高中化學(xué)實驗探究式教學(xué)模式的構(gòu)建

陳秀

摘 要：為了提高高中化學(xué)實驗教學(xué)成效，并幫助學(xué)生更好地理解和運用化學(xué)理論知識，探究式教學(xué)開始得到教師的關(guān)注。文章從化學(xué)實驗教學(xué)角度出發(fā)，分析了在教學(xué)實踐中構(gòu)建探究式教學(xué)模式的方法?？茖W(xué)構(gòu)建探究式教學(xué)模式，能提升化學(xué)實驗教學(xué)成效，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，探究與實踐并重的教學(xué)情境能讓學(xué)生以更濃厚的興趣和更飽滿的狀態(tài)主動學(xué)習(xí)，從而提升化學(xué)實驗教學(xué)的效率。探究式教學(xué)模式有利于高中化學(xué)實驗教學(xué)提質(zhì)增效，建議在教學(xué)實踐中推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實驗教學(xué)；探究式教學(xué)模式

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》發(fā)布后，化學(xué)實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的地位越來越突出，而化學(xué)實驗教學(xué)活動除了可以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)外，還能讓學(xué)生養(yǎng)成更強的探究能力[1]?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》也強調(diào)“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究的意識”等要求，直觀闡釋了在化學(xué)教學(xué)中實驗與探究的關(guān)系，突出了兩者的契合性以及在實驗教學(xué)中構(gòu)建探究式教學(xué)模式的可行性。

一、高中化學(xué)實驗教學(xué)中構(gòu)建探究式教學(xué)模式的原則

（一）主體性原則

化學(xué)實驗教學(xué)本質(zhì)上是一種培養(yǎng)“人”的活動，而化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，則是根據(jù)化學(xué)學(xué)科獨有的特點來回答“怎樣培養(yǎng)人”和“培養(yǎng)什么樣的人”的問題。所以化學(xué)實驗教學(xué)的開展，需要始終圍繞“人”這一要素，即化學(xué)實驗教學(xué)強調(diào)以學(xué)生為本。因此，在構(gòu)建探究式教學(xué)模式的過程中，教師要始終堅持“以人為本”的原則，越能提高學(xué)生在教學(xué)活動中的主體性，越有利于學(xué)生的科學(xué)探究。例如，為了讓學(xué)生了解鐵離子的性質(zhì)，教師可以引入缺鐵性貧血的病例，引導(dǎo)學(xué)生思考鐵的形態(tài)，激發(fā)學(xué)生對鐵離子特性的研究欲望，通過啟發(fā)和引導(dǎo)讓學(xué)生自主獲取知識，提高學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

（二）綜合性原則

教師在構(gòu)建探究式教學(xué)模式時，可以在教學(xué)中自行設(shè)計實驗探究活動，綜合教育教學(xué)的各類要素，如化學(xué)理論知識、教學(xué)問題、教學(xué)任務(wù)等，以此豐富化學(xué)實驗探究活動的內(nèi)容，爭取讓學(xué)生在更短時間內(nèi)理解和掌握知識點。比如，在正式開展化學(xué)實驗教學(xué)前，教師出于提高實驗探究性的目的，在實驗課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可以用多媒體導(dǎo)入情境，根據(jù)特定情境和實驗內(nèi)容巧妙提問，隨后用提前收集的實驗視頻形象解答，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解化學(xué)理論知識，明確后期開展化學(xué)實驗活動的步驟。學(xué)生在綜合性的實驗探究過程中，可以更好地實現(xiàn)知識和能力的相互遷移，豐富的實驗操作內(nèi)容能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）自主性原則

在構(gòu)建探究式教學(xué)模式的過程中，教師要遵循學(xué)生自主的原則，圍繞學(xué)生的興趣、需求等，在深入研讀教材的基礎(chǔ)上，盡量讓自身設(shè)計的實驗探究活動與學(xué)生的興趣偏好相契合，激發(fā)學(xué)生“想學(xué)”的意識[2]。在正式開展實驗探究活動時候，教師可以指導(dǎo)學(xué)生詳細觀察化學(xué)實驗的現(xiàn)象，在觀察的過程中活躍學(xué)生的思維，思考這些現(xiàn)象應(yīng)該用哪些學(xué)過的知識來解釋，及時將任務(wù)布置給學(xué)生，讓學(xué)生按照任務(wù)或問題自行探究、動手操作，使其養(yǎng)成良好的實驗探究習(xí)慣，提高學(xué)生的實驗操作水平和探究能力，讓學(xué)生“能學(xué)”“會學(xué)”，特別是要在學(xué)生參與探究的過程中，給予學(xué)生足夠的自我表現(xiàn)時間和空間，讓學(xué)生逐漸學(xué)會自主分析、自我主導(dǎo)，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中掌握關(guān)鍵的知識和技能，養(yǎng)成良好的核心

