新課程理念下高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的討論與研究

摘 要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為核心的自然學(xué)科。在學(xué)習(xí)化學(xué)時，學(xué)生若是將實(shí)踐與理論相結(jié)合可以更深刻地理解相應(yīng)的學(xué)科知識。提升化學(xué)教學(xué)水平，全方位塑造實(shí)驗(yàn)科學(xué)知識是高中化學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師更多地采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，即根據(jù)已知的基本原理進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最終驗(yàn)證原理。這樣的教學(xué)方式不利于學(xué)生自主創(chuàng)新意識的發(fā)展，也難以全面提升他們的實(shí)驗(yàn)操作技能。在新課程改革的背景下，為了充分發(fā)揮高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價值，教師應(yīng)該科學(xué)運(yùn)用探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。文章通過探究高中化學(xué)教學(xué)中探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，進(jìn)一步提出新課程理念下高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；探究性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作者簡介：金韜（1981—），男，江蘇省南京市雨花臺中學(xué)。

長期以來，我國傳統(tǒng)高中化學(xué)教學(xué)過于注重知識傳授，以課堂教學(xué)為核心，以教師和教材內(nèi)容為重點(diǎn)，缺乏對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的引導(dǎo)。在實(shí)踐中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生只是按照教師的要求進(jìn)行機(jī)械操作，缺乏創(chuàng)造性思維。探究性實(shí)驗(yàn)是為了彌補(bǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的不足而提出的，它要求學(xué)生自主探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)信息，并在此基礎(chǔ)上歸納總結(jié)。探究性實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動力，發(fā)掘?qū)W生的潛力，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新意識。

一、開展高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

（一）有助于開發(fā)學(xué)生的潛力

高中生正處于思維結(jié)構(gòu)建立的關(guān)鍵時期，他們富有想象力、敢于創(chuàng)新、勇于挑戰(zhàn)的品質(zhì)在以教師為核心的傳統(tǒng)教學(xué)模式中無法得到充分的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)模式以反復(fù)練習(xí)為主要方式，這在很大程度上抑制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。相比之下，探究性實(shí)驗(yàn)課堂以問題、情境、方法為基本前提，以假設(shè)、實(shí)證研究、對比為基礎(chǔ)研究思路，為學(xué)生提供了較大的自主思考、設(shè)計制作、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的空間和機(jī)會，為學(xué)生創(chuàng)新思維的萌發(fā)提供了良好的氛圍［1］。在探究性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生所表現(xiàn)出的認(rèn)真、細(xì)致、專注、自信和堅定，是過去教學(xué)中難以見到的。這啟發(fā)我們思考：學(xué)生往往有很大的潛力未被開發(fā)，教師如何在教學(xué)過程中把握好開發(fā)時機(jī)？如何構(gòu)建自由、開放的教育環(huán)境，讓具備創(chuàng)造力的學(xué)生脫穎而出？

（二）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力

盡管探究性實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容存在差異，而且解決問題的具體方法也各具特色，但只要學(xué)生對整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行研究，就有助于提升專業(yè)技能和學(xué)習(xí)能力。學(xué)生需要懂得對不同類型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和選擇，發(fā)掘關(guān)鍵素材并進(jìn)行邏輯推理，應(yīng)用已學(xué)的定律或計算方法推斷可能的反應(yīng)物［2］。更有意義的是，通過探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠真正體會到搜集課題研究材料、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方法和運(yùn)用科學(xué)合理的方法對于解決問題的重要性。當(dāng)需要解決的問題超出了現(xiàn)有的知識框架，具有探究性學(xué)習(xí)能力的學(xué)生會主動獲取更深層次的知識。

（三）充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

探究性實(shí)驗(yàn)的核心是學(xué)生，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)活動任務(wù)設(shè)計合理的研究目的。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由教師操作實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容，學(xué)生觀察后分別分類去再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在這種模式下，教師是行為主體［3］。在探究性實(shí)驗(yàn)中，教師要扮演組織者和引導(dǎo)者的角色，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)幫助，防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)不知所措的情況。探究性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生積極主動地參與到科學(xué)探究中，能滿足學(xué)生的探索欲望，可以充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

（四）提高課堂教學(xué)效率

通過探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以學(xué)會主動思考和分析問題。學(xué)生在交流和探討中可以復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)到的知識，并通過總結(jié)歸納和梳理，使所學(xué)知識得以快速消化。師生一起針對實(shí)驗(yàn)過程的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行研究，可以促進(jìn)學(xué)生對知識的理解。這樣，教師可以在有限的課堂時間內(nèi)使學(xué)生掌握更多的知識，從而提高教學(xué)效率。

