基于科學(xué)探究能力的高中化學(xué)教學(xué)

浙江省杭州市蕭山區(qū)第三高級中學(xué) 何梁君

科學(xué)探究活動包括科學(xué)家的探究活動以及學(xué)生的探究活動，科學(xué)家和學(xué)生的探究活動存在對象、方法以及結(jié)果差異。學(xué)生科學(xué)探究活動的對象是學(xué)生未知的，采用簡單的方法，提高學(xué)生對各個事物以及現(xiàn)象的認(rèn)知，學(xué)生利用科學(xué)實踐制作科技物品，使學(xué)生的生活質(zhì)量得到改善，教師要注重發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究活動，確保探究方法的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，并且要有一定的創(chuàng)新。通過客觀探究活動，深化學(xué)生對現(xiàn)實的認(rèn)知，改善人類的生活質(zhì)量。

一、發(fā)展科學(xué)探究能力的含義

第一，科學(xué)探究的含義。科學(xué)探究是指通過一定的過程、方法探索客觀事物，讓學(xué)生研究并質(zhì)疑客觀事物，現(xiàn)代教育的科學(xué)探究指的是科學(xué)探究活動、科學(xué)探究技能?？茖W(xué)探究需要學(xué)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、解釋、創(chuàng)造、應(yīng)用，流程包括提出問題并假設(shè)、設(shè)計方案并實施，通過獲取證據(jù)進行分析解釋并建構(gòu)模型，真實問題的探究要符合一般科學(xué)認(rèn)知規(guī)律，模型的功能化具有一定的遷移應(yīng)用價值，有助于形成結(jié)論并根據(jù)結(jié)論交流、評價。

第二，科學(xué)探究能力的含義。科學(xué)探究能力是指在不同情境中，學(xué)生的批判思維、理性思維，構(gòu)成要素包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維、批判質(zhì)疑態(tài)度、探究意識，教師要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度運用科學(xué)知識探究，運用相關(guān)技能判斷并解決問題。教師對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，重在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、批判質(zhì)疑態(tài)度、科學(xué)思維。教師要培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，培養(yǎng)學(xué)生勇于探究的精神，保護學(xué)生的探究意識，提升學(xué)生的探究能力，促使學(xué)生的科學(xué)探究能力得到發(fā)展。

第三，注重對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。構(gòu)成科學(xué)探究的要素包括提出問題、對問題進行猜想與假設(shè)，并且要制訂可行性的計劃，根據(jù)計劃收集證據(jù)并進行實驗，從而進行解釋，得出結(jié)論，對結(jié)論進行反思與評價。科學(xué)探究注重對學(xué)生探究意識的培養(yǎng)，有助于學(xué)生掌握探究方法，豐富學(xué)生的探究體驗，促進學(xué)生形成探究能力。

二、基于發(fā)展科學(xué)探究能力的高中化學(xué)教學(xué)策略

高中化學(xué)實驗以科學(xué)探究實踐活動為主，高中化學(xué)教學(xué)中，教師要發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。有些學(xué)校的科學(xué)探究活動只是流于表面形式，無法轉(zhuǎn)化為實際成果。

在科學(xué)探究活動中，教師要創(chuàng)設(shè)趣味性的化學(xué)實驗情境，學(xué)生受到趣味性情境的感染，對化學(xué)實驗會更加投入，有助于學(xué)生對實驗中涉及知識的探究，通過營造良好的實驗氛圍，激發(fā)學(xué)生對實驗的探究欲望。教師要設(shè)計、組織和指導(dǎo)科學(xué)探究活動，著眼于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。有些學(xué)生覺得書面考試中的探究題很難，教師要了解科學(xué)探究的構(gòu)成要素，在高中化學(xué)實驗操作中關(guān)注實驗原理以及實驗操作的規(guī)范性，學(xué)生要按照實驗要領(lǐng)和步驟操作，讓學(xué)生認(rèn)真分析、解決實驗中的問題，在實驗中培養(yǎng)學(xué)生持之以恒的品質(zhì)和堅強的意志力，培養(yǎng)學(xué)生不屈不撓、堅忍不拔的品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生對實驗的信心。

