高中化學實驗探究式教學模式的構建與實施

【摘" 要】 在當前教育改革背景下，構建與實施高中化學實驗探究式教學模式至關重要。該模式旨在增強學生主體性，提供豐富的實驗資源，培養合作與交流能力，融入科學方法論，強化問題導向，鼓勵創新思考，并有效連接理論與實踐，以提升學生科學素養和實驗技能。為此，文章首先探討其構建意義，隨后詳細闡述實施策略，包括增強主動學習、提供實驗資源支持探究活動、促進綜合能力發展等。同時，討論如何融入科學方法論和問題導向策略，激發學生創新思維和實踐能力。最后，強調理論與實踐相結合的重要性，認為這是提高教學效果的關鍵，旨在構建一個符合現代教育需求的教學模式。

【關鍵詞】 高中化學；實驗教學；探究式教學

一、高中化學實驗探究式教學模式的構建意義

高中化學實施探究實驗教學對激發學生自主學習的熱情、培養其科研思維和實操技能具有積極作用。這種教學方式突破了傳統課堂的局限，強調理論與實踐的有機融合，構建了一個既注重實踐又鼓勵思考的教育環境。學生通過實際參與實驗活動，能夠近距離觀察化學現象，親身體驗理論知識的應用過程。在探究過程中，學生能夠主動提出問題、規劃實驗，通過執行實驗和分析數據，增強批判性思維和提升解決問題的能力，同時也提高了團隊協作能力。在這種學習環境中，學生由被動的知識接收者轉變為積極的知識探索者，這種轉變對學生當前和未來的發展都具有重要價值。與此同時，教師的角色也由知識的講解者轉變為引導者和激勵者，使得化學教學過程更加充滿活力，更符合培育學生創新能力和科學價值觀的教育理念。

二、高中化學實驗探究式教學模式的構建策略

（一）增強學生主體性

實施探究式教學法在高中化學課程中旨在強化學生的主動參與。這種教學法鼓勵學生全身心投入實驗活動，從提出問題、設計實驗到執行實驗并分析最終結果。在這個過程中，教師的角色轉變為引導者和支持者，幫助學生培養自主思考和問題解決的能力。這樣的學習方式不僅加深了學生對化學概念的理解，而且為學生將來的學術和職業道路奠定了堅實的基礎。

以“鐵及其化合物”的研究為例，可以明顯看出學生如何從被動學習者轉變為主動參與者。教師挑戰學生探索鐵在不同濕度條件下銹蝕速率的不同，學生在接到任務后，獨立構思和規劃實驗。學生設計了兩組對照試驗，分別將鐵片放在干燥和濕潤的環境中，并運用凡士林作為隔離措施來控制鐵片的空氣接觸面。定期測量并記錄鐵片質量的變化，學生發現在濕潤條件下鐵片銹蝕的速度明顯更快。通過這一系列操作，學生實際驗證了濕度在鐵的腐蝕過程中扮演的角色，并且能夠將自身的實驗數據與理論知識相結合，向同學們呈現了自己的研究成果。這一探究活動不僅使學生更加深入地了解了鐵的特性，而且讓他們在實際操作中練習了科學方法和數據分析技能。更重要的是，這種探究式學習方式培育了學生自主提問、策劃實驗，以及分析和解釋數據的能力，有效提高了學生在學習過程中的主導性。通過實踐，學生的創新思維和探究意識得到了顯著提升，這為學生將來解決更加復雜的問題打下扎實的基礎。

（二）提供實驗資源

在高中化學教學中，探究式學習法極為重要。這種方法強調賦予學生必要的實驗工具及材料，以便學生能主動參與實驗，并親身體驗科學過程。教師為學生提供各類實驗設備、化學物品和數字工具等資源，這對激發學生的好奇心和深化對化學概念的理解有著顯著作用。平衡安排這些資源，確保每位學生都能獲得實踐機會，是提升探究式教學成效的關鍵。

以“水的電離和溶液的pH”實驗為例，學生需要收集并使用如電源、電解槽、電極、pH試紙或pH計等實驗器材。教師負責確保資源的可用性，并提供必要的實驗指導。在此實驗中，學生獨立操作設備，通過電解水的過程，實時觀察并記錄電解產生的氣體及溶液pH值的變化，從而對水的電離現象和溶液的酸堿性有了直觀的認識。實驗開始前，學生先配制氯化鈉溶液，然后組建起電解系統。學生觀測并收集電極周圍產生的氣泡，嘗試識別這些氣體的種類。之后，通過測量溶液的pH值，學生分析了溶液性狀的轉變，比較不同濃度的氯化鈉溶液電解后pH值的變化，并探討這一現象背后的科學原理。此過程不僅讓學生學會了如何操控實驗儀器、記錄實驗現象，還讓學生理解了水電離和溶液酸堿性的基本原理。此類實驗使學生成為學習的中心，學生通過自己的努力實踐掌握科學知識，不僅增強了學生的科研能力和科學素質，也為其未來的教育和職業道路奠定了堅實的基礎。

