索策略、方法，为学生获取个性化的、丰富的学习资源，提供了便捷的途径。
2.网络为探究性实验提供交流与合作的平台；通过各种同步通讯和异步通讯技术，学生可以无限地扩大交流面、自由地选择交流对象，可以就某一主题或学习问题开展合作式学习。
3.网络为探究性实验提供丰富的导师资源。探究实验的综合性和开放性使得教师难以对如此广泛的问题作全面的解答，也很难在同一时间、同一地点召集不同班级的学生进行集中解答，更不可能随时随地提出问题和交流讨论，而且因为受时间限制，也不可能对有关问题进行深入的讨论和及时的交流。网络却能为师生的交流讨论提供一个理想的环境，使参与信息交流的人员更加广泛，参与交流更加方便，信息反馈更加及时。
4.网络为探究性实验提供记录和管理学习的工具。利用网络创设的平台，可以提供各种自主记录的网络档案，将学习者、辅导者、课题活动的相关信息——归档记录，便于过程性学习的评价与管理。
5.网络为探究性实验提供展示和评价学习成果的场所。在网上发布探究实验的成果，一方面可以满足学生展示、推荐自己的成果，让更多的人知晓、共享的愿望，另一方面可以对成果进行评价，评价是多渠道的，有指导教师的评价，也有学生自己的评价和学生相互的评价。
二、网络环境下开展中学化学探究性实验的案例研究
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。在网络环境下，开展中学化学探究性实验，让学生在学习活动中，获得亲身参与研究探索的体验，培养发现问题、解决问题的能力，培养收集、分析和利用信息的能力，让他们学会分享与合作，树立正确的科学态度和科学道德，增强对社会的责任心和使命感。
（一）基本程序（如图1所示）
图1：网络探究模式在中学化学学习活动中应用的基本程序
（二）实施说明
以下将以实验“海带成分中碘的检验”的学习活动为例，对该教学程序的实施进行说明。
步骤一：创设情境，确定探究主题。
[教师]展示患有大脖子病人的图片或播放相关的视频。提出患有此病的原因、危害和如何预防此病发生等问题？
[学生]上网搜集、整理资料，与校内外研究者相互交流。得出大脖子病发生多因缺碘，碘缺乏在人类发育的不同阶段均会对人体造成损害，特别是损害智力等，以及为预防碘缺乏的相关政策，了解我国防治该病的措施——加碘食盐和含碘丰富的食品，如海带等海产品。
[教师]大家通过网络资料了解到海带含有丰富的碘，你能否用实验来提取海带中的碘呢？
步骤二：在网络环境下，以问题引导学生开展自主的探究性实验活动
[问题一]海带中含碘主要是以怎样的形式存在？
[猜想与假设]海带中含碘可能的形式I-、I2、I0-、I03-、I04-等。但I2易升华，所以不可能这种形式。
[搜集资料，讨论交流]海带中含碘的形式主要为I-，如KI、NaI等。
[问题二]海带的成分分为有机物和无机物两部分。如何除去海带中的有机物呢？
[猜想与假设]根据有机物易燃烧的特点，可以采用烧的方法。
[搜集资料，讨论交流] 设计充分烧除海带中有机物的步骤、实验用品、操作关键和仪器的使用。
[实 验] 步骤：刷泥沙?剪碎?加入酒精?充分灼烧；
实验用品：刷子、剪刀、三角架、泥三角、坩埚 坩埚钳、酒精灯；
操作关键：灼烧海带应充分，否则所得滤液为棕黑色，严重影响实验效果。
仪器使用：主要学习坩埚的使用。
[问题三] 所得海带灰中的无机物有哪些？
[猜想与假设] 可能含有Mg2＋、Na＋、K＋等金属盐，因为海水中存在这些物质。
[搜集资料，讨论交流]（1）海带灰中除碘化物外，还有40—50%的不溶性物质和30—50%的可溶性物质。（2）可溶性物质大部分为：NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4、NaI、KI、Na2CO3、 MgCl2、MgSO4、CaSO4等。
[问题四]怎样将海带中含碘物质分离出来？
[猜想与假设]（1）含碘物质与不溶性物质分离，可采用溶解、过滤方法。
（2）若含碘物质与其他可溶性物质溶解度差别很大，可采用结晶过滤的方法分离。