素養(yǎng)。

二、高中化學(xué)實驗教學(xué)中構(gòu)建探究式教學(xué)模式的路徑

（一）深入閱讀教材，明確實驗教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是一切教學(xué)活動開展的基礎(chǔ)，更是構(gòu)建和應(yīng)用探究式教學(xué)模式的基礎(chǔ)。在高中化學(xué)實驗教學(xué)活動開展前，教師要結(jié)合新課標(biāo)的要求，深入閱讀教材內(nèi)容，確定好實驗教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容、方法和流程。教師針對實驗探究設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)，要突出實驗探究活動的探究性、開放性等特點，盡量包含核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)、情境與問題、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等教學(xué)相關(guān)要素，根據(jù)學(xué)生的情況把控好教學(xué)設(shè)計的難度，避免過難或過簡單的教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生對實驗探究產(chǎn)生抵觸。

例如，在《化學(xué)反應(yīng)與能量》中圍繞“化學(xué)反應(yīng)的速率與限度”設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時，根據(jù)上述設(shè)計教學(xué)目標(biāo)的要求，可以將教學(xué)目標(biāo)細分為以下幾點：①從內(nèi)因、外因兩個角度認識化學(xué)反應(yīng)速率；在實驗探究活動中，學(xué)會安裝實驗儀器，了解化學(xué)實驗的基本流程和操作方法，初步認識化學(xué)實驗內(nèi)容。②在科學(xué)探究過程中主動觀察，具備使用化學(xué)語言描述化學(xué)實驗的能力；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，探究各種可能影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，靈活對實驗探究活動進行規(guī)劃、思考和評價，立足變量調(diào)節(jié)進行自主學(xué)習(xí)，獲得化學(xué)經(jīng)驗。③通過案例直觀感受逆反應(yīng)的限度，了解化學(xué)中的平衡規(guī)律，養(yǎng)成“變化觀念與平衡思想”；掌握“變量控制”的科學(xué)方法，提高學(xué)生的證據(jù)推理意識。④探究了解化學(xué)反應(yīng)的基本思路，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的限度和速度，了解生活生產(chǎn)中的各種情況，認識到限度和速度對化學(xué)反應(yīng)的重要性，認識到控制反應(yīng)條件會影響化學(xué)反應(yīng)過程。⑤探究了解反應(yīng)速率的主要影響因素，通過對反應(yīng)中的限度控制形成直觀體驗，內(nèi)化學(xué)科探究中的各種方法[3]。教師在構(gòu)建探究式教學(xué)模式的過程中，可以按照提前設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生逐漸規(guī)范學(xué)習(xí)，有序進行實驗、探究和分析，由淺入深逐步提高學(xué)生的知識理解能力和實驗操作能力，在實驗探究的過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（二）合理設(shè)置主題，利用問題引導(dǎo)學(xué)生探究

高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師在構(gòu)建探究式教學(xué)模式前，可以確定好本次實驗探究活動的主題，根據(jù)學(xué)生學(xué)情和教材內(nèi)容，鼓勵學(xué)生自行確定主題，突出學(xué)生在教學(xué)活動中的主體性，以提升化學(xué)實驗探究活動的開展效果。在確定了實驗探究的主題后，教師可以根據(jù)學(xué)生的特點適當(dāng)提問，盡量給學(xué)生創(chuàng)設(shè)熟悉的實驗情境，讓學(xué)生對化學(xué)實驗活動產(chǎn)生強烈親近感，在自主探究與合作學(xué)習(xí)的過程中盡快解決問題，讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)實驗中蘊含的知識點，提高學(xué)生的實驗和探究能力。

以必修第一冊《從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)》為例。為了加深學(xué)生對“鈉”的理解，教師與學(xué)生一起確定了“活潑的金屬單質(zhì)——鈉”這個實驗主題，根據(jù)實驗主題帶領(lǐng)學(xué)生開展“鈉和水反應(yīng)”的探究性實驗。

