高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)策略研究

于四喜　張登木

摘要：在新課標(biāo)以及新課改的推動下，目前高中化學(xué)教學(xué)越來越重視學(xué)生在課堂中的主體地位，高中化學(xué)實驗的開展和探究能夠幫助學(xué)生更重視化學(xué)知識的學(xué)習(xí)，也對培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)知識探究能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、知識應(yīng)用能力具有積極作用。為了充分發(fā)揮高中化學(xué)實驗探究教學(xué)的積極作用，化學(xué)教師應(yīng)重視結(jié)合生活實際構(gòu)建良好的教學(xué)情境，通過這種方式來降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提升學(xué)生在生活中應(yīng)用化學(xué)知識的能力。同時，應(yīng)該重視設(shè)計具有引導(dǎo)性的問題，創(chuàng)新實驗探究教學(xué)形式，充分利用多媒體技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，發(fā)揮實驗探究式教學(xué)的積極作用，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展和進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實驗探究；生活實際；小組合作

高中化學(xué)是高中教育的重要組成部分，尤其是在高考改革的背景下，高中化學(xué)教學(xué)活動的開展能夠切實幫助學(xué)生牢固掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的高中化學(xué)知識框架。高中化學(xué)教師在開展實驗教學(xué)的過程中，應(yīng)該從激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)學(xué)生知識的掌握和應(yīng)用能力、加強(qiáng)學(xué)生的知識記憶入手，幫助學(xué)生更好地在實驗教學(xué)中達(dá)到全面進(jìn)步和發(fā)展的目標(biāo)，進(jìn)而使學(xué)生提升化學(xué)素養(yǎng)。

1? ?高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)開展的意義

在高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)中，教師在實驗的過程中不再對學(xué)生提前講解實驗的結(jié)果，而是讓學(xué)生結(jié)合化學(xué)知識對實驗進(jìn)行自主探究，幫助學(xué)生掌握相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識，進(jìn)而提升學(xué)生知識探究能力，激發(fā)其學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣，同時，對提升學(xué)生動手實踐能力也具有積極的作用。在傳統(tǒng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)中，化學(xué)教師要么結(jié)合化學(xué)教材中的實驗內(nèi)容讓學(xué)生對操作步驟進(jìn)行照搬照抄，要么就嚴(yán)格限制學(xué)生在實驗活動中的自主性。這種方式雖然能夠在一定程度上保證學(xué)生的安全和健康，但是違背了實驗教學(xué)活動開展的初衷。對于高中化學(xué)實驗教學(xué)而言，開展的目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握相應(yīng)的化學(xué)知識，同時為學(xué)生之后進(jìn)入更深層次的學(xué)習(xí)奠定良好的知識基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的化學(xué)實驗教學(xué)活動打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性，學(xué)習(xí)效果也不理想，如學(xué)生在這種教學(xué)模式中回答問題不積極主動，面對教師提出的問題不能進(jìn)行有效的自主思考，也不能將學(xué)習(xí)過的化學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)化的整理，對于自己在學(xué)習(xí)化學(xué)知識中出現(xiàn)的問題不重視，甚至對出現(xiàn)的問題不求甚解，最終導(dǎo)致學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識掌握得不牢固。而在高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)中，教師可用設(shè)計課堂提問等方式來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。因此，高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)的開展能夠幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)化學(xué)知識的質(zhì)量和效率，同時能提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維也能起到積極作用。高中化學(xué)教師要充分結(jié)合學(xué)生的實際情況開展實驗探究式教學(xué)，通過這種方式推動學(xué)生實現(xiàn)全面發(fā)展和進(jìn)步的目標(biāo)。

2? ?高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)應(yīng)用策略

2.1結(jié)合生活實際設(shè)置教學(xué)情境

化學(xué)知識在平時的生活中極為常見，和生產(chǎn)以及生活具有十分緊密的聯(lián)系。因此，高中化學(xué)教師在教學(xué)過程中，為了激發(fā)學(xué)生探究知識的興趣和積極性，幫助學(xué)生進(jìn)一步了解化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)原理，可結(jié)合生活實際設(shè)置教學(xué)情境，以這種方式讓學(xué)生了解化學(xué)知識在平時生活中的應(yīng)用，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的積極性和主動性。在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境之前，教師應(yīng)該充分了解學(xué)生的情況和教學(xué)內(nèi)容，這樣才能發(fā)揮情境教學(xué)的最大優(yōu)勢。需要注意的是，情境教學(xué)的主要目標(biāo)是在實驗教學(xué)活動開始之前營造探究氛圍，在情境中激發(fā)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生自主地投入化學(xué)實驗中。情境教學(xué)還能夠拉近學(xué)生和化學(xué)的距離，進(jìn)而減輕學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的心理負(fù)擔(dān)。

