高中化學實驗探究式教學策略

潘為華

摘 要：探究式化學實驗教學，強調學生發(fā)揮自己的思維和探究能力，教師在課堂實驗中引導學生發(fā)問，在探究中分析問題、解決問題，通過實踐探究最后總結結論的教學流程，學生能夠自己探索化學變化和化學反應的規(guī)律和本質，進而激發(fā)創(chuàng)新思維、拓展動手能力。在新課程改革和核心素養(yǎng)教育的背景下，探究式教學對于提升學生化學學習的綜合能力有重要作用。以下是對探究式實驗教學策略的幾點思考。

關鍵詞：探究式教學；高中化學；教學策略

探究式實驗充滿挑戰(zhàn)性的同時也充滿探索趣味性，教師在設計探究式實驗時，能夠利用多媒體手段引導學生強化化學思維，充分參與到化學實驗課堂中來，從而產生對化學研究性實驗的興趣。探究式實驗教學能夠引導學生自愿、自覺、自發(fā)學習，不論是在小組探究還是在課外自主實驗環(huán)節(jié)，都能使學生進行積極主動的思考與探究。教師通過探究教學，傳授學習方法，培養(yǎng)學生化學思維，使學生各方面能力得到不斷的提升，真正成為課堂的主人。

一、高中化學實驗探究式教學特點

（一）開發(fā)學生潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

探究性實驗教學能夠營造思維氛圍，學生自己探究、自己論證結論正確與否，在實驗一步步完成當中，能夠考驗學生的創(chuàng)新思維，活躍學生的探究潛力。在對新知識領域探求研究過程中，通過自己動手設計實驗方案，積極去思考、去探索，迸發(fā)出更多的智慧和靈感，有利于學生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。在教學中充分采用探究式教學有利于培養(yǎng)學生的實驗能力，使學生在學習中發(fā)揮思維潛力，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，以拿到開啟化學大門之鎖的鑰匙，將“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”，教師的引導角色就轉變?yōu)椤耙龑д摺焙汀皢⒌险摺保瑢W生的創(chuàng)新能力也就得到了提升[1]。

（二）培養(yǎng)核心素養(yǎng)，鍛煉應用能力

化學學科是探究性很強的學科，在培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)方面具有獨特的優(yōu)勢，化學中蘊含著諸如變化觀念與平衡思想，以及微觀與宏觀思想，而微觀世界看不見、摸不著，只能去想象，這些是需要發(fā)揮想象力的。化學課程并不只限于傳統(tǒng)的知識傳授，更重要的是要培養(yǎng)學生化學學科的思維方式，這正是強調探究式教學有利于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。在化學教學中，特別是在實驗探究過程中，學生提出假設、驗證假設的過程，本身就是一個證據推理的思維過程，這一過程也能體現(xiàn)其核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，即強調關鍵探究能力和設計實驗的能力[2]。

二、高中化學實驗探究式教學策略

（一）豐富情境創(chuàng)設，充分利用課堂

創(chuàng)設實驗情境不僅能夠激發(fā)學生對于化學概念學習的興趣，也能夠培養(yǎng)他們善于觀察、勤于思考的化學學習習慣，對于學生豐富知識儲備具有重要意義。現(xiàn)代多媒體技術的應用為教學帶來了全新的可能性，為教師創(chuàng)造了豐富多樣的教學資源。教師在教學過程中可以借助多媒體技術創(chuàng)造出相應的情境，幫助學生理解化學實驗的過程演示、形成自己的思考。

