在學科核心素養背景下的高中化學探究實驗教學研究

摘 要：在學科核心素養引領下的高中化學探究實驗教學有助于學生科學探究與創新能力的培養。本文介紹了探究實驗的設計原則，探究實驗的指導思想，主要研究了探究實驗的兩種教學模式及案例實施。

關鍵詞：學科核心素養，探究實驗，教學模式

一、 設計探究實驗的原則

高中化學學科核心素養的內容之一是：科學探究與創新能力，因此，我們要將科學探究與創新意識有效滲透到探究性實驗教學中。在設計實驗時應堅持以下原則。

（一）科學性原則

化學實驗的設計首先要科學合理，實驗原理要建立在科學合理的理論基礎上，實驗裝置，操作，方法同時也要有一定的實驗基礎。

（二）探究性原則

設計的探究實驗中往往隱含著更深層次的化學知識與規律，需要學生本著求真務實的精神去探究挖掘。實驗結果有可能與預期的相差甚遠，這就要求學生應不怕錯誤，大膽猜疑假設并驗證來尋找解決問題的最佳途徑。

（三）創新性原則

探究實驗同時也要具備新穎性，在實驗設計中體現新思維，新方法，新觀點等，從而培養學生的創新意識。

（四）趣味性原則

要結合學生的認知能力和心理特征設計探究實驗，為了激發學生的好奇心，實驗設計要有一定的趣味性。

（五）安全性原則

探究性實驗具有各種未知因素和難度，學生由于實驗機會少而導致經驗不足，應避免化學危險品的使用，確保學生的安全。

二、 探究實驗的指導思想

新課程理念和學科核心素養突出強調了化學實驗的重要功能，通過化學實驗進行多種探究活動，培養學生的綜合素質，提高化學教學效率和教師的專業技能，改變教師的教學方式和學生的學習方式。

（一）充分發揮學生的主體作用

教師提供實驗機會，鼓勵和引導學生去科學探究，因此，充分發揮學生的主觀能動性是探究實驗有效進行的保障。學生在實驗中體驗科學探究的樂趣，樹立學習化學的自信心，同時樹立正確的人生觀和價值觀，培養學生的社會責任感。

（二）巧妙發揮教師的引導作用

學生雖然具備一定知識基礎，探究思維和實驗操作技能，但是他們還不能完全獨立的參與實驗探究，因此教師的引導作用對探究實驗的有效進行具有重要作用。教師要恰當引導，如果引導不到位，有可能會影響學生主觀能動性的發揮。

（三）在探究過程中統一三維教學目標

實驗教學的重要目標是掌握基礎知識，但遠遠不能適應社會發展對人才培養的要求，讓學生學會知識的同時，注重培養學生的科學素養。知識與技能，過程與方法，態度與價值觀教學目標的統一是在科學探究過程中實現的。

三、 探究實驗的教學模式

化學實驗教學模式是基礎理論的體現和教學經驗的概括，為了達成教學目標，完成教學任務所制定教學過程實施的整體方案。我們要將驗證性實驗變為探究性實驗，這有助于學生綜合能力的培養和教師傳統教學觀念的改變。

（一）第一種教學模式

探究性實驗通常可以按照“提出問題—討論分析—實驗實施—得出結論—應用交流”的教學模式，先提出問題，接著引導學生分析討論，再根據討論過程中產生的問題設計實驗并進行操作，最后根據實驗現象結合理論知識得出結論并加以運用。

這種探究模式一般適用于反應時間短的化學反應，如元素及其化合物的性質探究實驗。如我們以Na與H2O的反應為例，①提出“Na與H2O反應嗎”問題。②分析討論：Na可以與酸電離出的H+反應，由于H2O也可以電離出H+，則二者應該能反應。③實驗操作：在水中放入擦凈表面煤油的鈉塊，學生觀察到反應迅速并產生氣泡。④引導學生分析，產生的氣體物質究竟是什么？結合原子守恒，推出可能為H2或O2。⑤怎樣檢測呢？學生想到課本中的檢驗方法，但此方法比較煩瑣，且現象不明顯。于是，學生聯系到生活中的氫氣球原理，討論得出可以用吹肥皂泡的方法，如果氣泡上升，則產生的氣體為H2。對裝置進行改進，在鈉球的上面罩一個直玻璃管的漏斗，在玻璃管口涂抹一些發泡液，在管口有氣泡形成，輕輕吹動，氣泡慢慢地向上漂，說明產生了密度小于空氣的氣體，則為H2。用明火點燃氣泡，燃燒并有爆鳴聲。⑥得出結論：Na與H2O反應產生H2。⑦由元素守恒計算，還有一種產物是NaOH。⑧如何檢驗有NaOH產生？⑨在反應后的溶液中滴加酚酞，溶液變紅，最終得出結論：2Na+2H2O2NaOH+H2。該實驗設計以探究產物為主線，不斷引導學生推測驗證，實驗操作安全，方法簡單，并且提高了學生提出，分析，解決問題的能力。

（二）第二種教學模式

探究性實驗的另一種模式為“實驗—發現并提出問題—提出假設—實驗驗證假設—得出結論”，先做實驗，通過實驗現象找出值得探究的關鍵問題，提出相關假設后通過實驗驗證，師生最終共同總結得出結論。這種教學模式適用于簡潔趣味性實驗探究。

如在講授過氧化鈉與水反應的實驗時，我們可以在石棉網上放兩團脫脂棉（一團里面包有過氧化鈉粉末，另一團不包），先點燃沒有包過氧化鈉的棉花，并滴水讓棉花熄滅，這學生都知道水能滅火。然后把水滴到包有過氧化鈉粉末的棉花上，棉花居然燃燒，于是激起了學生強烈的好奇心和探究欲望，接著學生在盛有過氧化鈉的試管（試管底部用一段燒軟的蠟燭固定）中滴加水，產生氣泡，并驗證為氧氣，同時蠟燭脫離試管壁，由此說明反應過程中生成氧氣且放出大量的熱使脫脂棉燃燒。實驗結束，還要探究反應后溶液的性質，用無色酚酞，發現溶液先變紅后褪色，這可能與過氧化鈉的漂白性有關，學生經過分析討論得出這種說法不確切，認為引起紅色褪去的原因是堿性。于是進行兩個實驗，一個是用適量的水溶解少量的Na2O2，再滴入酚酞，紅色沒有褪去，另一個實驗是，將酚酞滴入在濃NaOH溶液中，紅色立刻褪去，由此得出酚酞變色與堿的濃度有關。

作者簡介：

李敏婭，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市會寧縣第五中學。