通過開展科學(xué)探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生樂于探究的科學(xué)精神，內(nèi)化學(xué)生的批判質(zhì)疑態(tài)度以及科學(xué)思維。批判質(zhì)疑態(tài)度和科學(xué)思維的靈活運用，有助于學(xué)生解決化學(xué)問題，增強學(xué)生的社會責(zé)任感，有助于學(xué)生在社會生產(chǎn)活動中研究并解決科學(xué)問題。以下具體分析基于發(fā)展科學(xué)探究能力的高中化學(xué)教學(xué)實踐策略。

（一）在實驗教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的探究能力

1.利用問題導(dǎo)入增強學(xué)生的探究欲望

不同學(xué)生的性格特點、認(rèn)知水平、接受能力、化學(xué)基礎(chǔ)存在差異，教師采用傳統(tǒng)一刀切的教學(xué)理念設(shè)置問題，無法滿足學(xué)生的多元化學(xué)習(xí)需求，無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師要改變這種教學(xué)理念，重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，根據(jù)學(xué)生的個體差異，設(shè)置針對性的探究問題進行導(dǎo)入，通過問題導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣。學(xué)生在思考、解答問題的過程中，有助于挖掘?qū)W生的潛能，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，在科學(xué)探究活動中需要解決問題，從而能提升學(xué)生的探究能力以及化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

例如，在“金屬化合物”的教學(xué)中，教師要讓學(xué)生了解碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，可以設(shè)置問題進行導(dǎo)入。教師給學(xué)困生和中等生設(shè)置問題為：大家有沒有在生活中見過生銹的蘋果？給學(xué)優(yōu)生設(shè)置的問題為：蘋果生銹的原因是什么？學(xué)生針對這些問題進行思考并發(fā)言，經(jīng)過教師的啟發(fā)以及學(xué)生的探討，學(xué)生得出了結(jié)論：蘋果中的二價鐵離子會被空氣中的氧氣氧化，從而形成三價鐵離子。這樣的生活實例，能讓學(xué)生開展科學(xué)探究，有助于學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識解決實際問題。

2.聯(lián)系實際生活開展實驗探究

高中生的生活閱歷有限，有些學(xué)生對這些真實的情境感到陌生，因此教師要根據(jù)實際生產(chǎn)、生活創(chuàng)設(shè)具體的問題情境，確保化學(xué)與生活具有一定的關(guān)聯(lián)度。由于化學(xué)與環(huán)境保護、科技創(chuàng)新密切相關(guān)，在高中化學(xué)教學(xué)實踐中，教師要選擇化工生產(chǎn)、科學(xué)實驗方面的素材，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際生活開展實驗探究，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀念，讓學(xué)生從實際生活中感受化學(xué)的魅力，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣；讓學(xué)生深入思考化學(xué)對生活、生產(chǎn)的推動作用，從而實現(xiàn)對科學(xué)探究能力的培養(yǎng)目標(biāo)；讓學(xué)生利用化學(xué)學(xué)科知識解決日常生產(chǎn)或生活中的問題，能提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如，教師在給學(xué)生講農(nóng)產(chǎn)品的化學(xué)加工以及生物資源時，讓學(xué)生聯(lián)系生活考慮大豆是哪些食品的成分，學(xué)生聯(lián)系實際生活發(fā)現(xiàn)由大豆制成的食品包括大豆油、豆腐，但是將大豆制成大豆油和豆腐的過程需要學(xué)生用實驗進行探究。學(xué)生了解到大豆制豆腐的原理是：在酸堿鹽等化學(xué)因素的影響下，大豆中蛋白質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變并引起聚沉，從大豆中提取大豆蛋白質(zhì)并制成豆?jié){，將凝固劑加入豆?jié){中，在一定溫度下，大豆蛋白質(zhì)形成膠體聚沉，從而制成豆腐。大豆制成豆腐的過程，有助于學(xué)生了解食品中蘊含的化學(xué)知識，從而增強學(xué)生對化學(xué)知識的探究能力。