[搜集资料，讨论交流]
（1）如表所示，碘化物溶解度最大，当溶液加热蒸发，其他盐类大都可以结晶析出，而碘化物仍留在溶液中，因此可过滤分离。
（2）设计实验步骤、实验用品、操作关键。
[实 验] 步骤：加热→过滤；
实验用品：三角架、酒精灯、玻璃棒、烧杯、石棉网、漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）；
操作关键：过滤，所得滤液应为澄清的。
[问题五] 你能设计出几种方法来检验滤液中是否有I-呢？
[猜想与假设] 根据I-的性质设计。
[搜集资料，讨论交流] I-可与Ag＋的反应，I-具有还原性，可与氧化性物质（Br2、H2O2等）在酸性条件下反应。
[实 验]
步驟三：展示成果及评价
[展示成果] 学生独立或合作撰写有关小论文，设计“碘与健康”等为主题的网页。并且每位学生对此次探究活动进行反思和总结。
[评价] 利用网络平台，展示学生的研究成果，通过自评、互评和师评，从学生参与活动的态度、在活动中所获得的体验情况、学习和研究的方法、技能掌握情况、学生创新精神和实践能力的发展情况、信息的采集与加工能力、合作和组织能力、对成果的演示等多个方面进行评价。
三、网络环境下开展中学化学探究性实验的几点启示
（一）辨证看待网络资源，培养学生搜集和处理信息的能力
在网络环境下，浩瀚的网络信息，激光般的查询速度，无疑为学生的思维插上了有力的翅膀。借助网络，学生可以释疑解惑，也可以验证自己的假设，还可以为丰富自己的创意和论点而广征博引。但海量的信息资源存在良莠不齐，其可信性、有效性、可用性有待鉴别，且网络资源的组织是混乱的、不系统的，学生要想在这种环境下找到有用的信息，并组织成系统的知识体系，必然要耗费大量的时间，也容易导致“迷航”。有必要的话，教师可挑选有关的网址提供给学生，保证所选的网页对学生的学习是有价值的和足够的，这样也保证了学生在较短的时间内完成学习任务。当然这种方法并不是老师已经将馍嚼好了，因为在提供给学生的资源中仍然会有大量的信息需要学生阅读、挑选、处理、加工。同时，在设计信息资源时，要尊重学生中存在差异，为学生定制满足个性化学习需要的资源，建设多层次、多元化、开放性和及时更新的信息资源。
（二）正确处理虚拟实验与动手实验的关系，激发学生的探究意识
在网络环境下，开展中学化学探究性实验并不意味着用虚拟实验取代动手实验。中国有句名言“纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行”，著名心理学家皮亚杰说过“要让学生动手做科学，而不是用耳朵听科学或用眼睛看科学”。因此，在探究性实验中，主要是学生亲自操作、亲自观察，让学生获取第一手资料，享受第一感觉。而网络可让学生了解原来不熟悉的实验仪器及其使用、掌握原来不熟悉实验操作和模拟进行可能产生危险的试验等。
[参考文献]
[1]勒玉乐主编.探究教学论.重庆：西南师范大学出版社,2009.7
[2]http://www.ynceo.cn/Article/nlsz/wsxx/200409/6003.html
[3]教育部基础教育司组织编写.走进新课程：与课程实施者对话.北京：北京师范大学出版社,2002.3
（作者单位：郑州十一中 河南郑州）
[关键词]探究性实验 网络环境 化学实验
二十一世纪以来以网络为核心的信息技术正以惊人的速度改变着人们的生产方式、工作方式、学习方式和生活方式，并引起教育领域中的深刻变革。在本次基础教育课程改革目标中，明确提出：倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。在化学学习中，让学生在网络环境下开展探究性实验，有助于培养学生自主、合作、探究等意识，也有助于学生提高信息搜集、处理能力，对知识进行意义建构和提高解决实际问题能力。
一、网络环境下的探究性实验
（一）探究性实验的内涵及特点
探究性实验是指由学生围绕某个问题，运用实验手段，探索未知的现象或数据，从中发现科学概念或原理，以获得知识，培养探究能力的一种学习活动。
