如何培養(yǎng)高中生的實(shí)驗(yàn)探究能力

孫克鴿 史曉偉 楊冬梅

摘要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)來調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，重點(diǎn)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，從而培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。本文以“蔗糖與濃硫酸的反應(yīng)”為例，研究如何培養(yǎng)高中生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；啟發(fā)探究；創(chuàng)設(shè)情境；教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2019）10-0186-01

1.問題的提出

化學(xué)知識(shí)的獲取基于實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以提供對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的必要保障，幫助學(xué)生理解基本概念和化學(xué)原理，幫助學(xué)生培養(yǎng)他們的觀察能力和思維能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性。總之，實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的地位和作用是不可替代的。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論是緊密相連的，讓學(xué)生掌握基本原理和操作是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，更要培養(yǎng)學(xué)生具有分析問題、解決問題的邏輯思維能力。而目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，主要存在以下三個(gè)方面的問題：

1.1 過分依賴課本實(shí)驗(yàn)描述，把實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)當(dāng)作課堂教學(xué)的基本內(nèi)容。忽略實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件討論、探究，達(dá)不到真正的實(shí)驗(yàn)服務(wù)于教學(xué)、輔助教學(xué)的目的。

1.2 過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論而不重視過程，通過直接告知實(shí)驗(yàn)結(jié)論或觀看實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)生的好奇心、求知欲受到了很大程度地抑制，偏離實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，達(dá)不到啟發(fā)學(xué)生的目的，創(chuàng)新精神無法培養(yǎng)，更不用提如何讓學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)了。

1.3 過分重視實(shí)驗(yàn)的“經(jīng)典性”，缺乏與現(xiàn)實(shí)生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不利于學(xué)生對(duì)周圍環(huán)境的挖掘與探索，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)不能更好的服務(wù)教學(xué)，服務(wù)生活。

為改進(jìn)和提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境、啟發(fā)探討，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

2.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，開展啟發(fā)探討，規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一般程序

蔗糖和濃硫酸脫水反應(yīng)的示范實(shí)驗(yàn)（人民教育版高中化學(xué)必修1第4章第3節(jié)），儀器簡單，現(xiàn)象明顯，容易成功，但實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生大量有毒氣體二氧化硫，如果直接排放到空氣中，則對(duì)師生的健康非常不利，也不符合環(huán)保要求。為了消除實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的二氧化硫污染，它符合綠色化學(xué)理念，增加了實(shí)驗(yàn)的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的探究欲望。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如下，效果非常好。

實(shí)驗(yàn)步驟：

2.1 向具支試管中加入約2g蔗糖、少量水、3ml濃硫酸后，立刻用玻璃棒攪拌均勻，然后直接在玻璃棒上套入帶單孔橡膠塞的干燥管，塞緊橡膠塞。可觀察到黑色的炭沿玻璃棒迅速膨脹，有大量煙霧產(chǎn)生，氣球變大。用注射器抽動(dòng)氣體，使氣體在氣球和注射器間來回運(yùn)動(dòng)，可看到鮮花慢慢褪色，試管的外壁變得很燙。

2.2 關(guān)閉止水夾，取下注射器，吸取少量氫氧化鈉溶液。然后將注射器連接到乳膠管，打開止水夾，抽出氣體。再次關(guān)閉止水夾，并將注射器取下，振蕩注射器，使氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化硫氣體。實(shí)驗(yàn)完成后，將玻璃棒從具支試管中取出，可看到玻璃棒上連帶有大部分多孔狀黑色的炭。

濃硫酸使蔗糖脫水的實(shí)驗(yàn)容易激發(fā)學(xué)生的興趣和探究欲望，采用本裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象直觀明顯，重現(xiàn)率高。可以清楚地觀察到，蔗糖逐漸從白色到棕色，然后變成黑色，且體積急劇膨脹。黑炭沿著玻璃棒快速膨脹時(shí)，產(chǎn)生大量的煙，氣球變大，鮮花顏色逐漸褪去。實(shí)驗(yàn)完成后，將玻璃棒從具支試管中取出時(shí)，可看到玻璃棒上連帶有大部分多孔狀黑色的炭。且燒杯壁很燙，說明反應(yīng)放出了大量的熱。

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們意識(shí)到濃硫酸有脫水性和強(qiáng)氧化性。在實(shí)驗(yàn)中，濃硫酸使蔗糖脫水生成單質(zhì)碳，反映了濃硫酸的脫水性；炭和濃硫酸進(jìn)一步反應(yīng)生成的SO2氣體能使鮮花褪色，體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性。

該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明顯，儀器組裝簡單，并且實(shí)驗(yàn)采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，藥品使用量少。實(shí)驗(yàn)在相對(duì)密閉的空間內(nèi)進(jìn)行，產(chǎn)生的SO2氣體難逸出，實(shí)驗(yàn)完成后用注射器吸入氫氧化鈉溶液將SO2吸收，大大減小對(duì)師生的身體健康危害，也減少了對(duì)大氣的污染。

通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望受到了激發(fā)，學(xué)生的觀察、分析和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)。通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和設(shè)備的選擇以及對(duì)有害氣體的實(shí)驗(yàn)操作，綠色化學(xué)思想得以滲透，學(xué)生的環(huán)保意識(shí)得到增強(qiáng)。

3.深刻理解“啟發(fā)探討”含義，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

3.1 注重教學(xué)目標(biāo)。啟發(fā)探討的目的是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，并避免了傳統(tǒng)課堂的“獨(dú)角戲”和“一言堂”。

3.2 體現(xiàn)因?qū)W施教原則。學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)，先學(xué)后教，以學(xué)定教，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一種自覺行為，教師只起引導(dǎo)作用，讓學(xué)生通過積極的思索去探究知識(shí)，并用知識(shí)去解決所遇到的實(shí)際問題。

3.3 重視實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性。專注于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，透過實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，并運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來解決一些理論問題。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)展。贊可夫說：“教學(xué)的目的不僅是為了實(shí)現(xiàn)出色的學(xué)習(xí)成績，還要解決發(fā)展的問題。”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，作為化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容，不僅要著眼于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，更要成為提高學(xué)生整體素養(yǎng)的有效工具。

總之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的高效方法，利用實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的一個(gè)特點(diǎn)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中要體現(xiàn)“啟發(fā)探討”的教學(xué)思想，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，并為培養(yǎng)高中生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李素霞.新課程理念下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式構(gòu)建及其優(yōu)化[D].西北民族大學(xué)，2011.

[2] 王美文.高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)與探究：上[M].