高中化學(xué)課程中探究式學(xué)習(xí)策略研究

摘 要：化學(xué)是一門需要精細(xì)理解和實(shí)踐的學(xué)科，這對(duì)教師提出了比較高的教學(xué)要求，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)模式也提出了新挑戰(zhàn)。探究式學(xué)習(xí)是科學(xué)探究的重要表現(xiàn)形式，以學(xué)生為主體對(duì)象，通過創(chuàng)建問題情境來啟發(fā)學(xué)生自主思考。“探究式學(xué)習(xí)”方法的應(yīng)用，使得學(xué)生可以更深入地理解和掌握化學(xué)學(xué)科的概念原理，提高他們的實(shí)踐能力和解決問題的能力，培養(yǎng)他們的主動(dòng)性和探索精神，讓他們通過提出問題、形成假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和得出結(jié)論的過程，來獲得知識(shí)和技能。文章主要結(jié)合一些教學(xué)案例，分析探究式學(xué)習(xí)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略，希望有助于提高化學(xué)教學(xué)水平。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；探究式學(xué)習(xí)；教學(xué)實(shí)踐

隨著新課程改革的不斷深入，對(duì)高中化學(xué)教師綜合素養(yǎng)的要求也隨之提升。作為高中化學(xué)學(xué)科教師，不僅要掌握豐富的專業(yè)知識(shí)，還需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法，具備先進(jìn)的教育理念。為了提高高中化學(xué)教學(xué)的效率和效果，教師應(yīng)積極應(yīng)用探究式學(xué)習(xí)模式。

探究式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，即教師將課堂主動(dòng)權(quán)交還到學(xué)生手中，以思維導(dǎo)圖、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境等手段作為引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)熱情，讓他們都能主動(dòng)地投入化學(xué)探究實(shí)踐中，合理融入化學(xué)教學(xué)情境、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等。在探究式學(xué)習(xí)中，學(xué)生不再被動(dòng)接受知識(shí)，而是成為主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)和解決問題的主體。他們可以通過實(shí)驗(yàn)操作來驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)的原理和機(jī)制，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來思考其中的化學(xué)原理，通過與同學(xué)、教師的交流來深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解。同時(shí)，教師也需要為學(xué)生提供更多的探究機(jī)會(huì)。例如：教師可以組織學(xué)生開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究性學(xué)習(xí)等活動(dòng)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)親身參與到化學(xué)研究中來。這樣不僅可以讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識(shí)，還可以培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神[1]。

一、明確目標(biāo)，提高探究能力，培養(yǎng)問題意識(shí)

（一）教師給出學(xué)習(xí)主題，引導(dǎo)學(xué)生探究

教師在開始設(shè)計(jì)探究式學(xué)習(xí)之前，首先要明確課程模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)。這些目標(biāo)應(yīng)該與高中化學(xué)課程的標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的發(fā)展目標(biāo)相一致。其次，選擇與學(xué)習(xí)目標(biāo)相符的探究主題也很重要。在講解人教版高中化學(xué)必修2第五章《化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素》時(shí)，教師可以給出這一主題，讓學(xué)生進(jìn)行自主探究，然后根據(jù)自己的理解分析相關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象和結(jié)論。

例如：教師可以讓學(xué)生進(jìn)行小組討論：“在化工生產(chǎn)中，哪些非金屬元素是重要的？”學(xué)生討論之后可以得出結(jié)論：“在化工生產(chǎn)中，硫、氮、硅等非金屬元素是重要的。”教師繼續(xù)提問：“這些非金屬元素在化工生產(chǎn)中有什么作用呢？”經(jīng)過討論之后，學(xué)生可以得出結(jié)論：“硫可以用于制造硫酸，氮可以用于制造化肥，硅可以用于制造半導(dǎo)體材料等。”

接下來，教師可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，探究不同濃度的硫、氮、硅等元素對(duì)化工生產(chǎn)的影響。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步理解這些非金屬元素在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用和重要性。最后，教師可以讓學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并引導(dǎo)他們思考這些非金屬元素在日常生活中的應(yīng)用和意義。