二、高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)注意點(diǎn)

（一）精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能否成功取決于教師對實(shí)驗(yàn)課題的選擇和設(shè)計。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的理論知識和技能水平選題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的原理、器材、流程和數(shù)據(jù)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)難度適中，符合學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力。

（二）重視思維能力培養(yǎng)

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和思維能力。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理清理論和實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，理解知識產(chǎn)生的過程和認(rèn)識之間的關(guān)系。通過探究性學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠搭建較好的知識體系，提高邏輯思維能力。

（三）有機(jī)結(jié)合學(xué)生和教師

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生提供了實(shí)踐學(xué)習(xí)平臺，能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。學(xué)生參與問題分析，既有利于夯實(shí)所學(xué)知識，促進(jìn)理論和實(shí)踐的融合，又有利于自身發(fā)展合作能力和表達(dá)溝通能力，從而有效調(diào)動創(chuàng)新能力。教師應(yīng)交叉啟迪、正確引導(dǎo)學(xué)生，創(chuàng)造更多機(jī)會來讓學(xué)生鍛煉實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲃?chuàng)新能力，提升教學(xué)質(zhì)量。此外，教師還可以通過精心策劃一些有趣的小實(shí)驗(yàn)來開展探究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生試著自主創(chuàng)新。

三、新課程理念下高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）營造探究性實(shí)驗(yàn)氛圍

現(xiàn)階段，高中化學(xué)課堂教學(xué)時間比較緊張，因此部分化學(xué)教師選擇忽略部分實(shí)驗(yàn)操作步驟。盡管這種行為符合教學(xué)計劃，但對于學(xué)生學(xué)習(xí)是百害而無一利的。正確的做法應(yīng)該是教師在實(shí)驗(yàn)操作中證明基礎(chǔ)知識，以提升學(xué)生對知識的理解。為此，教師需要創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和探索觀念，營造探究性實(shí)驗(yàn)氛圍，激發(fā)學(xué)生的好奇心。

例如，在驗(yàn)證Fe2+離子的實(shí)驗(yàn)中，高中化學(xué)教材中采用的是先檢測，再氧化，最后驗(yàn)證的方式。首先向含有Fe2+離子的溶液中加入少量KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液未變色，則說明溶液中不含F(xiàn)e3+離子。然后向其中加入氯水，待反應(yīng)一段時間后，再次加入KSCN溶液。溶液呈血紅色，這表明原溶液中存在Fe2+離子。但在此類驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，并非所有學(xué)生得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都與一開始設(shè)想的一樣。此時，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)情境，充分提高實(shí)驗(yàn)的探索性。在教師的安排下，學(xué)生可以先開展實(shí)驗(yàn)，探索溶液顏色變化之謎。首先，第一個實(shí)驗(yàn)是在FeSO4溶液里倒入KSCN溶液，這時大家會發(fā)現(xiàn)溶液會馬上呈現(xiàn)血紅色。第二個實(shí)驗(yàn)是將KSCN溶液倒進(jìn)少量FeS04溶液里，發(fā)現(xiàn)溶液沒有任何變化，但再加入氯水，溶液會變成血紅色。此時，繼續(xù)向其中加入氯水，發(fā)現(xiàn)血紅色逐漸褪去。第三個實(shí)驗(yàn)是在部分KSCN 溶液中加入較多的氯水，等到融合后，再加入硫酸鐵溶液，這時可以看到溶液的顏色變化與第一個實(shí)驗(yàn)一樣［4］。在完成以上三個實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生可以分析得到反應(yīng)過程中氯水的氧化順序：它首先氧化Fe3+離子，再氧化SCN-離子。因此，要驗(yàn)證Fe2+離子是否存在，關(guān)鍵在于加入的氯水不能過量。通過這類探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以熟練掌握Fe2+離子的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作流程，而且深入認(rèn)識了Fe2+、KSCN、Fe3+的化學(xué)性質(zhì)。

