高中化學實驗探究教學的實踐與思考

陳明肇

（福州第十五中學，福建 福州 350009）

高中化學實驗探究教學的實踐與思考

陳明肇

（福州第十五中學，福建 福州 350009）

從課程標準和教材出發，探討二者對化學實驗探究的要求，闡述了化學實驗探究教學的流程與模式，并結合案例分析，最后對實驗探究教學的實施與策略進行探討。

化學實驗；探究教學；高中化學

實驗是化學教學的基礎，探究是化學教學的靈魂。“實驗探究教學是科學探究的一種重要的表現形式。”［1］它是化學實驗教學中最常用的有效方法，是每一位化學教師在教學中都要面對和研究的重要課題。

一、課程標準和教材對化學實驗探究的要求

從高中化學課程標準看，課標積極倡導以探究為主的學習活動，突出學科的重要特征——化學實驗。如在課程性質的“三個有利”中提到要有利于體驗和學習探究的過程和方法；課程理念則要求體驗以化學實驗為主的科學研究過程；同樣在課程目標中強調科學探究是一種使學生體驗探究過程和探究樂趣的學習經歷，充分說明了實驗探究教學的重要性，明確了其在高中化學實驗教學中的主導地位。

從現行教材（以蘇教版高中化學教材為例）看，實驗主要設置在“活動與探究”及“觀察與思考”兩個欄目中，落實在必修中的《化學1》《化學2》和選修中的《化學反應原理》《有機化學基礎》《物質的結構與性質》《化學與生活》等模塊中。在“活動與探究”欄目中實驗的呈現方式有兩種：一是問題情境、實驗設計已經完成要求學生猜想、實驗、觀察、分析、總結、交流；二是提出問題要求學生完成猜想、設計、探究、結論、討論。兩種方式互相補充，讓學生充分體驗探究、學習探究的各個環節。

二、化學實驗探究教學的流程與模式

通過對高中化學知識結構的研究分析，探究的課題主要分成兩方面，即化學反應原理的探究和物質的性質推斷，可將“原理”和“性質”兩大模塊的實驗探究在實際操作中按一種模式兩個思路進行。即（1）創設情境、提出問題（理論的假設）→實驗設計→實驗探究（驗證假設）→解釋與結論→反思與表達。（2）創設情境、提出問題（性質推斷）→實驗設計→實驗探究（驗證性質）→解釋與結論→反思與表達。其中有三個重要環節最能體現其教學特色，即猜想體現出問題意識，設計說明了探究意識，而實驗則表現出科學的方法。以下通過兩個實例闡述其流程和模式。

案例1：探究碳酸鈉溶液呈堿性的原因

（1）提出問題（理論的假設）

Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的嗎？假設是由水解引起的，那么使水解平衡移動將改變溶液的堿性。

（2）實驗設計

向盛有Na2CO3溶液的試管中滴加酚酞試液，觀察其顏色的變化，然后再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液，并觀察現象。

（3）實驗探究

滴加酚酞試液，Na2CO3溶液顯紅色，再向該溶液中滴入過量的CaCl2溶液后，產生白色沉淀，且溶液紅色褪去。

（4）解釋與結論

為什么滴加酚酞試液的Na2CO3溶液顯紅色，滴入過量的CaCl2溶液后，產生白色沉淀，且溶液紅色褪去？

［討論］滴加CaCl2溶液后，CO32-與Ca2+結合生成CaCO3沉淀，根據勒夏特列原理水解平衡向左移動，使OH-濃度減小，溶液紅色逐漸褪去。因此，實驗結果可以確認原猜想是正確的。

［結論］Na2CO3溶液呈堿性是由CO32-水解引起的。

（5）反思與表達：CO32-＋H2O? HCO3-＋OHCO32-＋Ca2+＝CaCO3↓

案例2：探究濃硝酸和稀硝酸的氧化性

圖1 銅片與硝酸反應的實驗裝置圖

（1）提出問題（性質推斷）：濃度不同的硝酸是否都有強氧化性？

（2）實驗設計：如圖1。

（3）實驗探究。將濃硝酸加入裝有銅片的試管中，反應較劇烈生成藍色溶液，產生紅棕色氣體。往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，繼續實驗反應后有無色氣體生成，接觸空氣氣體變為紅棕色。