探究式學(xué)習(xí)需要教師精心設(shè)計(jì)并組織實(shí)施。通過明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇合適的主題、制訂方案、準(zhǔn)備資源和工具、組織探究活動(dòng)、反思和總結(jié)以及評(píng)估反饋等環(huán)節(jié)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和探究能力[2]。

（二）學(xué)生落實(shí)行動(dòng)，自主探究學(xué)習(xí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中涉及的大量實(shí)驗(yàn)屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生在理解原理的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，熟悉實(shí)驗(yàn)過程，增強(qiáng)理論認(rèn)知。學(xué)生需要學(xué)習(xí)化學(xué)的基本概念、原理、公式和定律，了解物質(zhì)的性質(zhì)、組成和變化規(guī)律；掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，如儀器的使用、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析等；學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出問題和解決方案。之后才能開始嘗試自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。

在講解人教版高中化學(xué)選擇性必修1第三章《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行自主探究，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解，分析相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。例如：教師可以讓學(xué)生進(jìn)行小組討論：“在水溶液中，離子濃度與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生討論之后可以得出結(jié)論：“離子濃度與溶液的濃度和溫度有關(guān)。”教師繼續(xù)提問：“在水溶液中，如果離子濃度與時(shí)間成正比，那么離子濃度與時(shí)間的乘積是多少呢？”經(jīng)過討論之后，學(xué)生們可以得出結(jié)論：“在水溶液中，離子濃度與時(shí)間的乘積是一定的。”

通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行自主探究，不僅可以提高學(xué)生的自主思考能力和自主學(xué)習(xí)能力，還可以幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。接下來，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，探究不同濃度的溶液在水中的離子濃度變化情況。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步理解水溶液中的離子反應(yīng)與平衡的相關(guān)知識(shí)。最后，教師可以讓學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并引導(dǎo)他們思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)際生活中的應(yīng)用和意義。通過這樣的教學(xué)方式，學(xué)生可以更好地掌握“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”的相關(guān)知識(shí)，并且能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中。

教師也需要提醒學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過程中要注意安全，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，正確使用化學(xué)試劑和儀器。實(shí)驗(yàn)時(shí)要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，遵循科學(xué)原則和方法，避免主觀臆斷和盲目操作。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果要實(shí)事求是地記錄和分析，不夸大或縮小實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（三）培養(yǎng)問題意識(shí)，敢于思索質(zhì)疑

在探究式學(xué)習(xí)模式中，教師需要設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問題或任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)、分析和思考等手段來探究問題，并嘗試尋找答案。同時(shí)，教師還需要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的問題和想法，并給予他們充分的支持和指導(dǎo)，幫助他們克服困難和挑戰(zhàn)[3]。

例如：在學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)選擇性必修2 第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以幫助學(xué)生理解物質(zhì)構(gòu)成、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵。通過學(xué)習(xí)分子結(jié)構(gòu)知識(shí)，學(xué)生可以了解原子在分子中的排列方式、化學(xué)鍵的種類和形成原理，以及分子中的電子分布與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系。教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過觀察和比較不同分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系。此外，教師還可以通過實(shí)驗(yàn)操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)化學(xué)鍵的形成和斷裂過程，幫助學(xué)生深入理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。

仍以上文提到的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和水溶液中離子的反應(yīng)與平衡為例，二者之間具有關(guān)聯(lián)性，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主探究，分析解決相關(guān)問題。例如：教師可以提出以下問題：離子反應(yīng)中離子是如何變化的？分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)有何關(guān)聯(lián)？有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制是什么？在整個(gè)探究過程中，教師需要給予學(xué)生充分的自主權(quán)和自由度，讓他們能夠自由地表達(dá)自己的觀點(diǎn)和想法。同時(shí)，教師也需要給予學(xué)生必要的指導(dǎo)和幫助，讓他們能夠更好地掌握化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。通過探究式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以更好地理解離子反應(yīng)、分子結(jié)構(gòu)、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)性，提高對(duì)化學(xué)知識(shí)的整體認(rèn)知水平。同時(shí)，探究式學(xué)習(xí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新能力，提高他們的化學(xué)核心素養(yǎng)。

訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，可以逐漸培養(yǎng)出敏銳的問題意識(shí)和探究精神，能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論。這種學(xué)習(xí)方式不僅有助于提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，還有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

二、創(chuàng)建教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)

化學(xué)實(shí)用、有趣且充滿挑戰(zhàn)，作為一門與我們?nèi)粘Ｉ罹o密相連的實(shí)用性學(xué)科，無處不在。從我們攝入的食物，到我們使用的產(chǎn)品，都存在著化學(xué)變化。通過深入學(xué)習(xí)化學(xué)，我們能夠理解這些變化的原理和規(guī)律，從而更好地利用它們。

（一）從具體情境切入課堂

教師可以創(chuàng)建情境，引導(dǎo)學(xué)生從生活中學(xué)習(xí)化學(xué)，強(qiáng)調(diào)化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，利用探究式學(xué)習(xí)的方法，理解和掌握化學(xué)知識(shí)，同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新精神。

例如：可以基于人教版高中化學(xué)選擇性必修3第三章《研究與實(shí)踐——自制肥皂》的相關(guān)內(nèi)容創(chuàng)建如下探究情境。

教師可以讓學(xué)生進(jìn)行小組討論：“在日常生活中，我們經(jīng)常使用肥皂來清潔皮膚。那么，你們知道肥皂的主要成分是什么？它們的作用是什么？”學(xué)生們討論之后可以得出結(jié)論：“肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸鈉，它的作用是去除油脂和污垢，使皮膚更加清爽和光滑。”教師還可以繼續(xù)提問：“那么，你們知道這些高級(jí)脂肪酸鈉是如何發(fā)揮作用的？它們對(duì)人體有害嗎？”經(jīng)過討論之后，學(xué)生們可以得出結(jié)論：“高級(jí)脂肪酸鈉能夠降低水的表面張力，使得油脂和污垢更容易被清洗掉。但是過量使用可能會(huì)對(duì)皮膚造成不良影響。”通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)結(jié)論進(jìn)行自主探究，不僅可以提高學(xué)生的自主思考能力和自主學(xué)習(xí)能力，還可以幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。

接下來，教師可以進(jìn)一步拓展學(xué)生的知識(shí)面，講解更多關(guān)于肥皂的知識(shí)，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，自己動(dòng)手制作簡單的肥皂或者洗滌劑等。制作肥皂的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以按照以下步驟進(jìn)行：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧肥皂的主要成分和制作原理，提前準(zhǔn)備好橄欖油或食用油、氫氧化鈉、燒杯、攪拌器、溫度計(jì)、熱源等。接著，學(xué)生自行混合橄欖油和氫氧化鈉，用攪拌器充分?jǐn)嚢瑁褂脽嵩醇訜釤铀僭砘磻?yīng)。隨著溫度的升高，混合物會(huì)逐漸變得稠密，這是皂化反應(yīng)的標(biāo)志。隨后繼續(xù)加熱并攪拌，直到混合物完全變得稠密。冷卻后，混合物會(huì)變得更加稠密。將其倒入模具中，等待冷卻后脫模切割。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以組織學(xué)生進(jìn)行討論：肥皂的制作過程中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？為什么使用橄欖油而不是其他油？氫氧化鈉對(duì)人體有害嗎？在制作過程中如何確保安全？自己制作的肥皂與市售的肥皂有何不同？在日常生活中如何正確使用肥皂？

通過這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生不僅能夠親手制作肥皂，還能深入理解背后的化學(xué)原理。同時(shí)，也培養(yǎng)了他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。通過親身參與探究過程，學(xué)生能夠體驗(yàn)到科學(xué)研究的樂趣和挑戰(zhàn)，從而更深刻地理解和掌握科學(xué)知識(shí)。