（三）培養合作交流

在高中化學教學中，探究式學習起著至關重要的作用。它的精髓在于激活學生的求知欲，通過實踐、討論和情景模擬來實現這一目的。團隊合作與有效溝通是這種教學模式的顯著特點。在實驗探索和共同討論中，學生形成解決問題的集體智慧。這樣的互動過程不僅增強了學生的社交能力，還鍛煉了他們的協作精神和綜合問題解決技能。

以“金屬的腐蝕與防護”為例，學生分成若干小組進行實驗。在教師的引領下，每個小組接觸到處于不同腐蝕環境下的金屬樣本，如受鹽水、酸性溶液或濕氣影響的金屬。學生共同策劃實驗方案，確定數據的記錄方法。隨后，學生觀察這些金屬樣品在特定環境下的腐蝕情況，并記錄實驗數據。小組成員還會嘗試多樣化的防腐策略，如應用保護性涂層或采用犧牲陽極的方法。在實驗過程中，不斷觀點交換和信息共享是必不可少的。教師應指引學生深入探討金屬在各種條件下腐蝕的原理，探索和分析影響腐蝕速率的多種因素。同時，學生應思考如何將所學知識與現實生活相結合，例如，討論保護橋梁和金屬結構的方法或選擇合適的防腐材料。這種探究實驗不僅幫助學生深刻理解金屬腐蝕及防護的概念，還提升了學生的團隊協作和溝通能力。實際操作的經驗對學生全面理解問題、拓展思維和提高解決問題的能力極為重要。通過團隊協作，學生將全面掌握“金屬腐蝕與防護”的知識，并能將其應用于現實世界，從而實現探究式學習的終極目標。

（四）融入科學方法論

在高中化學的實驗課上，運用探索型教學法極為關鍵，它能促進高中生提升科學研究和實踐操作的技巧。這種方法融合了科學的探究步驟，激勵學生積極參與，從觀察、提問、實驗規劃、數據整理到最終得出結論，這一過程加深了學生對化學知識的了解，并提升了學生的問題解決能力。

以“化學反應速率”為例，學生將實踐科學的研究方法，探索不同變量對反應速率的影響。教師首先講授化學動力學的基礎知識，接著將學生分成小組，深入討論諸如溫度、濃度、催化劑和物質的表面積等因素如何影響化學反應速率。各小組針對一個特定因素展開實驗，例如，探究不同濃度的硫酸如何影響碳酸鈣的分解速率。在實驗開始前，學生需要建立合理的假設并在實際操作中加以檢驗。從實驗的設計到結果的記錄，每個環節都要求細致操作，以確保數據的準確性。實驗結束后，學生通過分析數據，比較結果與預測是否吻合，并結合理論進行思考。通過小組展示與班級討論，學生能夠更全面地理解實驗結果，而教師則在過程中強調實驗操作和化學概念的重要性。這樣的教育過程不僅讓學生掌握影響化學反應速率的因素，還訓練了學生如何科學地進行實驗探究。這種教學不僅深化了學生對化學動力學的理解，還鍛煉了其分析和解決問題的綜合能力。探究式學習鼓勵學生全程參與科學研究流程，為學生將來在科學研究或相關學科領域的深造奠定了基礎。

（五）強化問題導向

探究式學習在高中化學教育中起著至關重要的作用，它鼓勵學生積極參與并通過實驗來學習科學知識。在這種方法中，學生不再是被動的信息接收者，而教師則轉變為學生學習之旅的引導者和支持者。

以“分子結構與物質的性質”為例，學生被邀請解答“分子結構的不同如何影響物質的宏觀特性？”這一問題，以此作為探究的起點，促使學生探索分子結構和沸點、溶解性等物理特性之間的聯系。在這一過程中，學生被分組并挑選一個特性來研究。每個小組都必須親自規劃和執行實驗，收集數據，并驗證自己的預設假說。例如，研究沸點的小組會記錄不同分子結構的油和醇的沸點數據；而另一組則觀察糖分子的溶解性，記錄它們在水中的溶解過程。在實驗進行時，學生需要準確地記錄實驗的條件以及操作步驟，并且保持科學的探究精神。完成實驗后，學生會分析數據，探索分子結構與物理性質之間的深層關系，并將這些發現與理論相結合，以加深自身的理解。班級內的分享和討論環節有助于鞏固概念，并使學生能夠將理論應用于具體問題的解決。通過這種學習方式，學生不僅提升了對分子結構與物理性質關系的理解，還增強了實驗設計和數據分析能力。這種以問題為導向的教學法讓學生在主動探索和深入思考中逐漸建立起化學知識體系，對未來的研究或職業生涯都會產生直接的影響。