（4）解釋與結論

［討論］從實驗可知濃度不同的硝酸都能與銅片反應，但反應的劇烈程度不同，生成物不同。

［結論］不同濃度的硝酸都具有強氧化性，且都能氧化不活潑的金屬銅，還原產物不同（二氧化氮、一氧化氮）；氧化性比較：濃硝酸強于稀硝酸。

（5）反思與表達

Cu＋4HNO3（濃）＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

實驗探究過程一般經歷五個階段即：

（1）創設情境，提出問題

好的問題情境能激發學生強烈的探究欲望，因此“問題的設計要有指導性，即針對探究目的或重要環節設置引導性問題。”［2］如案例1中Na2CO3屬于正鹽，那么其水溶液為什么呈堿性？引發思考，此時有學生回答是水解引起的，追問：能否用已有的知識通過實驗證明其堿性是由Na2CO3水解引起的，教師激勵、引導學生通過實驗對猜想和假設進行驗證。

（2）討論方案，完成設計

實驗方案設計是根據探究課題的目的要求對實驗進行的規劃。如在案例2中要設計不同濃度硝酸與銅反應的裝置，同時還要考慮方便前后實驗現象的觀察。這是在新情境中對化學知識整合的過程，是最具探究意識的重要環節。

（3）實驗探究，驗證假設

實驗過程要求細致認真，如實記錄相關的現象及數據，并注意實驗安全。如案例2中在濃硝酸與稀硝酸與銅反應時，通過對不同現象的觀察，推斷其氧化性的不同。該階段對學生的實驗動手能力、觀察能力、研究判斷能力都起到積極的促進作用。

（4）分析信息，得出結論

學生要通過實驗現象的分析討論，得出正確結論。如案例1中要通過平衡移動的原理分析解決問題。在這個階段學生要學習收集信息、處理信息、應用原理得出結論的科學研究方法。

（5）反思回顧，交流表達

教師要求學生對整個探究過程進行反思，對設計、操作、觀察、記錄、分析和結論作總結回顧，交流點評。特別注意在操作規范、現象描述、化學用語、反應原理的準確表達等方面進行指導、提示、糾正和示范，提高其學科素養。

三、實驗探究教學的實施與策略

1.實驗探究課題的挖掘

探究課題的選擇要根據學生現有的知識和能力水平進行，在具有可探究性的同時注意問題宜小不宜大，不要過于復雜開放。

2.實驗探究的前期準備

化學實驗探究教學是學習化學的重要方式，但其費時耗力，因此實驗前的充分準備是保證實驗探究成功的前提條件。在研究過程中課題組的具體做法是：根據學生的特點進行分組，每6人成立一個探究小組，各小組人員各有分工，通過查閱資料、了解事實、提出假設、做出對實驗方案的設計。然后再組織全班學生對各小組所設計的方案進行評價，師生一起分析各方案的優劣，選出其中最佳的一個方案。在此基礎上教師進一步提出建議、審核補充完善后進行實驗。

3.實驗探究過程中的師生關系

在教學中，教師是探究路上的引領者、同行者和協助者。首先要創設平等、民主教學氛圍，以利于調動學生的積極性，其次教師的主導作用體現在情景的創設、問題的提出及各環節引導、幫助。學生的主體意識和主體地位通過實驗的設計、實施以及結論的得出等環節來得到落實。

4.實驗探究的過程與結果

探究的過程和結果是科學方法的學習和學科知識的認知，方法的學習是時代的要求，也是學生終身學習的需要，要倡導讓學生經歷實踐過程，在實踐中學習積累學科知識、科學方法，在實踐中理解過程和方法。但是也不能為過程而過程，不能只求形式上熱鬧而忽視結果，實驗結果是學科的知識和素養，是繼續學習的基礎，二者不可失之偏頗，好的探究過程必然會有好的探究結果。二者相輔相成，探索過程的體驗和實驗結果的獲得同樣重要。

［1］趙姝婷.新課改實驗探究教學策略［D］.大連：遼寧師范大學,2013(6).

［2］王建華.探究性實驗教學中有效問題設計策略［J］.福建基礎教育研究,2016(2).

［3］周文榮.例析高中化學實驗探究教學的誤區及思考［J］.化學教與學,2010(4).

（責任編輯：張賢金）

福建省教育科學“十二五”規劃2014年度課題“高中化學實驗探究教學實施策略研究”（項目編號：FJJKCG14-461）。