在實驗探究活動開始前，教師可以在導(dǎo)入環(huán)節(jié)向?qū)W生介紹海洋的故事，讓學(xué)生了解到鈉是海洋中眾多元素中的一種，它與氯都是重要的物質(zhì)元素，二者有著金屬和非金屬元素的差別。在接受了海洋中的鈉元素后，教師可以提出一個導(dǎo)入性的問題：“鈉的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)如何？怎么在實驗中了解這個問題？”隨后帶領(lǐng)學(xué)生開展在海水中提取鈉元素的實驗活動，當(dāng)教師向?qū)W生講述了實驗?zāi)康暮?，可以適當(dāng)提問：“我們?nèi)绾尾拍軐⑩c元素從海水中提取出來？”在學(xué)生異口同聲回答了問題后，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本無法正確回答問題，隨后可以在多媒體上向?qū)W生展示在海水中提取金屬鈉的工業(yè)流程，詳細講解工業(yè)制備流程中各個環(huán)節(jié)的重點，幫助學(xué)生了解在海水中提取金屬鈉的原理，隨后在黑板上板書，給出答案：2Nacl（熔融）=2Na+cl2↑[4]。完成第一個任務(wù)后，教師可以為學(xué)生提供自由發(fā)言的時間，如有學(xué)生提出：“為什么制鈉廠都建在鹽湖邊上，海邊卻很少有？”的問題后，教師可以將這個問題作為本次實驗的第二個探究任務(wù)，先讓學(xué)生合作討論，在學(xué)生迷茫時適當(dāng)提供指導(dǎo)：“請大家從鈉的原子結(jié)構(gòu)、金屬元素的共性和金屬活動順序等角度來分析問題?！痹诮處熤笇?dǎo)下，讓學(xué)生認識到“鈉容易失去電子”“鈉可以和非金屬單質(zhì)、鹽、酸等發(fā)生反應(yīng)”“鈉的金屬活動順序比較靠前”，由此推測出鈉具有較強還原性，鈉的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在建制鈉廠時要格外關(guān)注如何保存鈉的問題，所以在西北干燥地區(qū)的鹽湖邊上建制鈉廠更加合理。

在后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師則需要帶領(lǐng)學(xué)生在實驗室開展一系列實驗，系統(tǒng)性分析金屬鈉的性質(zhì)。例如，用小刀可以切割金屬鈉，判斷金屬鈉的性質(zhì)；觀察金屬鈉被隔開的斷面，發(fā)現(xiàn)有灰白色的物質(zhì)，這些物質(zhì)是什么？探究發(fā)現(xiàn)灰白色物質(zhì)是Na2O，寫出其化學(xué)方程式；加熱金屬鈉，觀察鈉的變化，總結(jié)金屬鈉具有活躍的化學(xué)性質(zhì)，隨著溫度升高鈉會發(fā)生不同變化等。在掌握了金屬鈉的性質(zhì)后，帶領(lǐng)學(xué)生開展“鈉與水反應(yīng)”的實驗，要求學(xué)生結(jié)合鈉的性質(zhì)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)基本原理等，探究鈉與水相遇后的化學(xué)反應(yīng)，并寫出實驗生成物。

（三）創(chuàng)設(shè)實驗情境，調(diào)動學(xué)生的科學(xué)思維

在化學(xué)實驗教學(xué)中，實驗探究能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，直觀的實驗?zāi)芴岣邔W(xué)生的認知水平，讓學(xué)生通過感性認知展開聯(lián)想，發(fā)揮實驗對學(xué)生的啟發(fā)作用。在構(gòu)建化學(xué)實驗探究式教學(xué)模式的過程中，教師要注重情境的創(chuàng)設(shè)，將情境作為激發(fā)學(xué)生興趣和調(diào)動學(xué)生科學(xué)思維的一種方式，引導(dǎo)學(xué)生在探究的過程中理解和掌握化學(xué)知識，提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)理論知識的能力。

以“鐵鹽與亞鐵鹽”為例，本科的教學(xué)目標(biāo)是帶領(lǐng)學(xué)生探究Fe2+和Fe3+的學(xué)生性質(zhì)和檢驗方法，引導(dǎo)學(xué)生形成基于物質(zhì)類別和元素價態(tài)對物質(zhì)性質(zhì)進行探究的理論模型[5]。教師在帶領(lǐng)學(xué)生探究Fe2+和Fe3+離子檢驗和相互轉(zhuǎn)換實驗前，可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個生活化的實驗情境：“X同學(xué)最近經(jīng)常乏力，特別是運動后突然起身容易頭暈。醫(yī)生給她開了一盒琥珀酸亞鐵片和一瓶維生素C，她吃了藥后癥狀明顯好轉(zhuǎn)。X同學(xué)在閱讀藥物說明書時，發(fā)現(xiàn)補鐵和補血藥物的成分相似”隨后向?qū)W生展示兩種藥物的圖片、成分，引導(dǎo)學(xué)生觀察，分析，討論兩種藥物成分有哪些異同點，得出結(jié)論：“兩種藥物都含有亞鐵，其中一個是琥珀酸亞鐵，另一個是硫酸亞鐵。”隨后教師又提出問題：“藥物中只有亞鐵離子嗎？有沒有鐵離子成分呢？”學(xué)生通過觀察，發(fā)現(xiàn)藥物去除包衣后里面為藍綠色，認為鐵離子是黃色，所以沒有鐵離子。教師隨機否定學(xué)生的說法，認為學(xué)生的觀察還不夠準(zhǔn)確，需要通過實驗來解決這個問題，隨后可以帶領(lǐng)學(xué)生進行開展檢驗Fe2+和Fe3+離子的實驗，通過實驗驗證猜想、解決問題。