（六）鼓勵創新思考

在構建高中化學教學時，探究性實驗的運用是關鍵。不僅僅是為了傳遞知識，更是為了激活學生主動學習的熱情，促使學生獨立思考與創新。在這一教學模式下，教師轉變為學習的引導者與協助者，利用問題引發思考，創設情境，讓學生在解決問題的過程中學習成長。該方法注重培養學生從不同角度分析問題的能力，并鼓勵學生在觀察、假設的基礎上進行科學的驗證。

以“有機化合物的結構特點”為例，學生通過探索這一問題“結構如何決定有機化合物的化學性質？”來開展實驗學習。首先，教師回顧與該主題相關的基本知識，如碳鏈的構成和官能團的種類。然后，學生分組動手執行實驗，如制備、純化以及鑒定醇、酮和酸等有機化合物，并研究其結構與性質的關系。例如，一個小組可能會合成不同鏈長的醇類，并測定它們的溶解性和沸點，從而觀察分子結構如何影響這些性質。另一小組則可能探究官能團的變化，例如羥基和羧基是如何影響化合物的酸堿特性。在整個實驗過程中，學生被強調必須準確記錄實驗觀測數據、分析結果，并對自己的假設進行檢驗。這一方式讓學生直接參與到探索分子結構和化學性質的相互作用中，同時提升學生的實驗操作能力和科學分析能力。最終，在課程的尾聲，學生將自己的發現展示給同學，通過討論和批判性思考加深對有機化合物結構特點的理解，并鍛煉了自己的科學探索技能。通過這樣的學習模式，學生能夠將理論知識與實驗實踐相結合，使理解更為深入。

（七）連接理論實踐

在高中化學課程中，實施探究式實驗教育至關重要。這種教育模式強調學生在實驗探究中的主動性，通過實踐操作來加深對化學理論的認識。在這一過程中，學生不只是被動接受知識，還將學會如何提出疑問、觀察實驗現象、策劃和執行實驗程序，以及分析實驗結果。與此同時，教師的角色也由傳統的知識傳遞者轉變為學生學習旅程的引導者和支持者，輔助學生把握抽象的化學概念并在實驗中加以應用。

以“物質的量”為例，通過這樣的探究式實驗學習活動，學生獲得了實際操作的機會，以便更好地理解摩爾的定義及其在化學變化中的重要性。教師介紹了物質的量的相關理論后，可以指導學生進行實驗來衡量一定數量物質的質量。在此實驗中，學生需精確地稱量各種化學品，并通過實施如稀釋和滴定等實驗來測定溶液的摩爾濃度。由于實驗操作的準確性直接關系到實驗結果的準確性，因此學生在實驗過程中必須學習如何精確控制各種實驗條件，以確保所得數據的準確。在實驗的最后階段，學生需將實驗所得數據進行整理和分析，將之與理論預測進行比較，以此來深化對“物質的量”這一基礎化學概念的理解。通過此類實驗探索，學生能夠將理論知識與操作技巧相結合，提升解決實際化學問題的能力，同時培養出科學的思維模式。在后續的討論和成果展示環節，學生將有機會進一步交流自己的發現，這不僅有助于加深對已學知識的認識，還能增強學生的應用和分析能力。此種教學方式有利于激發學生對化學的興趣，增強其探索和實踐的動力，同時也使教師能更高效地幫助學生掌握化學的關鍵知識點。

三、結語

高中化學實驗探究教學是一個注重學生成長的綜合過程。實施這種教學不僅提高了學生對化學的興趣，還強化了學生的獨立分析和問題處理技巧，為學生的科研能力和職業規劃奠定了基礎。在這個過程中，教師的輔導、學校的物質與設施支持以及教育政策的正確導向起著關鍵作用。不斷優化教育實踐和學習條件，能夠有效挖掘學生的內在潛力，使學生成為能適應未來變革的創新型人才。

參考文獻：

［1］ 李慶文. 高中化學實驗教學中學生實踐能力的培養［J］. 讀寫算，2020（35）：91-92.

［2］ 郁德賢. 綠色化學教育理念在高中化學實驗教學中的滲透分析［J］. 中學化學教學參考，2019（24）：37.

［3］ 袁治邦. 新時期高中化學實驗教學的不足與改進措施探討［J］. 新課程：下，2019（12）：39.

［4］ 王麗萍. 基于核心素養理念下的高中化學實驗教學探索［J］. 新課程：下，2019（12）：101.