例如：魯科版選擇性必修一第一章的《金屬的腐蝕與防護》一課教學中，課件先進行案例導入，通過學生對第一艘航母誕生過程的調查，使學生體會到“瓦良格號”到“遼寧號”的巨大變化，感受到化學在軍事工業(yè)上的重要作用，同時激發(fā)學生的求知欲，提出有價值的探究問題，以學生的問題作為探究金屬的腐蝕原理作為驅動，提高學生的學習興趣和學習動力。接著教師演示航母中金屬材料的腐蝕過程，學生仔細了解金屬腐蝕包含的化學反應過程，學生在了解金屬腐蝕的危害后，自然而然提出內心的疑問，教師通過課堂的深入教學，引導學生解開疑問，通過自主探究，設計出防止金屬腐蝕的解決方案。學生學習相關原理后，展開設計探究，教師可以類比生活中熱水器的內膽和外殼，探究不同的金屬材料腐蝕難易程度的不同，這樣一來能夠聯(lián)系學生的生活實際，激發(fā)他們解決問題的熱情，教師可以借助多媒體技術，展示學生生活中的熱水瓶內膽和外膽的腐蝕情況，用視頻的方式記錄腐蝕過程，直觀明了又富有探究趣味。教師通過提問：觀察你們家里的熱水瓶的內膽外殼，它們分別是什么材質的？為什么會存在腐蝕的程度不同？教師引導學生將生活中的真實問題與電化學認知模型進行關聯(lián)對比，教師課件中通過模擬電解質溶液以及模擬化學金屬腐蝕裝置能夠明白，內膽屬于電化學腐蝕而外殼屬于化學腐蝕。最后，教師回到最初課堂創(chuàng)設航母情境，邀請學生在深入探究學習本課后，能夠模擬設計師，為航母上的電纜材料設計防腐蝕措施，如鍍鋅等，這些真實的問題能夠激發(fā)學生的探究欲望，是開展科學探究活動的重要切入點。因此，充分利用情境創(chuàng)設法教學，既能讓學生順利理解、掌握化學概念和規(guī)律，又能間接地降低學生學習的難度，通過生動富有探究和挑戰(zhàn)性的情境創(chuàng)設多媒體能夠讓學生如同身臨其境，激發(fā)他們的學習興趣和積極性，同時也能夠吸引并集中他們的注意力，提高課堂的教學效率。

（二）小組合作探究，引導細致觀察

在進行探究式實驗教學時，教師要培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度，運用正確的觀察方法。小組探究教學時，教師盡量兼顧不同水平的學生的實驗情況，通過細致的引導讓學生真實記錄實驗現(xiàn)象從而提升小組的探究質量。這樣的探究式教學才能發(fā)揮探究效果，更好地培養(yǎng)學生的學科思維和嚴謹?shù)目茖W探究精神[3]。

例如：魯科版必修二第一章的《海帶提碘》一課教學時，可以引導學生分成多個小組，學生首先可以根據不同的分工情況分組活動，查找相關資料，對資料整理篩選，確立探究方案。在開展實驗過程中，配合教具進行分組實驗探究，體驗探究過程。教師通過課件結合視頻，展示萃取提純步驟，學生參照視頻、結合教師講解，自主分析處理實驗結果與數(shù)據，寫實驗報告。最后，學生組內交流探究成果，綜合評價探究實驗過程。教師通過每個步驟的細致講解能夠讓學生體會元素周期表和元素周期律在分析、解決實際問題中的價值，并初步建立物質分離提純的基本思路。在進行實驗的過程中，教師需要對于每個關鍵步驟有針對性的提問，例如：在提碘的實驗條件優(yōu)化部分，需要引導學生思考氧化劑適宜pH范圍。教師此時展示背景資料，引導小組探究設計方案：選擇過氧化氫氧化劑，設計從pH=1到pH=6.5的平行實驗，每組實驗間pH差值為0.5，與海帶灰浸取液反應，利用氧化還原傳感器測定全過程中溶液的電勢并繪制曲線。在初始步驟環(huán)節(jié)，教師需要從細節(jié)著手，提問學生：處理干海帶表面的附著物時能不能用大量的水沖洗？引導學生思考：海帶中的碘主要存在于海帶表面，以I-形式存在，易溶于水。在灼燒過程中引導學生思考：海帶灼燒不完全會對實驗有什么影響？學生在自由討論后得出結論：灼燒應該充分，待看到海帶完全變成灰燼之后再停止加熱；否則，濾液顏色很深，對后面的實驗會有影響。在實際操作過程中教師可以進行示范：向海帶中加一些酒精，從而加快碳化的速度，產生少量的煙，降低了污染。這樣一來，學生通過教師針對性的重點指導，能夠牢靠掌握知識點，實現(xiàn)從實際操作中吸收知識點、完善自身的探究能力和化學思維。教師通過設計小組方案，設計小組交流合作、知識遷移應用、實驗方案多次優(yōu)化等環(huán)節(jié)，能夠使學生逐步建立起在解決實際問題時的科學思維和敢于質疑的精神，實現(xiàn)了對學生科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的培養(yǎng)。與此同時，在小組分組探究教學時，教師需要根據每個學生的學習探究進度，結合學生思維特征和水平差異，將學習能力較強的學生和較弱的學生搭配起來，合理設置分組，讓優(yōu)秀的學生能夠引導一般水平的學生，從而提高探究教學的效率。

