【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1002-3275(2025)04-49-05
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,是學(xué)生將理論知識與實(shí)踐操作結(jié)合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而,在當(dāng)前的教學(xué)實(shí)踐中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)不夠清晰、學(xué)生探究興趣不高、深度學(xué)習(xí)落實(shí)不到位等一些值得關(guān)注的問題。[1]這些問題使得部分學(xué)生無法真正理解實(shí)驗(yàn)背后的化學(xué)原理,也難以在實(shí)驗(yàn)中提高科學(xué)探究能力。
一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的原則
(一)系統(tǒng)性原則
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容廣泛、環(huán)節(jié)復(fù)雜,系統(tǒng)性原則能夠有效協(xié)調(diào)這些因素,構(gòu)建一條貫穿實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)施、總結(jié)的清晰路徑。任何一個環(huán)節(jié)的松散或缺失都會使教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成。而基于系統(tǒng)性原則的安排能夠?qū)⒏鳝h(huán)節(jié)緊密結(jié)合,使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中通過觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,形成完整的認(rèn)知鏈條。系統(tǒng)性原則對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力具有積極影響。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師遵守系統(tǒng)性原則可以讓學(xué)生掌握知識的深層次關(guān)系,從單一操作擴(kuò)展到綜合探究,并在實(shí)驗(yàn)過程中提高分析能力。
(二)實(shí)踐性原則
實(shí)踐性原則強(qiáng)調(diào)教師借助實(shí)驗(yàn)操作,使學(xué)生在動手過程中理解化學(xué)理論、掌握實(shí)驗(yàn)技能,并提高科學(xué)探究能力。[2]實(shí)踐性原則對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力具有重要意義。科學(xué)探究能力是一種綜合素養(yǎng),涵蓋問題提出、實(shí)驗(yàn)設(shè)計等多個維度。實(shí)踐性原則強(qiáng)調(diào)操作過程的精確性,使學(xué)生在實(shí)踐中不斷錘煉實(shí)驗(yàn)技能。遵循實(shí)踐性原則能夠引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)安全、儀器規(guī)范使用等基礎(chǔ)能力的重視,使學(xué)生在實(shí)踐中逐步形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。通過這一原則,學(xué)生可以在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)并驗(yàn)證結(jié)論,全面提高自己的科學(xué)探究能力。
二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的策略
本文基于課程導(dǎo)人(Bridge)、學(xué)習(xí)目標(biāo)(Objective)、課前摸底(Pre-assessment)、參與式學(xué)習(xí)(ParticipatoryLearning)、課后測驗(yàn)(Post-assessment)、總結(jié)(Summary)六個環(huán)節(jié)組成的BOPPPS教學(xué)模式,探索高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的策略。
(一)培養(yǎng)興趣,激發(fā)探究欲望
課程引入是教學(xué)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,優(yōu)質(zhì)的課程引入策略能夠激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知期待,將抽象的化學(xué)概念融入實(shí)驗(yàn)情境中,從而點(diǎn)燃學(xué)生的科學(xué)探究欲望??茖W(xué)探究能力的培養(yǎng)離不開學(xué)生內(nèi)在興趣的驅(qū)動,富有創(chuàng)意的引入方式能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲,使其在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中更積極、專注。同時,合理的引入策略可以為學(xué)生的探究鋪設(shè)框架,讓實(shí)驗(yàn)操作與科學(xué)探究能力的培養(yǎng)自然聯(lián)系起來。在實(shí)踐中,教師可以借助現(xiàn)實(shí)生活中的化學(xué)現(xiàn)象、社會熱點(diǎn)事件,構(gòu)建貼近生活、充滿吸引力的情境。[3]這種引導(dǎo)能夠激發(fā)學(xué)生的思維,讓其在興趣的驅(qū)動下提出問題,并借助實(shí)驗(yàn)找到答案?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計需注重情感共鳴和邏輯引導(dǎo)的融合,以學(xué)生科學(xué)探究能力的提升為目標(biāo),逐步引導(dǎo)學(xué)生將好奇心轉(zhuǎn)化為探究動力,使其對實(shí)驗(yàn)教學(xué)充滿期待并主動參與其中。