又如，生產(chǎn)生活中的素材包括化工生產(chǎn)、實驗過程以及藥物合成，呈現(xiàn)方式為文字流程圖、合成路線圖、裝置圖。實驗室用廢鐵屑制備硫酸鐵進行探究實驗，這種變廢為寶的實驗活動，能創(chuàng)設(shè)真實的情境，促進學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題，讓學(xué)生感受到化學(xué)與實際生產(chǎn)生活的聯(lián)系，了解化學(xué)學(xué)科的價值，培養(yǎng)學(xué)生正確的化學(xué)價值觀念。

3.在合作交流中營造科學(xué)探究氛圍

高中化學(xué)教學(xué)中，教師要通過合作交流的方式開展探究活動，教師對探究活動的設(shè)計，要給學(xué)生預(yù)留合作交流的時間，教師將學(xué)生分為若干小組，給各小組布置探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)合作探究學(xué)習(xí)，讓學(xué)生收集實驗信息資料，學(xué)生在小組內(nèi)提問并開展實驗活動，教師鼓勵學(xué)生在組內(nèi)互幫互助、取長補短，鼓勵學(xué)生改正探究中出現(xiàn)的錯誤。學(xué)生對探究活動的主動參與，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，營造寬松和諧的氛圍，讓學(xué)生體驗合作學(xué)習(xí)的樂趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

例如，在“氯及其化合物”的探究中，教師將學(xué)生分為若干小組，引導(dǎo)學(xué)生在探究中了解物質(zhì)類別、原子結(jié)構(gòu)以及元素價態(tài)，構(gòu)建認(rèn)識模型進行預(yù)測和檢驗，同時教師要自制有助于存儲的消毒劑，圍繞消毒水的成分探究。學(xué)生設(shè)計實驗方案，提出關(guān)于實驗方案的假設(shè)，教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計正確的實驗證明自己的假設(shè)。學(xué)生以小組為單位開展實驗，在小組內(nèi)設(shè)計實驗方案并進行實驗探究，通過收集證據(jù)推理論證，從而得出結(jié)論，教師要引導(dǎo)學(xué)生對比各個小組的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果。

教師要鼓勵學(xué)生探究實驗中的異?，F(xiàn)象，讓學(xué)生通過預(yù)測與假設(shè)分析異?，F(xiàn)象，增強學(xué)生的科學(xué)探究能力，各個小組針對實驗中的不足之處進行改進，選出實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果最佳的實驗方案。教師對最佳實驗方案小組進行表揚或物質(zhì)獎勵，激勵學(xué)生進行實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗探究能力。

又如，在“石油的分離”實驗教學(xué)中，教師讓組員完成組裝實驗儀器，并檢查整套裝置的氣密性，也有一些成員負(fù)責(zé)取用液態(tài)混合物、準(zhǔn)備碎瓷片，實驗開始后，小組成員關(guān)注溫度計及蒸汽溫度，理解蒸汽冷凝為冷凝水后的上口出、下口進。對問題的探究有助于學(xué)生鞏固概念，在小組內(nèi)學(xué)優(yōu)生帶動學(xué)困生，有助于學(xué)生之間的交流與進步，從而提升學(xué)生的探究能力。

4.利用多媒體培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

高中化學(xué)教學(xué)中，教師要利用多媒體輔助教學(xué)，利用多媒體設(shè)備給學(xué)生展示化學(xué)實驗中的藥品，以生動形象的方式給學(xué)生展示實驗步驟、注意事項，吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生感受化學(xué)探究實驗的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的實驗科學(xué)探究能力。

