試論高中化學實驗對學生探究能力的培養

紀忠萍

吉林省四平市公主嶺市范家屯鎮第一中學校 吉林 四平 136105

新課程標準要求學生主動參與探究活動,經歷實驗探究全過程,學習探究活動中的方法、技能,促進學生的創新思維、解決問題的能力的提升。本文所提出的高中化學實驗探究活動培養學生探究能力的實施策略和方法建議,希望能為廣大一線教師提供一些參考。

一、提出問題

問題是開展科學探究的前提條件,也是貫穿整個科學探究的核心。問題的質量決定著探究的效果,以及能否達到培養學生問題意識的目的。教師在創設問題時一定要充分考慮學生的認知能力和思維水平,一旦發現的思維處在片面狀態時,就需要開展小組討論,引導學生進入到團隊思考當中,回歸教學主線。具體可以從以下兩方面入手：

1、從實驗中找問題。實驗本身是化學課程的特點,豐富多彩的實驗環境和實驗現象都能夠激發學生對于知識的強烈欲望。教師可先從教材中基礎的演示實驗和探究活動入手,集中學生的注意力,在進行實驗的過程中要讓學生觀察要點多持懷疑的態度,不滿足現有信息,從而產生疑問。比如實驗設計是否合理、實驗裝置還能否改進、實驗方案是否完整等等。再如實驗室制取氯氣所用的二氧化錳能否用高錳酸鉀代替? 作用會如何? 實驗裝置中有沒有尾氣吸收裝置? 磚的顏色是由其中的鐵化合物決定的,那么怎樣檢驗鐵在紅磚與青磚中的存在形式? 等等。

2、設計情景,引發問題。精心設計問題情境是培養學生問題意識的有效策略之一,一個有效的問題情境能夠激發起學生的強烈探究欲望。一般地,教師可以根據具體探究活動內容來創設不同的情景。例如,在“鐵及其化合物”中,教師可以通過市場上常見的抗貧血補鐵保健藥品來設計問題情境,讓學生通過相關資料來證實其中是否存在鐵元素,如果存在,它的存在形式是怎樣的? 再如,在向學生介紹酸的氧化性和氧化性酸時,可以讓學生聯系鐵的性質,通過多次發問來引導學生進入探究狀態。如常見的酸有哪些? 每一種酸的共性和特性分別是什么? 酸與其他物質進行作用時如何體現酸性和氧化性? 氧化性酸又有什么特點? 哪些酸可以將鐵氧化為高價鐵? 等等。通過問題引導學生在探究過程中進行多次質疑,形成問題意識。

二、猜想假設

猜想與假設是制定探究計劃的依據,需要學生利用自身已有認知經驗,與提出的問題之間建立聯系,在靈活運用多種思維方法的過程中進行大膽的猜想與假設。另一方面,教師還需要為學生提供探究所需要的知識背景,在探究活動中成立實驗探究小組,給予學生充足的時間進行深入思考,發揮想象力,對所有可能的答案做出假設,再利用自身已有知識經驗對假設做出初步分析和判斷,并與小組內其他成員進行交流討論,充分發揮小組合作在實驗探究活動中的作用。

此外,在實驗過程中難免會出現一些異常現象,教師應抓住這些機會來培養和鍛煉學生的猜想與假設能力。例如,在探究鋁及其化合物性質時,可以讓學生根據“鋁比鐵活潑”的事實經驗來設計實驗,將相同大小的鋁片與鐵片同時放入到相同濃度的鹽酸當中,可以發現鐵片周圍會先冒出起跑,這種實驗現象便有效地激發了學生的認知沖突,在各抒己見的過程中提出各種猜想與假設,加深對知識以及實驗結論的認識,找出解決問題的所有可能答案。

三、設計實驗

設計實驗包括探究實驗可能會用到的實驗儀器、藥品、裝置以及具體方案,還有相關的評價反思。總的來說,高中化學探究實驗具有較強的綜合性、靈活性和創造性特點,因此,無論是教師還是學生都需要在實驗過程中認真思考,充分激活自身認知經驗與能力,來建構科學、合理且有效的實驗方案。一般地,設計實驗可從以下幾方面進行考慮：

1、為學生提供機會。設計實驗是一項復雜的活動,但高中學生應該要具備這種能力,這也是體現其探究水平的一個方面。在探究實驗教學中,教師與學生一同參與到設計實驗方案的過程中,并為學生創造設計相關步驟和緩解的機會,讓學生在親身經歷實驗設計的過程中,體會提出設計所需要思考的方方面面,進而總結出一些實驗設計的常用方法,切實提高化學實驗設計水平。

2、提高計劃性。設計實驗首先要做好準備工作,制定一個科學合理、高效的化學實驗計劃。在教學活動開始前,教師要讓學生明確實驗探究的目的是什么? 如何探究? 準備好需要用到的實驗儀器、藥品等,將探究問題分解為多個小問題,再分別選用具有針對性的方法逐個擊破。例如,檢驗保健品中存在的究竟是Fe2+還是Fe3+? 學生根據自身知識經驗都能夠寫出實驗所需要用到的試劑和藥品,但關鍵在于能否明確具體實驗步驟,這就需要教師引導學生將知識轉化為能力,靈活運用鐵的性質來設計出一個合理的實驗方案。

3、積極改進與優化。實驗探究活動除了需要教師積極鼓勵學生參加到設計過程當中,還要引導學生善于評價和借鑒他人的優秀設計方案,對于他人所提出的看法和建議要悉心接受,通過師生之間的有效協作,不斷完善實驗方案,取長補短。

綜上,培養學生的科學實驗探究能力需要在長期的教學活動中堅持不懈,教師要寬容對待學生在實踐活動中出現的一切思維和行為活動,對科學探究行為要予以及時地鼓勵和引導,充分利用好化學實驗教學來幫助學生提高他們獲取知識的探究學習能力。