新課程理念下高中化學探究性實驗教學的討論與研究

摘 要：化學是一門以實驗為核心的自然學科。在學習化學時，學生若是將實踐與理論相結合可以更深刻地理解相應的學科知識。提升化學教學水平，全方位塑造實驗科學知識是高中化學教學的主要目標。在傳統(tǒng)實驗教學中，教師更多地采用驗證性實驗進行教學，即根據(jù)已知的基本原理進行相關實驗，最終驗證原理。這樣的教學方式不利于學生自主創(chuàng)新意識的發(fā)展，也難以全面提升他們的實驗操作技能。在新課程改革的背景下，為了充分發(fā)揮高中化學實驗教學的價值，教師應該科學運用探究性實驗教學方式。文章通過探究高中化學教學中探究性實驗教學的意義，進一步提出新課程理念下高中化學探究性實驗教學策略。

關鍵詞：高中化學；探究性實驗；實驗教學

作者簡介：金韜（1981—），男，江蘇省南京市雨花臺中學。

長期以來，我國傳統(tǒng)高中化學教學過于注重知識傳授，以課堂教學為核心，以教師和教材內(nèi)容為重點，缺乏對學生自主學習的引導。在實踐中，驗證性實驗占據(jù)主導地位，學生只是按照教師的要求進行機械操作，缺乏創(chuàng)造性思維。探究性實驗是為了彌補驗證性實驗的不足而提出的，它要求學生自主探索實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)信息，并在此基礎上歸納總結。探究性實驗有助于激發(fā)學生學習化學的興趣和動力，發(fā)掘?qū)W生的潛力，并培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新意識。

一、開展高中化學探究性實驗教學的意義

（一）有助于開發(fā)學生的潛力

高中生正處于思維結構建立的關鍵時期，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)教學模式中無法得到充分的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學模式以反復練習為主要方式，這在很大程度上抑制了學生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。相比之下，探究性實驗課堂以問題、情境、方法為基本前提，以假設、實證研究、對比為基礎研究思路，為學生提供了較大的自主思考、設計制作、獨立實驗的空間和機會，為學生創(chuàng)新思維的萌發(fā)提供了良好的氛圍［1］。在探究性實驗中，學生所表現(xiàn)出的認真、細致、專注、自信和堅定，是過去教學中難以見到的。這啟發(fā)我們思考：學生往往有很大的潛力未被開發(fā)，教師如何在教學過程中把握好開發(fā)時機？如何構建自由、開放的教育環(huán)境，讓具備創(chuàng)造力的學生脫穎而出？

（二）提高學生的學習能力

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

（三）充分發(fā)揮學生學習主動性

探究性實驗的核心是學生，教師應根據(jù)實驗活動任務設計合理的研究目的。傳統(tǒng)實驗教學是由教師操作實驗具體內(nèi)容，學生觀察后分別分類去再現(xiàn)實驗結論，在這種模式下，教師是行為主體［3］。在探究性實驗中，教師要扮演組織者和引導者的角色，為學生提供實驗幫助，防止學生在實驗中出現(xiàn)不知所措的情況。探究性實驗讓學生積極主動地參與到科學探究中，能滿足學生的探索欲望，可以充分發(fā)揮學生的學習主動性。

（四）提高課堂教學效率

通過探究性實驗，學生可以學會主動思考和分析問題。學生在交流和探討中可以復習鞏固所學到的知識，并通過總結歸納和梳理，使所學知識得以快速消化。師生一起針對實驗過程的難點和重點進行研究，可以促進學生對知識的理解。這樣，教師可以在有限的課堂時間內(nèi)使學生掌握更多的知識，從而提高教學效率。

二、高中化學探究性實驗教學注意點

（一）精心設計實驗

探究性實驗教學能否成功取決于教師對實驗課題的選擇和設計。教師應根據(jù)學生的理論知識和技能水平選題，結合實驗的原理、器材、流程和數(shù)據(jù)，指導學生進行探究性學習。實驗內(nèi)容應難度適中，符合學生的認知水平和思維能力。

（二）重視思維能力培養(yǎng)

探究性實驗教學應注重培養(yǎng)學生的操作能力和思維能力。教師應引導學生理清理論和實驗之間的關系，理解知識產(chǎn)生的過程和認識之間的關系。通過探究性學習，學生應能夠搭建較好的知識體系，提高邏輯思維能力。

（三）有機結合學生和教師

探究性實驗教學為學生提供了實踐學習平臺，能培養(yǎng)學生的獨立思考能力。學生參與問題分析，既有利于夯實所學知識，促進理論和實踐的融合，又有利于自身發(fā)展合作能力和表達溝通能力，從而有效調(diào)動創(chuàng)新能力。教師應交叉啟迪、正確引導學生，創(chuàng)造更多機會來讓學生鍛煉實驗能力和自主創(chuàng)新能力，提升教學質(zhì)量。此外，教師還可以通過精心策劃一些有趣的小實驗來開展探究性學習，讓學生試著自主創(chuàng)新。

三、新課程理念下高中化學探究性實驗教學策略

（一）營造探究性實驗氛圍

現(xiàn)階段，高中化學課堂教學時間比較緊張，因此部分化學教師選擇忽略部分實驗操作步驟。盡管這種行為符合教學計劃，但對于學生學習是百害而無一利的。正確的做法應該是教師在實驗操作中證明基礎知識，以提升學生對知識的理解。為此，教師需要創(chuàng)設實驗情境，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維能力和探索觀念，營造探究性實驗氛圍，激發(fā)學生的好奇心。