探究性实验与验证性实验相比，其特征是实验在前，结论在后。此外，探究性实验还具有：（1）开放性。包括实验内容、实验探究空间和方法的开放性，搜集信息的渠道开放和思维方式的开放性，师生关系的开放性。（2）合作性。在探究实验过程中，同学们一起讨论，相互交流，共同协作。激活了学生的思维，训练了学生的语言，培养了学生的团队精神。（3）自主性。探究实验过程中，充分发挥了学生学习的主体性和创造性，使学生通过一定的分析、思辨、实验、查询与探究性活动，让学生亲身经历探究过程、体验感受探究过程、获得学习目标的实现。
（二）网络对探究性实验的支持作用
1.网络为探究性实验提供集约丰富的信息资源。各种搜索引擎、搜索工具和搜索策略、方法，为学生获取个性化的、丰富的学习资源，提供了便捷的途径。
2.网络为探究性实验提供交流与合作的平台；通过各种同步通讯和异步通讯技术，学生可以无限地扩大交流面、自由地选择交流对象，可以就某一主题或学习问题开展合作式学习。
3.网络为探究性实验提供丰富的导师资源。探究实验的综合性和开放性使得教师难以对如此广泛的问题作全面的解答，也很难在同一时间、同一地点召集不同班级的学生进行集中解答，更不可能随时随地提出问题和交流讨论，而且因为受时间限制，也不可能对有关问题进行深入的讨论和及时的交流。网络却能为师生的交流讨论提供一个理想的环境，使参与信息交流的人员更加广泛，参与交流更加方便，信息反馈更加及时。
4.网络为探究性实验提供记录和管理学习的工具。利用网络创设的平台，可以提供各种自主记录的网络档案，将学习者、辅导者、课题活动的相关信息——归档记录，便于过程性学习的评价与管理。
5.网络为探究性实验提供展示和评价学习成果的场所。在网上发布探究实验的成果，一方面可以满足学生展示、推荐自己的成果，让更多的人知晓、共享的愿望，另一方面可以对成果进行评价，评价是多渠道的，有指导教师的评价，也有学生自己的评价和学生相互的评价。
二、网络环境下开展中学化学探究性实验的案例研究
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。在网络环境下，开展中学化学探究性实验，让学生在学习活动中，获得亲身参与研究探索的体验，培养发现问题、解决问题的能力，培养收集、分析和利用信息的能力，让他们学会分享与合作，树立正确的科学态度和科学道德，增强对社会的责任心和使命感。
（一）基本程序（如图1所示）
图1：网络探究模式在中学化学学习活动中应用的基本程序
（二）实施说明
以下将以实验“海带成分中碘的检验”的学习活动为例，对该教学程序的实施进行说明。
步骤一：创设情境，确定探究主题。
[教师]展示患有大脖子病人的图片或播放相关的视频。提出患有此病的原因、危害和如何预防此病发生等问题？
[学生]上网搜集、整理资料，与校内外研究者相互交流。得出大脖子病发生多因缺碘，碘缺乏在人类发育的不同阶段均会对人体造成损害，特别是损害智力等，以及为预防碘缺乏的相关政策，了解我国防治该病的措施——加碘食盐和含碘丰富的食品，如海带等海产品。
[教师]大家通过网络资料了解到海带含有丰富的碘，你能否用实验来提取海带中的碘呢？
步骤二：在网络环境下，以问题引导学生开展自主的探究性实验活动
[问题一]海带中含碘主要是以怎样的形式存在？
[猜想与假设]海带中含碘可能的形式I-、I2、I0-、I03-、I04-等。但I2易升华，所以不可能这种形式。
[搜集资料，讨论交流]海带中含碘的形式主要为I-，如KI、NaI等。
[问题二]海带的成分分为有机物和无机物两部分。如何除去海带中的有机物呢？
[猜想与假设]根据有机物易燃烧的特点，可以采用烧的方法。
[搜集资料，讨论交流] 设计充分烧除海带中有机物的步骤、实验用品、操作关键和仪器的使用。
[实 验] 步骤：刷泥沙?剪碎?加入酒精?充分灼烧；
实验用品：刷子、剪刀、三角架、泥三角、坩埚 坩埚钳、酒精灯；
操作关键：灼烧海带应充分，否则所得滤液为棕黑色，严重影响实验效果。
