高中化學實驗探究式教學模式的構建策略

◇ 廣東 楊春燕

1 現狀分析

學生在經過初中階段的學習后,化學知識由簡單向復雜轉變,隨著知識量的增加以及知識深度和廣度的延伸,學生的學習也越來越困難.探究式實驗要求學生在掌握一定的知識基礎上又要具有一定的動手操作能力,對于剛步入高中的學生來說,在化學課堂進行實驗探究,具有一定的難度.在教學過程中,很多教師還是善于使用傳統講授式教學模式.而且有些教師認為,進行探究式實驗教學過于浪費時間,所以不愿意采用.

2 構建策略

2.1 明確實驗目標，構建有效的實驗探究思路

實驗目標是進行實驗的首要因素,在探究式實驗教學中,教師要引導學生明確實驗目標.除此之外,實驗的探究思路也是重中之重,只有在實驗前明確思路,才能保證實驗過程的順暢,得到準確的實驗結果.教師要不斷引導學生圍繞實驗目標收集資料、分析理論依據、確定可行方案、選擇儀器和藥品,培養學生的實驗探究思維,提高學生的綜合實驗能力.例如,在鐵鹽與亞鐵鹽的轉化實驗中,首先明確實驗目的為探究Fe3＋與Fe2＋的相互轉化.引導學生結合已有的氧化還原反應知識分析“Fe3＋→Fe2＋需要加入什么試劑?”“Fe2＋→Fe3＋需要加入什么試劑?”可以根據實驗所提供的藥品(鐵粉、銅片、氯水、過氧化氫、稀硝酸、酸性高錳酸鉀)具體說明.教師再拋出問題：實驗中如何證明兩者已經發生轉化? 學生結合Fe3＋與Fe2＋檢驗的相關知識提出可以使用KSCN 溶液驗證.學生總結并寫下實驗方案：取適量氯化鐵溶液置于試管中,滴加2滴KSCN 溶液,加入鐵粉,振蕩使之充分反應,觀察溶液顏色變化；再向試管中滴加過氧化氫,觀察溶液顏色變化.最后學生按照方案動手實驗.整個實驗在教師的引導下由學生進行構建完成.

2.2 激發學生實驗興趣，提高學生自主參與度

和理論知識相比,學生更樂于在實驗中學習化學.化學實驗的趣味性和神奇性,對學生有著極強的吸引力.因此,教師要抓住學生的這一心理特點,創設好情境,提高學生的參與熱情,讓學生自發進入到化學實驗的學習過程中.為此,教師可以采用多種形式的實驗教學手段,引發學生積極主動學習.

例如,在離子反應的學習中,教師可以采取小組合作的學習模式進行對比實驗.一組向硫酸鈉溶液中逐滴滴加氯化鉀溶液,另一組向硫酸鈉溶液中逐滴滴加氯化鋇溶液.觀察實驗現象,對比兩組實驗的電導率變化.引導學生從宏觀現象轉入微觀粒子的角度分析所發生的反應,認識離子反應的實質,并用離子方程式表示出來.在小組實驗過程中,學生之間的交流更能營造良好的實驗氛圍,提高實驗探究能力.

2.3 引入信息技術，提高實驗的效果反饋

多媒體信息技術的輔助對化學實驗效果和過程的探究有很大的幫助作用.教師可以借助視頻、動畫、圖片展示更規范的實驗操作、更清晰的實驗現象以及受實際條件限制無法分組完成的實驗.也可以在實驗后借助多媒體展示實驗的全過程,加深學生對實驗的理解.可以利用多媒體展示微觀化學,例如,展示原電池內、外電路導電的動態過程,使抽象知識更加形象化.又如,在離子鍵的形成實驗中,教師借助多媒體向學生展示原子間得、失電子與離子鍵的形成過程,幫助學生從微觀角度理解離子鍵.

2.4 改進、創新課本實驗，引導學生主動探究

實驗設計的合理性、操作的安全性、可行性、效果的直觀性都是進行課堂實驗需要考慮的因素.教材上已經設計了一些經典的演示實驗和分組實驗,但是由于一些主、客觀的原因,某些實驗存在一些欠缺,實施起來存在一些問題,不能達到良好的實驗效果.這就需要教師對實驗進行深入研究,查明效果不佳的原因,進行實驗改進,以達到更佳的教學效果.即使有的教材中給出的實驗已經很好了,我們仍要不斷探索、創新,增加它的趣味性或者想辦法使之更綠色環保.有些教材上原本沒有的實驗,也可以大膽想象,創造條件去實現,這樣可以打開學生學習化學的新思路.

例如,氫氧化亞鐵的制備實驗,按照教材上的方案,實驗現象是生成白色沉淀,然后迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色.若要較長時間觀察到氫氧化亞鐵白色沉淀,需要盡量趕走反應體系內的氧氣,并隔絕外界空氣.由此引發學生思考怎樣隔絕空氣.學生討論后會想到一些方法,常采用的措施有：

1)用煮沸過的蒸餾水配制溶液,趕走水中溶解氧.

2)將裝有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管伸到液面以下進行滴加.

3)液面上滴加一層植物油來隔絕氧氣.

圖1

但是,即使做到以上三點也很難清楚觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀,實際上氧氣無孔不入,很難隔絕.于是,有了如圖1所示的改進實驗.但是教師用該裝置進行了多次實驗,仍然很難看到白色沉淀.難道真的沒辦法了嗎? 經過思考討論后,教師發現可以進行以下改進：取硫酸亞鐵晶體置于小燒杯中,沿器壁緩慢注入2mol·L－1氫氧化鈉溶液30mL,靜置,觀察現象.數分鐘后可以看到,在燒杯底部“長”出白色固體,現象非常清晰.待到下課再觀察,可以看到燒杯底部有一條條向上長的白色條狀物,靠近液面顏色逐漸變綠.學生驚嘆不已,竟然是長出來的固體.

一個實驗的創新是老師心血的結晶,一個精彩的實驗創新,也將化學深深印在學生腦海,在學生心里種下一顆實驗探究的種子.教師還可以將基礎實驗進行整合,設計一套可以達成多個實驗目標的裝置,極大地鍛煉學生的綜合實驗分析能力.

2.5 化學實驗探究起于課堂，但不止于課堂

為了培養學生的綜合學科素養,不少學校開展了“校本課程”“第二課堂”“社會實踐活動”等.我們不妨將化學實驗探究也延伸至課外活動中,利用化學的“第二課堂”,進行一些化學實驗探究活動,一方面讓學生感受到化學與生活、生產、技術的緊密聯系；另一方面開拓學生視野,提升綜合實驗探究能力.例如,我們開展過“湖水含氧量測定”“水果中維生素C含量的測定”“新能源開發現狀與氫燃料電池”“美麗的化學實驗現象”等課題,極大地促進了化學學科知識、學科能力和學科思想的融合.

綜上所述,高中化學實驗的探究式教學模式有利于培養學生的化學思維和創新意識.因此,注重化學實驗在化學課程教學中的重要性,教師要轉變教學思路,創新教學方式：1)明確實驗目標,帶著任務開展化學實驗,明確實驗思路,保證實驗得以順利進行；2)分組合作,激發學生對實驗學習的熱情,最大限度提高學生的參與度；3)通過信息技術的引入,深化實驗過程,加深學生對實驗結果的理解；4)改進實驗、創新實驗,使實驗更精彩,激發學生的探究欲望；5)利用課外活動,加強學生對化學學科的認知,進一步培養學科思維.教師應結合以上方法,加強學生對化學實驗的學習興趣,順利開展化學實驗的探究式教學.