例如，在“富集在海水中的元素——氯”的教學(xué)中，氯元素在生活中很常見，教師利用多媒體展示氯氣泄漏、大海、化學(xué)武器的視頻、圖片，讓學(xué)生探索這些圖片，同時教師給學(xué)生呈現(xiàn)氯水，引導(dǎo)學(xué)生觀察氯水的特點，從而讓學(xué)生循序漸進地探究。

又如，在“有機化合物——甲烷”的教學(xué)中，教師利用多媒體給學(xué)生展示南極凍土融化并釋放甲烷，使溫室效應(yīng)加劇，讓學(xué)生了解甲烷的用途，學(xué)生通過對甲烷的研究，強化了對天然氣的認(rèn)識，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及探索精神，從而提升學(xué)生的團隊協(xié)作精神，有助于提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

5.培養(yǎng)學(xué)生的動手探究能力

高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，教師要注重對學(xué)生的啟發(fā)、引導(dǎo)，給學(xué)生演示相關(guān)的化學(xué)實驗，通過化學(xué)實驗深化學(xué)生的化學(xué)知識、概念。演示過程操作簡單、具有明顯的現(xiàn)象，并且能做到綠色環(huán)保，學(xué)生的化學(xué)實驗演示完成后，教師要引導(dǎo)學(xué)生動手操作，培養(yǎng)學(xué)生的動手探究能力。

例如，在“濃硫酸具有脫水性”的實驗教學(xué)中，教師要讓學(xué)生將蘸有濃硫酸的玻璃棒放于表面皿的紙上寫字，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象：濃硫酸使紙張脫水并且會破壞木質(zhì)桌面，在表面皿中開展化學(xué)實驗，有助于保護木質(zhì)桌面，這一實驗操作簡單，具有一定的脫水性，有助于學(xué)生觀察明顯的實驗現(xiàn)象，從而讓學(xué)生掌握化學(xué)實驗內(nèi)容，得出化學(xué)實驗規(guī)律和化學(xué)實驗結(jié)論。

（二）基于發(fā)展科學(xué)探究能力的高中化學(xué)教學(xué)評價

第一，實驗完成后撰寫實驗報告。學(xué)生不僅要重視實驗過程，而且要重視實驗結(jié)果，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，防止問題的積累影響化學(xué)課程的實驗探究。此外，實驗完成后，教師要讓學(xué)生寫出實驗報告、實驗總結(jié)。實驗報告和實驗總結(jié)是后期實驗探索的資料，學(xué)生通過實驗報告自我總結(jié)、自我評價、自我反思，有助于推動實驗教學(xué)的優(yōu)化。

第二，教師對學(xué)生進行客觀、真實的評價。高中化學(xué)教師要建立完善的科學(xué)探究評價體系，注重教師評、學(xué)生評，教師對學(xué)生的評價項目包括對實驗步驟、實驗結(jié)果的評價，從教師的視角挖掘探究中的問題，有助于學(xué)生及時改進。通過真實、客觀的評價，讓學(xué)生了解自己在實驗中的不足，對沒有涉及的實驗問題進行補充學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生改進自身的不足。

第三，根據(jù)評價結(jié)果激勵學(xué)生探究。由于高中生具有較強的自尊心，他們需要鼓勵才能有探究的動力，教師要采取激勵措施，鼓勵在化學(xué)實驗探究中表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，增強他們的探究信心，讓學(xué)生有動力探究深層次的化學(xué)實驗問題。

三、結(jié)語

綜上所述，高中化學(xué)教師要根據(jù)新課標(biāo)以及化學(xué)考試大綱的要求，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性、開放性的探究性學(xué)習(xí)任務(wù)。教師要根據(jù)學(xué)生的實際情況調(diào)整教學(xué)方法，讓學(xué)生在小組內(nèi)思考并總結(jié)，感受歸納推理、分析解釋、科學(xué)論證，教師給學(xué)生解答實驗中學(xué)生遇到的各種問題，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生在實踐中積累經(jīng)驗，在科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，從而提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。