例如，高中化學(xué)教師在教學(xué)必修一第二章實驗《配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液》時，就可以結(jié)合生活實際，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。在這一課中，實驗教學(xué)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解容量瓶的使用方法、學(xué)習(xí)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液以及加深學(xué)生對物質(zhì)的量濃度概念的認(rèn)識。教師需要先向?qū)W生提問：“在平時生活中可能是溶液的有哪些？”有的學(xué)生回答“飲料”，有的學(xué)生回答“雨水”，這些回答都是正確的，高中化學(xué)教師應(yīng)該對學(xué)生的正確回答給予肯定，同時教師提問在平時生活中飲用的羹湯是否也是溶液的一種，讓學(xué)生分析雞蛋湯是溶液的主要原因。學(xué)生分析出雞蛋湯中不僅含有水，同時還有雞蛋殘渣、食鹽、味精，有的學(xué)生還能分析出雞蛋湯中有紫菜和蝦皮。在學(xué)生對雞蛋湯進(jìn)行分析之后，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)過的溶液概念組織學(xué)生對一定物質(zhì)的量濃度溶液進(jìn)行配制。經(jīng)過結(jié)合生活實際，降低了學(xué)習(xí)難度，學(xué)生能夠更加積極主動地參與到溶液的配制中。在后續(xù)實驗活動開展的過程中，學(xué)生不僅要保證溶液配制正確，還應(yīng)該保證質(zhì)量濃度正確。因此，教師可以利用雞蛋湯的好喝程度來使生對物質(zhì)的量濃度進(jìn)行理解，進(jìn)而幫助學(xué)生了解各個實驗步驟的操作原理，對學(xué)生提高溶液相關(guān)知識的認(rèn)知起到積極的推動作用。

2.2充分運用小組合作教學(xué)模式

高中化學(xué)教師在開展探究式實驗教學(xué)活動的過程中，應(yīng)該充分利用小組合作教學(xué)模式，通過這種教學(xué)模式提升學(xué)生的知識探究能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、語言表達(dá)能力和自我管理能力。教師可以在教學(xué)之前先對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，保證每個小組的知識探究能力接近，然后組織學(xué)生充分討論教師布置的任務(wù)，之后讓每個小組展示討論成果，最后由其他小組的學(xué)生和教師對小組展示成果進(jìn)行質(zhì)疑和評價，進(jìn)而幫助學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行充分的探究和理解。

例如，高中化學(xué)教師在教學(xué)必修一第三章的實驗《鐵及其化合物的性質(zhì)》相關(guān)知識內(nèi)容的過程中，可以先對學(xué)生進(jìn)行分組。教師先結(jié)合學(xué)生的平時檢測成績了解學(xué)生的知識掌握水平之后，教師結(jié)合學(xué)生管理能力和性格特點進(jìn)行分組，應(yīng)該避免將水平較高、自我管理能力強(qiáng)的學(xué)生都分在同一組，這樣不利于實現(xiàn)推動整體學(xué)生進(jìn)步的教學(xué)目標(biāo)，甚至還有可能會增加班級中學(xué)困生的數(shù)量和其他學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。保證每個小組的知識探究水平接近，能夠利用學(xué)生的競爭心理，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣和主動性。在對學(xué)生進(jìn)行分組之后，教師為各小組分配學(xué)習(xí)任務(wù)，本節(jié)課的實驗?zāi)繕?biāo)是幫助學(xué)生認(rèn)識鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)、學(xué)會鐵離子的檢驗方法以及可通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含有不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化。因此，高中化學(xué)教師要為每個小組布置不同的討論任務(wù)，如為一組布置探究鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)，為二組布置探究鐵離子的檢驗方法的任務(wù)等。這樣每組學(xué)生都能夠?qū)⒆约旱淖⒁饬性谝欢ǖ闹R探究中。在探究的過程中，小組中的學(xué)生可以通過實驗的方式來完成化學(xué)教師布置的相關(guān)討論任務(wù)。或者小組中的學(xué)生可以在討論之后將各個小組的討論結(jié)果進(jìn)行匯總，然后對整體的討論結(jié)果通過實驗來進(jìn)行驗證。這樣能夠提升學(xué)生的知識探究能力，同時能夠提升學(xué)生的動手實踐能力，對推動學(xué)生的全面發(fā)展和進(jìn)步具有積極作用。在實驗以及討論活動結(jié)束之后，教師可組織其他小組的學(xué)生對本小組的討論結(jié)果進(jìn)行質(zhì)疑，對學(xué)生的討論成果和實驗結(jié)果進(jìn)行評價，通過這種方式幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)化學(xué)知識的自信心，了解自己在學(xué)習(xí)化學(xué)知識過程中的不足。

2.3充分利用信息技術(shù)開展實驗探究式教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，信息技術(shù)被應(yīng)用于高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)中，這種方式能激發(fā)學(xué)生開展化學(xué)實驗的興趣。將這種技術(shù)優(yōu)勢應(yīng)用在有危險性質(zhì)的實驗活動中，能夠有效保證學(xué)生的健康和安全。高中化學(xué)教師在開展實驗探究式教學(xué)活動的過程中，應(yīng)該充分利用信息技術(shù)，加深學(xué)生對抽象化學(xué)知識的理解。