例如，在驗證Fe2+離子的實驗中，高中化學教材中采用的是先檢測，再氧化，最后驗證的方式。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。但在此類驗證性實驗中，并非所有學生得到的實驗現(xiàn)象都與一開始設想的一樣。此時，教師應結合實驗情境，充分提高實驗的探索性。在教師的安排下，學生可以先開展實驗，探索溶液顏色變化之謎。首先，第一個實驗是在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。第二個實驗是將KSCN溶液倒進少量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。第三個實驗是在部分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驗一樣［4］。在完成以上三個實驗之后，學生可以分析得到反應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，要驗證Fe2+離子是否存在，關鍵在于加入的氯水不能過量。通過這類探究性實驗，學生不僅可以熟練掌握Fe2+離子的驗證實驗操作流程，而且深入認識了Fe2+、KSCN、Fe3+的化學性質(zhì)。

（二）引導學生進行化學結論探究

在高中化學實驗教學中，教師應該注重發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)，積極轉(zhuǎn)變教學方法。傳統(tǒng)的實驗教學往往只注重讓學生探究實驗結果，而忽略了對實驗過程的指導。這種方法無法有效地激發(fā)學生的思維和參與度，也不利于學生學習能力的提高。相比之下，指導學生進行實驗操作，通過觀察、實驗和思考，讓學生自主得出結論，更有利于學生知識能力的提升［5］。在驗證性實驗操作中，學生往往已經(jīng)預見了實驗結果，在很大程度上會限制學生的思路和想象力，不能有效激發(fā)學生的探究意識和思維。因此，在實驗教學中，教師應該讓學生親自動手完成實驗，這樣有助于學生化學知識的鞏固和提升。同時，教師可以在實驗教學后設置化學問題，讓學生進行獨立實驗，使學生嘗試去發(fā)掘化學現(xiàn)象和研究化學原理，這對學生的綜合素養(yǎng)發(fā)展非常有幫助。

在探究性實驗中，教師應該充分利用化學器材與相關問題情境，引導學生進行假設和猜測。在不知道化學現(xiàn)象和最終結果的情況下，學生的求知欲更強，想象空間也更大，并能夠主動探究問題的結論，從而提高實驗操作能力［6］。教師要靈活運用探究性實驗，與學生一起發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和總結問題，這是推動學生技能發(fā)展的有效途徑?？傊?，教師應該注重發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)，通過轉(zhuǎn)變教學方法，引導學生進行實驗操作，從而不斷提高學生的化學實驗操作能力。

（三）以生為本，激發(fā)學生的探究欲望

學生自己設計實驗、自己動手實驗、自己探究實驗，能夠給他們帶來極大的愉悅感，有利于提升學生學習的積極性。成功的實驗教學策略通常是以興趣愛好激發(fā)學生的研究沖動為切入點，想方設法激發(fā)學生化學實驗的熱情，使學生信心十足地開展探究學習。例如，教師可以安排學生設計探究氯水成分的實驗。在充滿開放性的實驗設計活動中，學生的探討會異常激烈。學生會就實驗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物質(zhì)發(fā)生反應?！薄奥人倪€原性真強，居然可以使發(fā)紅的試紙褪色?！痹趯W生進行實驗設計的過程中，教師可以聽到學生諸多的想法。之后，教師再調(diào)查學生對氯水制取這一知識點的掌握情況。在實際教學中，有的學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)生哪些化學反應，并表達了自己對探究性實驗學習的喜愛［7］。探究性實驗教學的主導方向是培養(yǎng)學生的自主學習能力，讓學生成為真正的學習主體。

（四）讓學生學會在合作中學習

在高中化學探究性實驗教學中，雖然提升學生的自主學習能力是教學重點，但教師也要注重培養(yǎng)學生的團隊合作精神。有些學生學習能力較強，能夠很快發(fā)現(xiàn)實驗中存在的問題并提出正確的觀點，但有些學生學習能力較弱，難以理解實驗內(nèi)容，也不知道如何總結實驗結果。在這種情況下，團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驗中，教師可以讓學生分小組進行合作實驗。每個小組由四人組成，每個小組長負責搜集實驗方法資料，并給每個成員分配不同的任務。在實驗開始前，學生可以隨時對實驗方案提出質(zhì)疑，整個學習小組一起展開討論。在確定實驗方法后，小組成員要相互配合，共同完成實驗，觀察脫鹽工序流程里的轉(zhuǎn)變，提出自己的想法。如果學生在實驗過程中遇到觀點有沖突的情況，可以向教師尋求幫助，從而進一步完善實驗流程。這樣，通過團隊協(xié)作，每個學生都可以發(fā)揮自己的優(yōu)勢，共同完成實驗，提高實驗能力。

結語

開展高中化學探究性實驗教學，有助于豐富學生的基礎知識，拓展學生的知識領域，還有助于學生培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力和實驗操作技能。探究式實驗教學是一種創(chuàng)新型教學方法，它的成功實施需要化學教師積極主動地轉(zhuǎn)變自身課堂教學角色，尊重學生的課堂教學主體地位，充分發(fā)揮導向作用，持續(xù)優(yōu)化教學設計，指導學生積極參與實驗探究，從而實現(xiàn)高中化學教學的總體目標。

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