（三）延伸課堂內外，完善多方評價

高中化學實驗一部分是在課堂上的實驗，另一部分需要教師在課堂之外進行延伸，這樣才能強化學生對于知識的鞏固。加強課外實驗的探究不僅能夠使得學生對化學學習產生持續(xù)的熱情，還能提升學生的自主學習能力、探究能力以及創(chuàng)新思維。而且課外實驗主要是學生自主開展，學生在開展實驗的時候，學習探究的積極性會更高。在課外延伸實驗開展后，教師為了鼓勵學生積極參與，可以展開最佳課外實驗設計評選，通過對實驗報告的交流和多方面評價，使學生的探究思維和創(chuàng)新精神貫穿課堂內外，使學生對化學學習的熱情高漲[4]。

例如：魯科版必修二第三章微項目《自制米酒》教學時，教師可以基于學情和學生活動的開展情況，引導學生開展課外實驗，通過家庭釀酒結果結合學校實驗室定量釀酒的活動梳理有機物的性質、轉化及應用，讓學生在自己動手實踐中初步確定釀造方案為洗米、泡米、蒸米、拌曲、發(fā)酵等。同時，通過親身經歷釀造過程，學會用化學的視角分析釀酒工藝。學生對尋找原材料、實施條件等各方面因素進行考慮，以及在釀酒真實環(huán)境中進行變量的尋找、確定、控制，結合定時測定的各項數(shù)據確定最佳釀酒條件，發(fā)展運用變量控制思想探究釀酒最佳條件，發(fā)展學生對于化學反應可調控的認識。學生在家庭實驗課堂中需要克服許多困難，比如釀酒的物質轉化和影響因素較為復雜，需要學生會運用化學思維來厘清思維邏輯。同時，學生在最后實驗匯報總結的時候，要注意針對異常現(xiàn)象結合數(shù)據圖像進行分析，提高圖表信息的內化和遷移應用能力。學生在釀果酒過程中能夠培養(yǎng)他們對于化學現(xiàn)象的細致觀察能力和嚴謹記錄的能力，以小組為單位在實驗室（或家中）自制米酒，做實驗記錄如酒精度、甜度、pH值等，學生通過親手實踐能夠分析影響米酒口味的關鍵因素以及其中的完整化學變化。教師引導學生運用變量控制法調控米酒，最后補充蒸餾的原理和操作。其次，對于重點探究部分，教師要能夠引導學生針對酶在反應中的作用特點，了解酶的專一性，但是針對酶的活性有一定范圍的問題，學生初步思考得出溫度會影響酶的活性進而影響反應速率，綜合考慮影響反應速率的因素中，最重要的是酶的活性。通過課堂內外師生討論、小組討論，學生最終能夠了解最佳的釀酒方案。通過完整的課堂延伸實驗，教師針對實驗結果做出評價，評選優(yōu)秀實驗案例，師生利用交流會，分享觀點，能夠培養(yǎng)學生的理性思維和嚴謹探究品質，學生的核心素養(yǎng)也就得到了提升。