以“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實(shí)驗(yàn)為例,本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握使用容量瓶配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液基本步驟與原理,理解溶液配制中質(zhì)量、體積與濃度的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。為激發(fā)學(xué)生的興趣,教師可以一開始向?qū)W生展示一瓶標(biāo)有“ 0.9% NaCl”的生理鹽水,并提問:“日常生活中的生理鹽水是如何配制出來的?如果濃度改為1mol/L,需要怎樣操作?”隨著問題的提出,教師引導(dǎo)學(xué)生思考溶液濃度和實(shí)驗(yàn)操作之間的關(guān)系,為課堂奠定內(nèi)容基礎(chǔ)。接著,教師展示實(shí)驗(yàn)所需的容量瓶、燒杯、量筒等儀器,并提問:“這些儀器各自的功能是什么?容量瓶為什么可以用來配制特定濃度的溶液?”學(xué)生在觀察中初步建立對實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)知。為增加代入感,教師可以講述工業(yè)生產(chǎn)中工人控制鹽水濃度的實(shí)例,并提問:“如果稍有誤差,生產(chǎn)結(jié)果會如何?”以激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣。此時,教師需要將話題引回實(shí)驗(yàn)本身,指出實(shí)驗(yàn)的核心步驟在于計算、稱量、溶解、定容,并逐步引出具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。
(二)明確目標(biāo),聚焦探究任務(wù)
明確目標(biāo)旨在將實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)從模糊探索轉(zhuǎn)向有序探究。在科學(xué)探究能力的培養(yǎng)中,目標(biāo)不僅是方向,更是學(xué)生深度學(xué)習(xí)的動力。清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠有效提升學(xué)生對任務(wù)的理解力,使實(shí)驗(yàn)過程更加高效有序。教師在設(shè)定目標(biāo)時,需要保證目標(biāo)可操作、具體化,同時聚焦科學(xué)探究的核心問題,從而使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有明確的認(rèn)知,并能夠主動參與到問題的解決中。目標(biāo)不僅要回答“做什么”,而且要回答“為什么做”和“如何做得更好”。清晰的目標(biāo)能夠幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中提煉出科學(xué)概念,引導(dǎo)其關(guān)注實(shí)驗(yàn)背后的邏輯,最終實(shí)現(xiàn)對知識的內(nèi)化。在教學(xué)實(shí)踐中,教師需要讓學(xué)生清晰地知道實(shí)驗(yàn)的階段性目標(biāo)和最終任務(wù)。為了讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提高科學(xué)探究能力,目標(biāo)的設(shè)定應(yīng)從簡單到復(fù)雜,由單一操作逐步過渡到綜合探究。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分解為若干步驟,讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的研究問題有整體把控,同時激發(fā)其思維主動性,逐步形成科學(xué)探究能力。
在“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生要掌握化學(xué)沉淀法的原理與操作步驟,明確實(shí)驗(yàn)任務(wù):去除粗鹽中的 Ca2+ 、 Mg2+ 、 SO2? 雜質(zhì),提純精鹽,提升科學(xué)探究能力。教師先用粗鹽的雜質(zhì)問題引入實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),將一堆粗鹽倒入燒杯中,展示其外觀和溶解后的渾濁液體。接著,教師提出核心問題:“粗鹽中的雜質(zhì)離子(如 Ca2+ 、 Mg2+ 人 SO2- )如何去除?怎樣才能得到高純度的精鹽?”這一步讓學(xué)生初步理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⒓ぐl(fā)其對實(shí)驗(yàn)過程的好奇心。為了讓學(xué)生更清晰地聚焦探究任務(wù),教師逐一解釋需要去除的雜質(zhì)離子的性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)方式。教師在黑板上寫出關(guān)鍵化學(xué)方程式: SO2-+Ba2+=BaSO4 ; Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓ ; Ca2++CO2-=CaCO3 √。借助這些方程式,學(xué)生能夠明確實(shí)驗(yàn)的任務(wù)分為三步:沉淀 SO2- 、沉淀Mg2+ 、沉淀 Ca2+ 。教師讓學(xué)生在筆記本上畫出實(shí)驗(yàn)流程示意圖,分步驟標(biāo)注實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的對應(yīng)試劑和可能觀察到的現(xiàn)象,如白色沉淀的出現(xiàn)與消失。在講解過程中,教師可以在燒杯中滴加 BaCl2 溶液,提問學(xué)生:“如何確認(rèn) SO42 已經(jīng)完全沉淀?”并引導(dǎo)其回答:“繼續(xù)滴加 BaCl2 溶液,直到不再出現(xiàn)渾濁。”這一環(huán)節(jié)能夠讓學(xué)生明確每一步實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與具體操作要點(diǎn)。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生制訂探究方案,要求其在實(shí)驗(yàn)前列出需要完成的核心任務(wù)(見表1)。同時,教師對重點(diǎn)問題進(jìn)行板書:“如何驗(yàn)證沉淀是否完全?濾液是否為中性?”這些問題幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中時刻聚焦關(guān)鍵任務(wù),鍛煉科學(xué)探究能力。最后,教師可以讓學(xué)生復(fù)述實(shí)驗(yàn)的最終目標(biāo),即“去除粗鹽中的雜質(zhì)離子,得到精鹽”,明確實(shí)驗(yàn)任務(wù),為實(shí)驗(yàn)操作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