（二）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)結(jié)論探究

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該注重發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，積極轉(zhuǎn)變教學(xué)方法。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往只注重讓學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而忽略了對實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)。這種方法無法有效地激發(fā)學(xué)生的思維和參與度，也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。相比之下，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過觀察、實(shí)驗(yàn)和思考，讓學(xué)生自主得出結(jié)論，更有利于學(xué)生知識能力的提升［5］。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生往往已經(jīng)預(yù)見了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在很大程度上會限制學(xué)生的思路和想象力，不能有效激發(fā)學(xué)生的探究意識和思維。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該讓學(xué)生親自動手完成實(shí)驗(yàn)，這樣有助于學(xué)生化學(xué)知識的鞏固和提升。同時，教師可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)后設(shè)置化學(xué)問題，讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生嘗試去發(fā)掘化學(xué)現(xiàn)象和研究化學(xué)原理，這對學(xué)生的綜合素養(yǎng)發(fā)展非常有幫助。

在探究性實(shí)驗(yàn)中，教師應(yīng)該充分利用化學(xué)器材與相關(guān)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行假設(shè)和猜測。在不知道化學(xué)現(xiàn)象和最終結(jié)果的情況下，學(xué)生的求知欲更強(qiáng)，想象空間也更大，并能夠主動探究問題的結(jié)論，從而提高實(shí)驗(yàn)操作能力［6］。教師要靈活運(yùn)用探究性實(shí)驗(yàn)，與學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和總結(jié)問題，這是推動學(xué)生技能發(fā)展的有效途徑。總之，教師應(yīng)該注重發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，通過轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而不斷提高學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力。

（三）以生為本，激發(fā)學(xué)生的探究欲望

學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)、自己動手實(shí)驗(yàn)、自己探究實(shí)驗(yàn)，能夠給他們帶來極大的愉悅感，有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。成功的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略通常是以興趣愛好激發(fā)學(xué)生的研究沖動為切入點(diǎn)，想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情，使學(xué)生信心十足地開展探究學(xué)習(xí)。例如，教師可以安排學(xué)生設(shè)計探究氯水成分的實(shí)驗(yàn)。在充滿開放性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計活動中，學(xué)生的探討會異常激烈。學(xué)生會就實(shí)驗(yàn)試劑的選擇展開討論：“原來氯水里竟有那么多不確定的微粒，可以和這么多的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。”“氯水的還原性真強(qiáng)，居然可以使發(fā)紅的試紙褪色。”在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計的過程中，教師可以聽到學(xué)生諸多的想法。之后，教師再調(diào)查學(xué)生對氯水制取這一知識點(diǎn)的掌握情況。在實(shí)際教學(xué)中，有的學(xué)生反映自己不但弄清楚了氯水的成分，還明白了氯水能夠產(chǎn)生哪些化學(xué)反應(yīng)，并表達(dá)了自己對探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的喜愛［7］。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主導(dǎo)方向是培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體。

（四）讓學(xué)生學(xué)會在合作中學(xué)習(xí)

在高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，雖然提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是教學(xué)重點(diǎn)，但教師也要注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。有些學(xué)生學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠很快發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題并提出正確的觀點(diǎn)，但有些學(xué)生學(xué)習(xí)能力較弱，難以理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也不知道如何總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這種情況下，團(tuán)隊合作就顯得尤為重要。

例如，在利用電解飽和食鹽水制取氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)中，教師可以讓學(xué)生分小組進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)。每個小組由四人組成，每個小組長負(fù)責(zé)搜集實(shí)驗(yàn)方法資料，并給每個成員分配不同的任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)開始前，學(xué)生可以隨時對實(shí)驗(yàn)方案提出質(zhì)疑，整個學(xué)習(xí)小組一起展開討論。在確定實(shí)驗(yàn)方法后，小組成員要相互配合，共同完成實(shí)驗(yàn)，觀察脫鹽工序流程里的轉(zhuǎn)變，提出自己的想法。如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到觀點(diǎn)有沖突的情況，可以向教師尋求幫助，從而進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)流程。這樣，通過團(tuán)隊協(xié)作，每個學(xué)生都可以發(fā)揮自己的優(yōu)勢，共同完成實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

結(jié)語

開展高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于豐富學(xué)生的基礎(chǔ)知識，拓展學(xué)生的知識領(lǐng)域，還有助于學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種創(chuàng)新型教學(xué)方法，它的成功實(shí)施需要化學(xué)教師積極主動地轉(zhuǎn)變自身課堂教學(xué)角色，尊重學(xué)生的課堂教學(xué)主體地位，充分發(fā)揮導(dǎo)向作用，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探究，從而實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)教學(xué)的總體目標(biāo)。

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