試論高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)

紀(jì)忠萍

吉林省四平市公主嶺市范家屯鎮(zhèn)第一中學(xué)校 吉林 四平 136105

新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生主動(dòng)參與探究活動(dòng),經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究全過程,學(xué)習(xí)探究活動(dòng)中的方法、技能,促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維、解決問題的能力的提升。本文所提出的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生探究能力的實(shí)施策略和方法建議,希望能為廣大一線教師提供一些參考。

一、提出問題

問題是開展科學(xué)探究的前提條件,也是貫穿整個(gè)科學(xué)探究的核心。問題的質(zhì)量決定著探究的效果,以及能否達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的目的。教師在創(chuàng)設(shè)問題時(shí)一定要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和思維水平,一旦發(fā)現(xiàn)的思維處在片面狀態(tài)時(shí),就需要開展小組討論,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到團(tuán)隊(duì)思考當(dāng)中,回歸教學(xué)主線。具體可以從以下兩方面入手：

1、從實(shí)驗(yàn)中找問題。實(shí)驗(yàn)本身是化學(xué)課程的特點(diǎn),豐富多彩的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的強(qiáng)烈欲望。教師可先從教材中基礎(chǔ)的演示實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)入手,集中學(xué)生的注意力,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中要讓學(xué)生觀察要點(diǎn)多持懷疑的態(tài)度,不滿足現(xiàn)有信息,從而產(chǎn)生疑問。比如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理、實(shí)驗(yàn)裝置還能否改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)方案是否完整等等。再如實(shí)驗(yàn)室制取氯氣所用的二氧化錳能否用高錳酸鉀代替? 作用會(huì)如何? 實(shí)驗(yàn)裝置中有沒有尾氣吸收裝置? 磚的顏色是由其中的鐵化合物決定的,那么怎樣檢驗(yàn)鐵在紅磚與青磚中的存在形式? 等等。

2、設(shè)計(jì)情景,引發(fā)問題。精心設(shè)計(jì)問題情境是培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的有效策略之一,一個(gè)有效的問題情境能夠激發(fā)起學(xué)生的強(qiáng)烈探究欲望。一般地,教師可以根據(jù)具體探究活動(dòng)內(nèi)容來創(chuàng)設(shè)不同的情景。例如,在“鐵及其化合物”中,教師可以通過市場(chǎng)上常見的抗貧血補(bǔ)鐵保健藥品來設(shè)計(jì)問題情境,讓學(xué)生通過相關(guān)資料來證實(shí)其中是否存在鐵元素,如果存在,它的存在形式是怎樣的? 再如,在向?qū)W生介紹酸的氧化性和氧化性酸時(shí),可以讓學(xué)生聯(lián)系鐵的性質(zhì),通過多次發(fā)問來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入探究狀態(tài)。如常見的酸有哪些? 每一種酸的共性和特性分別是什么? 酸與其他物質(zhì)進(jìn)行作用時(shí)如何體現(xiàn)酸性和氧化性? 氧化性酸又有什么特點(diǎn)? 哪些酸可以將鐵氧化為高價(jià)鐵? 等等。通過問題引導(dǎo)學(xué)生在探究過程中進(jìn)行多次質(zhì)疑,形成問題意識(shí)。

二、猜想假設(shè)

猜想與假設(shè)是制定探究計(jì)劃的依據(jù),需要學(xué)生利用自身已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),與提出的問題之間建立聯(lián)系,在靈活運(yùn)用多種思維方法的過程中進(jìn)行大膽的猜想與假設(shè)。另一方面,教師還需要為學(xué)生提供探究所需要的知識(shí)背景,在探究活動(dòng)中成立實(shí)驗(yàn)探究小組,給予學(xué)生充足的時(shí)間進(jìn)行深入思考,發(fā)揮想象力,對(duì)所有可能的答案做出假設(shè),再利用自身已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)假設(shè)做出初步分析和判斷,并與小組內(nèi)其他成員進(jìn)行交流討論,充分發(fā)揮小組合作在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中的作用。

此外,在實(shí)驗(yàn)過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象,教師應(yīng)抓住這些機(jī)會(huì)來培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的猜想與假設(shè)能力。例如,在探究鋁及其化合物性質(zhì)時(shí),可以讓學(xué)生根據(jù)“鋁比鐵活潑”的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),將相同大小的鋁片與鐵片同時(shí)放入到相同濃度的鹽酸當(dāng)中,可以發(fā)現(xiàn)鐵片周圍會(huì)先冒出起跑,這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象便有效地激發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突,在各抒己見的過程中提出各種猜想與假設(shè),加深對(duì)知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的認(rèn)識(shí),找出解決問題的所有可能答案。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括探究實(shí)驗(yàn)可能會(huì)用到的實(shí)驗(yàn)儀器、藥品、裝置以及具體方案,還有相關(guān)的評(píng)價(jià)反思?？偟膩碚f,高中化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的綜合性、靈活性和創(chuàng)造性特點(diǎn),因此,無論是教師還是學(xué)生都需要在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真思考,充分激活自身認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)與能力,來建構(gòu)科學(xué)、合理且有效的實(shí)驗(yàn)方案。一般地,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可從以下幾方面進(jìn)行考慮：

1、為學(xué)生提供機(jī)會(huì)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜的活動(dòng),但高中學(xué)生應(yīng)該要具備這種能力,這也是體現(xiàn)其探究水平的一個(gè)方面。在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師與學(xué)生一同參與到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程中,并為學(xué)生創(chuàng)造設(shè)計(jì)相關(guān)步驟和緩解的機(jī)會(huì),讓學(xué)生在親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中,體會(huì)提出設(shè)計(jì)所需要思考的方方面面,進(jìn)而總結(jié)出一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的常用方法,切實(shí)提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平。

2、提高計(jì)劃性。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)首先要做好準(zhǔn)備工作,制定一個(gè)科學(xué)合理、高效的化學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。在教學(xué)活動(dòng)開始前,教師要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)探究的目的是什么? 如何探究? 準(zhǔn)備好需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器、藥品等,將探究問題分解為多個(gè)小問題,再分別選用具有針對(duì)性的方法逐個(gè)擊破。例如,檢驗(yàn)保健品中存在的究竟是Fe2+還是Fe3+? 學(xué)生根據(jù)自身知識(shí)經(jīng)驗(yàn)都能夠?qū)懗鰧?shí)驗(yàn)所需要用到的試劑和藥品,但關(guān)鍵在于能否明確具體實(shí)驗(yàn)步驟,這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力,靈活運(yùn)用鐵的性質(zhì)來設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)方案。

3、積極改進(jìn)與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)除了需要教師積極鼓勵(lì)學(xué)生參加到設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,還要引導(dǎo)學(xué)生善于評(píng)價(jià)和借鑒他人的優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案,對(duì)于他人所提出的看法和建議要悉心接受,通過師生之間的有效協(xié)作,不斷完善實(shí)驗(yàn)方案,取長(zhǎng)補(bǔ)短。

綜上,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力需要在長(zhǎng)期的教學(xué)活動(dòng)中堅(jiān)持不懈,教師要寬容對(duì)待學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中出現(xiàn)的一切思維和行為活動(dòng),對(duì)科學(xué)探究行為要予以及時(shí)地鼓勵(lì)和引導(dǎo),充分利用好化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來幫助學(xué)生提高他們獲取知識(shí)的探究學(xué)習(xí)能力。