(三)評估基礎(chǔ),確定探究起點(diǎn)
教師在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的時候,應(yīng)該通過評估基礎(chǔ)了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解程度、對操作技能的熟練度、對探究任務(wù)的興趣水平。評估內(nèi)容應(yīng)涵蓋實(shí)驗(yàn)的核心概念、步驟,以及學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象的初步分析能力,目的是將學(xué)生的已有知識和探究目標(biāo)建立有效銜接??茖W(xué)探究能力的培養(yǎng)需要在恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上展開,過高的起點(diǎn)容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生挫敗感,過低則無法激發(fā)他們的挑戰(zhàn)性思維。因此,教師必須將評估結(jié)果與實(shí)驗(yàn)設(shè)計緊密結(jié)合,精準(zhǔn)定位學(xué)生的探究起點(diǎn),為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)踐中,教師在實(shí)驗(yàn)開始前設(shè)計多種形式的評估,幫助學(xué)生梳理已有知識,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師還可以提出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問題,從而引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的實(shí)際意義,在實(shí)驗(yàn)中逐步提高科學(xué)探究能力。
例如在教學(xué)“簡單的電鍍”實(shí)驗(yàn)時,教師要讓學(xué)生掌握電鍍的基本原理和操作步驟,認(rèn)識電鍍在工業(yè)中的應(yīng)用價值,理解電鍍過程中電極反應(yīng)的特點(diǎn),提升科學(xué)探究能力。在課堂開始時,教師展示一枚經(jīng)過電鍍處理的金屬裝飾品,向?qū)W生提問:“這件物品表面為何如此光亮?它是怎樣獲得這層金屬保護(hù)膜的?”以激發(fā)學(xué)生對電鍍實(shí)驗(yàn)的興趣,并讓其初步聚焦實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。隨后,教師提出關(guān)鍵性問題:“在電鍍過程中,正極和負(fù)極的作用分別是什么?金屬是如何從溶液中附著到電極表面的?”這些問題直指實(shí)驗(yàn)的核心概念。為了解清楚學(xué)生的基礎(chǔ)水平,教師要求學(xué)生結(jié)合已有知識補(bǔ)充金屬離子還原的化學(xué)方程式。接下來,教師在黑板上畫出電鍍裝置示意圖(見圖1),并標(biāo)注關(guān)鍵部件(如電源、溶液、電極)。然后,教師讓學(xué)生觀察實(shí)際電鍍裝置,并提問:“電鍍時,鐵制工件應(yīng)連接電源的哪一極?為什么?”借此評估學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的理解程度。在討論階段,教師讓學(xué)生分組模擬實(shí)驗(yàn)操作步驟。每組學(xué)生需要簡述操作要點(diǎn),并推測實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題。在此過程中,教師要評估學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解程度和科學(xué)探究能力,為實(shí)驗(yàn)操作做好充分準(zhǔn)備。
(四)組織活動,促進(jìn)深度探究
在科學(xué)探究中,深度參與的意義在于讓學(xué)生經(jīng)歷提出問題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)操作、分析數(shù)據(jù)的完整過程。實(shí)驗(yàn)不僅是驗(yàn)證理論的工具,而且是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的橋梁。組織活動時,教師需要設(shè)計開放性任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,同時在活動過程中捕捉規(guī)律并反思不足。實(shí)驗(yàn)的深度在于每一步都以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力為目標(biāo),使學(xué)生在實(shí)踐中提升思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需要自行操作,精確記錄現(xiàn)象,同時用表格或曲線整理數(shù)據(jù)。教師以問題引導(dǎo)的方式介人,促進(jìn)學(xué)生深人思考實(shí)驗(yàn)中的每個細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生總結(jié)數(shù)據(jù),得出規(guī)律,并在課堂上展示成果。在這個過程中,學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)技能,學(xué)會以科學(xué)的視角看待問題,提高科學(xué)探索能力。