仪器使用：主要学习坩埚的使用。
[问题三] 所得海带灰中的无机物有哪些？
[猜想与假设] 可能含有Mg2＋、Na＋、K＋等金属盐，因为海水中存在这些物质。
[搜集资料，讨论交流]（1）海带灰中除碘化物外，还有40—50%的不溶性物质和30—50%的可溶性物质。（2）可溶性物质大部分为：NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4、NaI、KI、Na2CO3、 MgCl2、MgSO4、CaSO4等。
[问题四]怎样将海带中含碘物质分离出来？
[猜想与假设]（1）含碘物质与不溶性物质分离，可采用溶解、过滤方法。
（2）若含碘物质与其他可溶性物质溶解度差别很大，可采用结晶过滤的方法分离。
[搜集资料，讨论交流]
（1）如表所示，碘化物溶解度最大，当溶液加热蒸发，其他盐类大都可以结晶析出，而碘化物仍留在溶液中，因此可过滤分离。
（2）设计实验步骤、实验用品、操作关键。
[实 验] 步骤：加热→过滤；
实验用品：三角架、酒精灯、玻璃棒、烧杯、石棉网、漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）；
操作关键：过滤，所得滤液应为澄清的。
[问题五] 你能设计出几种方法来检验滤液中是否有I-呢？
[猜想与假设] 根据I-的性质设计。
[搜集资料，讨论交流] I-可与Ag＋的反应，I-具有还原性，可与氧化性物质（Br2、H2O2等）在酸性条件下反应。
[实 验]
步驟三：展示成果及评价
[展示成果] 学生独立或合作撰写有关小论文，设计“碘与健康”等为主题的网页。并且每位学生对此次探究活动进行反思和总结。
[评价] 利用网络平台，展示学生的研究成果，通过自评、互评和师评，从学生参与活动的态度、在活动中所获得的体验情况、学习和研究的方法、技能掌握情况、学生创新精神和实践能力的发展情况、信息的采集与加工能力、合作和组织能力、对成果的演示等多个方面进行评价。
三、网络环境下开展中学化学探究性实验的几点启示
（一）辨证看待网络资源，培养学生搜集和处理信息的能力
在网络环境下，浩瀚的网络信息，激光般的查询速度，无疑为学生的思维插上了有力的翅膀。借助网络，学生可以释疑解惑，也可以验证自己的假设，还可以为丰富自己的创意和论点而广征博引。但海量的信息资源存在良莠不齐，其可信性、有效性、可用性有待鉴别，且网络资源的组织是混乱的、不系统的，学生要想在这种环境下找到有用的信息，并组织成系统的知识体系，必然要耗费大量的时间，也容易导致“迷航”。有必要的话，教师可挑选有关的网址提供给学生，保证所选的网页对学生的学习是有价值的和足够的，这样也保证了学生在较短的时间内完成学习任务。当然这种方法并不是老师已经将馍嚼好了，因为在提供给学生的资源中仍然会有大量的信息需要学生阅读、挑选、处理、加工。同时，在设计信息资源时，要尊重学生中存在差异，为学生定制满足个性化学习需要的资源，建设多层次、多元化、开放性和及时更新的信息资源。
（二）正确处理虚拟实验与动手实验的关系，激发学生的探究意识
在网络环境下，开展中学化学探究性实验并不意味着用虚拟实验取代动手实验。中国有句名言“纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行”，著名心理学家皮亚杰说过“要让学生动手做科学，而不是用耳朵听科学或用眼睛看科学”。因此，在探究性实验中，主要是学生亲自操作、亲自观察，让学生获取第一手资料，享受第一感觉。而网络可让学生了解原来不熟悉的实验仪器及其使用、掌握原来不熟悉实验操作和模拟进行可能产生危险的试验等。
[参考文献]
[1]勒玉乐主编.探究教学论.重庆：西南师范大学出版社,2009.7
[2]http://www.ynceo.cn/Article/nlsz/wsxx/200409/6003.html
[3]教育部基础教育司组织编写.走进新课程：与课程实施者对话.北京：北京师范大学出版社,2002.3
（作者单位：郑州十一中 河南郑州）