（二）注重探究方法，引領(lǐng)學(xué)生自主探究

在化學(xué)課程中，探究學(xué)習(xí)是一種有效的教學(xué)方法，可以幫助學(xué)生深入了解化學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。從簡單的一般探究，到一般意義上的科學(xué)探究，學(xué)生將會(huì)親身體驗(yàn)科學(xué)方法在探究中的重要作用，并學(xué)習(xí)用各種適宜的科學(xué)方法來解決問題，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。

例如：在學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)必修1第三章第二節(jié)《鐵的重要化合物》，探究鐵生銹的現(xiàn)象時(shí)，教師可以在課堂上展示鐵生銹的樣品，讓學(xué)生觀察并描述鐵生銹后的變化。隨后，教師提出問題：“鐵為什么會(huì)生銹？”并引導(dǎo)學(xué)生思考可能的猜想。

為了驗(yàn)證猜想，教師提供實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究鐵生銹的條件。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要按照科學(xué)的方法進(jìn)行操作，包括控制變量、觀察記錄等。

在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、規(guī)范性和安全性。他們需要仔細(xì)觀察鐵生銹的過程，記錄下不同條件下的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以得出結(jié)論，并運(yùn)用已學(xué)化學(xué)知識(shí)解釋鐵生銹的原因。

通過這樣的探究活動(dòng)，學(xué)生可以更好地理解鐵生銹的化學(xué)原理，并掌握相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。同時(shí)，教師也應(yīng)該注重利用探究學(xué)習(xí)的方法，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)和實(shí)踐操作來學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)知識(shí)。

（三）以實(shí)驗(yàn)為載體，鍛煉學(xué)生化學(xué)思維

確實(shí)，自主性和實(shí)踐性是探究式學(xué)習(xí)的核心特點(diǎn)。在化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要親身參與實(shí)驗(yàn)過程，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、分析和解釋，得出結(jié)論并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。這樣的實(shí)踐活動(dòng)可以幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力。

例如：在教學(xué)中安排人教版高中化學(xué)必修2實(shí)驗(yàn)7-7“葡萄糖的還原性”探究實(shí)驗(yàn)。探究課題為：葡萄糖的還原反應(yīng)有哪些現(xiàn)象？為什么？并提示：葡萄糖與銀氨溶液有何變化，是否產(chǎn)生銀鏡現(xiàn)象，是否放出熱量。

學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并描述觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：葡萄糖溶液與銀氨溶液混合后，逐漸產(chǎn)生光亮的銀鏡現(xiàn)象，溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色。

通過實(shí)驗(yàn)、觀察、分析、討論，使學(xué)生獲得認(rèn)識(shí)：葡萄糖具有還原性，能夠?qū)y氨溶液中的銀離子還原為金屬銀。這時(shí)教師及時(shí)引導(dǎo)、啟發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象點(diǎn)撥：光亮的銀鏡現(xiàn)象是由于葡萄糖的還原性，將銀氨溶液中的銀離子還原為金屬銀，附著在試管壁上形成了一層光亮的銀；溶液由無色變?yōu)闇\藍(lán)色，是因?yàn)槠咸烟桥c銀氨溶液反應(yīng)生成了堿性物質(zhì)并產(chǎn)生氣體。

這樣的探究活動(dòng)可以幫助學(xué)生培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力，鍛煉科學(xué)思維。教師在化學(xué)課程中應(yīng)該注重讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)和實(shí)踐操作來學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)知識(shí)，也需要注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作的科學(xué)性、規(guī)范性和安全性，為學(xué)生提供更多的探究機(jī)會(huì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)束語

探究式學(xué)習(xí)在高中化學(xué)課程中的應(yīng)用意義在于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、基本技能、問題意識(shí)以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。探究式學(xué)習(xí)注重教學(xué)情境的創(chuàng)建、探究方法的引領(lǐng)以及實(shí)驗(yàn)的鍛煉。通過創(chuàng)建生動(dòng)有趣的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，引領(lǐng)學(xué)生掌握探究方法，提高學(xué)生的探究能力，通過實(shí)驗(yàn)的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)技能。探究式學(xué)習(xí)在高中化學(xué)課程中的應(yīng)用需要教師和學(xué)生共同努力。

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