以“制作簡單的燃料電池”實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生需要掌握氫氧燃料電池的基本原理,能夠獨(dú)立設(shè)計并完成燃料電池實(shí)驗(yàn),提高科學(xué)探究能力。教師在一開始用多媒體展示一輛微型氫燃料電池汽車模型,并提問:“這輛車是怎樣以氫氣為燃料驅(qū)動的?它的能源轉(zhuǎn)換過程與傳統(tǒng)電池有什么不同?”學(xué)生的好奇心被激發(fā)后,教師進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)任務(wù):制作一個簡單的氫氧燃料電池,并觀察其能量轉(zhuǎn)換過程。接著,教師將學(xué)生分組,在讓學(xué)生查看U形管、石墨棒等實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上提問:“如何利用這些材料制作燃料電池?它與電解水實(shí)驗(yàn)的裝置有哪些相似和不同?”教師要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理,自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟并畫出裝置示意圖,同時注明電極連接方法及所需溶液。在學(xué)生完成方案設(shè)計后,教師指導(dǎo)學(xué)生逐步搭建實(shí)驗(yàn)裝置。每組需要注人 Na2S0i 溶液并添加酚酞,接通直流電源進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)。學(xué)生還需觀察U形管內(nèi)的氣體生成現(xiàn)象,并記錄氣泡的相對量,同時思考這些氣體如何在燃料電池中發(fā)生反應(yīng)。完成電解水實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生根據(jù)方案斷開電源,連接石墨棒與電流表或發(fā)光二極管,組裝成燃料電池裝置。教師提示學(xué)生仔細(xì)觀察二極管是否發(fā)光、電流表的指針變化,并引導(dǎo)學(xué)生分析電能輸出的來源。為深化探究,教師提出問題:“如果改變電解液濃度或電極材料,燃料電池的性能會發(fā)生什么變化?”學(xué)生以小組為單位記錄假設(shè),并設(shè)計后續(xù)改進(jìn)方案。隨后,學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后撰寫報告,并編寫氫氧燃料電池與電解水對比表(見表2),進(jìn)一步提升科學(xué)探究能力。
(五)多元評估,反饋探究成果
多元評估的核心在于借助多種形式的反饋,全面了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中思考問題、解決問題的深度與廣度。這一環(huán)節(jié)包括撰寫實(shí)驗(yàn)報告、準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù),以及學(xué)生在展示成果時的反思能力。評估應(yīng)基于多維視角,讓學(xué)生能夠更加明確自己的優(yōu)點(diǎn)與不足,為后續(xù)探究奠定基礎(chǔ)。在教學(xué)實(shí)踐中,教師讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后撰寫實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)成果展示環(huán)節(jié)要求每組學(xué)生利用圖表,直觀呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),突出其科學(xué)探究過程中的創(chuàng)新點(diǎn)。教師鼓勵學(xué)生相互提問,啟發(fā)更多思維碰撞,并引導(dǎo)其反思實(shí)驗(yàn)設(shè)計的局限性和改進(jìn)方向。教師根據(jù)報告與展示的質(zhì)量,結(jié)合課堂討論中學(xué)生的表現(xiàn),逐一點(diǎn)評其科學(xué)探究能力。同時,教師總結(jié)評估中普遍存在的問題,提出針對性的建議。隨后,教師以課堂反思為延伸,布置開放性任務(wù),進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。
以“乙酸乙酯的制備與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為例,學(xué)生需掌握乙酸乙酯的制備及其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟。在實(shí)驗(yàn)完成后,教師先要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報告。報告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)裝置的搭建圖示、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的詳細(xì)記錄、乙酸乙酯的產(chǎn)物分析。學(xué)生需要描述制備過程中的現(xiàn)象,同時在報告中記錄產(chǎn)物的氣味變化和溶液的分層情況,以展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)觀察的完整性。教師隨后組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成果展示,每組需制作實(shí)驗(yàn)流程圖,并在課堂上通過講解演示自己的探究過程。展示過程中,教師鼓勵學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并提出引導(dǎo)性問題:“如果反應(yīng)溫度過高或使用過量的催化劑,反應(yīng)結(jié)果會如何變化?”通過互動提問,引發(fā)學(xué)生的深度思考。隨后,教師基于學(xué)生報告,逐一點(diǎn)評其實(shí)驗(yàn)完成度與科學(xué)探究能力,重點(diǎn)表揚(yáng)能夠提出新假設(shè)并設(shè)計改進(jìn)方案的小組。借助多元評估,學(xué)生能夠展示實(shí)驗(yàn)成果,還能夠?qū)?shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有更深刻的認(rèn)識,從而全面提升科學(xué)探究能力。
(六)歸納總結(jié),深化探究思維