例如，高中化學(xué)教師在教學(xué)必修二第六章中實驗活動《化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素》相關(guān)知識時，就可以充分利用信息技術(shù)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識。在這一課中，因為會使用到硫酸等化學(xué)危險品，因此教師可以在實驗開始之前，通過多媒體技術(shù)播放實驗視頻，幫助學(xué)生了解實驗的步驟和方法，這樣能明顯降低學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)危險的概率，保障學(xué)生的健康和安全。高中化學(xué)教師可以先使用多媒體為學(xué)生展示硫代硫酸鈉和硫酸的反應(yīng)，在展示的過程中，教師讓學(xué)生思考并回答該反應(yīng)的化學(xué)方程式以及反應(yīng)結(jié)果，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)活動中已經(jīng)掌握這種反應(yīng)的相關(guān)知識。最后，教師指導(dǎo)學(xué)生在不同溫度、濕度以及濃度條件下對實驗過程和結(jié)果的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄。在實驗過程中，學(xué)生由于觀看了相關(guān)視頻，能夠降低實驗出錯的概率，同時不同條件下的同一個實驗的多次開展，能夠幫助學(xué)生提高熟練程度，進(jìn)而提高學(xué)生的實驗安全性。除了應(yīng)用多媒體技術(shù)開展探究式實驗教學(xué)活動之外，教師可使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)或增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，通過這兩種技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)W(xué)生掌握實驗步驟和要點起到積極的作用。此外，高中化學(xué)教師應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源開展探究式實驗教學(xué)活動，如教師可以對互聯(lián)網(wǎng)中的資源進(jìn)行篩選，然后使用微課或者在線學(xué)習(xí)軟件幫助學(xué)生掌握實驗內(nèi)容，這對提高學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)知識掌握程度具有十分積極的作用。

2.4開展多種形式的實驗活動

高中化學(xué)教師在開展探究式實驗教學(xué)活動的過程中，應(yīng)該重視實驗的多樣化，這樣既能夠幫助學(xué)生對相關(guān)化學(xué)知識進(jìn)行充分的了解，同時能夠調(diào)動學(xué)生參與化學(xué)實驗教學(xué)活動的積極性和主動性，對推動學(xué)生形成化學(xué)核心素養(yǎng)有重要作用。高中化學(xué)教師開展多種形式的實驗活動，既能夠與教材中的實驗內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，也能夠和學(xué)生的日常生活或者學(xué)生的個人興趣充分地結(jié)合。如高中化學(xué)教師在教學(xué)人教版必修二第七章第一節(jié)《認(rèn)識有機(jī)化合物》的相關(guān)知識時，就可以引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識甲烷和烷烴的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而幫助學(xué)生掌握從一種代表物質(zhì)入手掌握同系列有機(jī)物性質(zhì)的方法。教師在教學(xué)過程中開展的實驗主要有兩種，分別是通過模型組裝有機(jī)分子來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和探索精神，以及通過實驗幫助學(xué)生了解甲烷的性質(zhì)和烷烴的化學(xué)性質(zhì)。在實驗之前，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)甲烷的物理性質(zhì)是無色無味、難溶于水、密度比空氣小的氣體，同時熔點和沸點很低，在實驗中能夠通過氧化反應(yīng)來發(fā)現(xiàn)甲烷具有可燃性，火焰呈淡藍(lán)色，在取代反應(yīng)實驗中能夠發(fā)現(xiàn)甲烷和氟反應(yīng)是大量放熱的。這種方式可以幫助學(xué)生充分掌握教材中的化學(xué)基礎(chǔ)知識，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。高中化學(xué)教師還可以對開展的實驗探究活動進(jìn)行趣味性延展，如教師在組織學(xué)生學(xué)習(xí)食品中的有機(jī)化合物的相關(guān)知識時，可以讓每個小組自由選擇實驗材料來進(jìn)行比賽，通過這種探究活動的開展，既能夠?qū)崿F(xiàn)促進(jìn)學(xué)生積極參與實驗教學(xué)活動的目標(biāo)，又能幫助學(xué)生了解大多數(shù)的有機(jī)化合物難溶于水、熔點較低、受熱易分解的特點。這種實驗方式也能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)學(xué)生思維的教學(xué)目標(biāo)，可以幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識并激發(fā)學(xué)生的化學(xué)實驗探究興趣。

總而言之，相較于基礎(chǔ)的化學(xué)知識課堂教學(xué)活動，實驗教學(xué)能夠在幫助學(xué)生掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識的同時培養(yǎng)其化學(xué)知識的應(yīng)用能力，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。同時，在新課標(biāo)背景下，探究式實驗教學(xué)活動能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識的興趣，進(jìn)而使學(xué)生更加積極主動地參與到化學(xué)實驗中。高中化學(xué)教師應(yīng)該在提升自身能力的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對教學(xué)方法和教學(xué)理念的深入探究，推動學(xué)生的全面發(fā)展和進(jìn)步。

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基金項目：

本文系甘肅省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度課題“中學(xué)化學(xué)實驗探究式教學(xué)策略研究”（課題批準(zhǔn)號：GS[2021]GHB1473）研究成果。