（四）組織實踐操作，提高學(xué)生的體驗感

在化學(xué)教學(xué)中，實驗活動具有較強趣味性，如何通過化學(xué)實驗啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生在探究的過程中實現(xiàn)自我發(fā)展，是教師在構(gòu)建探究式教學(xué)模式時需要深入思考的問題?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中，教師要多為學(xué)生提供動手操作的機會，讓學(xué)生在親自動手的過程中深刻地感知知識、把握知識。

以“Fe2+和Fe3+檢驗”為例，教師可以指導(dǎo)學(xué)生利用氫氧化鈉和硫氰化鉀開展實驗，讓學(xué)生分別觀察實驗中Fe2+和Fe3+離子的顏色，并在加入氫氧化鈉后兩種離子發(fā)生的反應(yīng)，得出結(jié)論：Fe2+離子溶液中加入氫氧化鈉后會產(chǎn)生白色沉淀物，隨后快速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；Fe3+離子溶液在加入氫氧化鈉后會直接產(chǎn)生紅褐色的沉淀物。而在不同溶液中加入硫氰化鉀，F(xiàn)e2+并不會發(fā)生變化，但在Fe3+中加入硫氰化鉀，溶液會變?yōu)檠t色。學(xué)生在親自動手操作的過程中，很快會對實驗產(chǎn)生濃厚興趣，通過不同類型溶液的變化，對Fe2+和Fe3+形成更深刻的認識[6]。為提高學(xué)生對知識點的理解程度，教師可以在學(xué)生完成實驗后適當(dāng)提問：“還有沒有其他方法可以檢驗兩種離子？”隨后為學(xué)生提供充足的思考和探究。比如，有的學(xué)生想要探究通過鐵絲和鐵粉是否可以驗證哪個是Fe2+和Fe3+，于是分別用鐵絲和鐵粉等材料來開展實驗，實驗發(fā)現(xiàn)鐵絲在兩種溶液中都不會發(fā)生反應(yīng)，但鐵粉可以溶于Fe3+離子溶液中，并且原本的顏色是黃色，在加入鐵粉后，溶液開始從黃色變成淺綠色。當(dāng)學(xué)生對這個現(xiàn)象感到十分好奇的時候，教師可以及時介入指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的實驗現(xiàn)象，組織學(xué)生圍繞實驗現(xiàn)象展開討論，詳細為學(xué)生介紹理論知識點，一邊探究其他檢驗Fe2+和Fe3+的方法，一邊探究化學(xué)實驗原理。如部分學(xué)生在合作時發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉是一種堿性溶液，認為其他堿性溶液也可以用來檢驗Fe2+和Fe3+，于是選擇其他堿性溶液來開展實驗，發(fā)現(xiàn)部分堿性溶液確實可以用來檢驗Fe2+和Fe3+。

結(jié)束語

綜上所述，探究式教學(xué)模式是一種以探究學(xué)習(xí)為主的新型教學(xué)模式，強調(diào)任務(wù)、問題的設(shè)置，注重在學(xué)習(xí)過程中對學(xué)生的啟發(fā)和調(diào)動。高中化學(xué)實驗教學(xué)中，構(gòu)建探究式教學(xué)模式不能一蹴而就，需要將探究貫穿于化學(xué)實驗教學(xué)的全過程，以任務(wù)和問題為驅(qū)動，立足于真實情境，適當(dāng)啟發(fā)和引導(dǎo)，才能建立完整的探究式教學(xué)模式。探究式教學(xué)模式下，化學(xué)實驗教學(xué)將成為一個完整的學(xué)習(xí)過程，這個過程以化學(xué)實驗為基礎(chǔ)，可以融合課堂導(dǎo)入、情境營造、任務(wù)驅(qū)動、實驗操作等各類教學(xué)相關(guān)要素，更有利于學(xué)生掌握和運用化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻

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