歸納總結(jié)能夠幫助學(xué)生厘清實(shí)驗(yàn)邏輯,深化對核心概念的理解,進(jìn)一步提升對科學(xué)方法的掌握能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的總結(jié)環(huán)節(jié)可以促進(jìn)學(xué)生對知識的遷移與應(yīng)用,使學(xué)生從零散的現(xiàn)象中提煉出規(guī)律性的結(jié)論,并用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)語言表達(dá)自己的探究成果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后,教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)步驟,要求學(xué)生系統(tǒng)整理實(shí)驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)方程式、變量控制過程。學(xué)生可以利用知識思維導(dǎo)圖,梳理實(shí)驗(yàn)的邏輯脈絡(luò)。為提高學(xué)生的科學(xué)探究能力,教師可提出開放性問題,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與真實(shí)場景相結(jié)合,鼓勵學(xué)生將探究思維應(yīng)用于實(shí)際問題。還可以引導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)分享各自的觀點(diǎn),借助討論進(jìn)一步深化對實(shí)驗(yàn)方法的反思。此外,教師可以總結(jié)課堂中的亮點(diǎn)和不足,并布置延伸任務(wù),讓學(xué)生以書面形式撰寫報告。在歸納過程中,學(xué)生能夠鞏固實(shí)驗(yàn)知識,在歸納與反思中提高科學(xué)探究能力。
例如在“糖類的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生需要掌握葡萄糖、蔗糖與淀粉的性質(zhì)及其化學(xué)反應(yīng)原理,能夠總結(jié)糖類物質(zhì)的共性與差異,厘清實(shí)驗(yàn)步驟與化學(xué)現(xiàn)象間的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師先讓學(xué)生以小組為單位對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行討論,總結(jié)各種糖類物質(zhì)的反應(yīng)特性。教師提出問題:“為什么葡萄糖可以與銀氨溶液發(fā)生反應(yīng),而淀粉卻不能?”學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)結(jié)構(gòu),探討糖類中醛基的存在與反應(yīng)能力的關(guān)系。教師鼓勵學(xué)生將討論結(jié)果寫出來,并用箭頭和關(guān)鍵詞繪制實(shí)驗(yàn)邏輯圖,厘清從現(xiàn)象到結(jié)論的推導(dǎo)路徑。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵步驟進(jìn)行反思。教師提問:“為什么在使用銀氨溶液時需要加熱?如果溫度過高或過低,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會發(fā)生怎樣的變化?”學(xué)生在小組內(nèi)分析可能出現(xiàn)的誤差來源,并提出改進(jìn)建議。在討論淀粉水解實(shí)驗(yàn)時,教師強(qiáng)調(diào)控制硫酸濃度和水解時間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要性,進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性。為深化學(xué)生的科學(xué)探究能力,教師讓學(xué)生總結(jié)糖類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及其分類規(guī)律,構(gòu)建知識思維導(dǎo)圖。學(xué)生需要將葡萄糖、蔗糖和淀粉的性質(zhì)分為還原性、酸水解、堿性反應(yīng)三大模塊,標(biāo)注具體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和相關(guān)反應(yīng)方程式。每個小組展示思維導(dǎo)圖成果時,教師引導(dǎo)他們相互提問,并點(diǎn)評思維導(dǎo)圖的邏輯性和完整性。隨后,教師布置開放性任務(wù),要求學(xué)生查找生活中糖類物質(zhì)的應(yīng)用實(shí)例。學(xué)生以小組為單位交流方案,進(jìn)一步鞏固實(shí)驗(yàn)知識。在歸納總結(jié)的過程中,學(xué)生能夠?qū)W會整理和提煉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,科學(xué)探究能力得到顯著發(fā)展。
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,從培養(yǎng)興趣,到明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),再到評估基礎(chǔ)、組織活動,每一個環(huán)節(jié)都緊密銜接,使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有邏輯性 和層次感。再通過多元評估,促使學(xué)生能夠不斷發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)方案,并在歸納總結(jié)中深化對實(shí)驗(yàn)原理的理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理論知識與實(shí)踐操作之間架起了橋梁,不僅能夠提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng),而且能夠培養(yǎng)其邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方法,可以為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ),同時為化學(xué)學(xué)科教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有效的實(shí)踐路徑。
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