（四）明確教學目標，培養(yǎng)探究思維

新課程標準在“科學探究與創(chuàng)新意識”維度中要求學生能夠主動思考、善于提問、研究問題，學生還要學會從探究過程中產生的問題出發(fā)，提出自己的假設，能夠基于問題設計自己的解決方案。核心素養(yǎng)上的培養(yǎng)主要包括養(yǎng)成化學思維習慣、激發(fā)科學思維、培養(yǎng)科學態(tài)度和社會責任，能夠將課本知識進行遷移，從而提升應用能力。基于此，在科學探究和創(chuàng)新意識層面，教師需要針對學生的學習情況優(yōu)化教學設計、明確教學目標，在課堂中時刻貫穿探究思維、創(chuàng)新思維。在核心素養(yǎng)層面，教師要努力貫徹落實立德樹人的基本要求，引導學生認識化學對社會發(fā)展的重大貢獻，從而培養(yǎng)學生的社會責任意識，積極參與有關化學問題的社會決策以及將化學聯(lián)系實際，解決實際生活問題[5]。

例如：魯教版高中化學選擇性必修一第三章《離子反應》一節(jié)，教學目標可以設定為：通過溶液中離子濃度大小比較、三大守恒及有關電解質溶液的K值計算等理論的熟悉，建立解決電離水解問題的一般方法，能確定不同滴定階段溶液的組成，準確判斷微粒的變化。教師通過對學生學情的排查探究，引導學生能夠自主對弱酸滴定過程的圖像進行分析，從而提高他們讀圖、數(shù)形結合的基本能力。在基本的探究思維建立之后，教師通過案例分析，引導學生深入探究，要求學生能夠通過酸堿滴定過程曲線的變化分析，為水溶液中其他圖像分析建立模型。接著教師可以引導學生分析類比其他情況：上述酸換為鹽酸，你能畫出溶液對應pH隨加入NaOH溶液體積的滴定曲線嗎？問題設計意在：構建學生的圖像認知，引導學生進行類比思考，發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題，從而培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識。在教學的過程中，教師需要突出強調教學的靈活性，比如：由于水溶液的相關知識點難度較大，學生在學習過程中有畏難情緒，對于圖像題存在畏懼感，面對這些情況，教學時，需要教師耐心細致引導，遵循由簡到難、循序漸進的教學過程，充分調動學生學習的積極性，利用小組合作機制，從而樹立學生的自信心。例如：針對教學重點和難點部分酸堿中和滴定曲線以及特殊點的應用方面，教師需要通過引導提問方式，按“宏、微、線、點”遞進式提問，讓學生在腦海中形成自己的知識架構，由面到線由線到點具體分析圖像，引導學生結合鹽類水解相關知識點進行解答，針對有困難的地方，適時調整策略，小組合作討論激發(fā)學生的團隊合作意識，鍛煉學生自主解決問題的能力。

結束語

高中化學教學中，教師需要明確自身職責所在，利用探究性實驗教學，創(chuàng)設學習情境、激發(fā)學生探究性思維，不斷改進自身的教學方法和精進自身的研究思維，教師應積極利用探究式教學模式為學生發(fā)展進步和課堂提升質量開拓更廣闊的空間。同時，在教學之余將有用、有效的教育教學心得及時進行總結并記錄下來，對于在教學中沒有達到預期效果的進行反思，及時找到相應的改進措施，并在教學中加以實踐。

參考文獻

[1]黃友芳.高中化學實驗探究式教學策略探析[J].新課程研究，2023（13）：76-78.

[2]徐國鋒.高中化學實驗教學策略研究[J].課堂內外（高中版），2023（7）：97-99.

[3]陳亮.項目式學習下的高中化學實驗教學[J].數(shù)理化解題研究，2023（6）：131-133.

[4]孫衛(wèi)梅.高中化學實驗教學中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].數(shù)理化學習，2023（6）：40-42.

[5]郭凱.高中化學實驗探究式教學模式的構建探析[J].華夏教師，2023（12）：48-50.