探究實驗在高中化學教學中的應(yīng)用分析

何梁君

【摘 要】化學作為高中教育體系中的重要學科，是以實驗為基礎(chǔ)，對學生探究思維、創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)具有重要作用。在高中化學教學中應(yīng)用探究實驗，不僅能突出學生在課堂上的主體地位，激發(fā)學生的學習興趣，最大限度發(fā)揮出學生學習的潛力，還能使學生更加深入理解化學知識，提高學生的實踐操作能力。將探究實驗引入高中化學教學中，有利于滿足化學教學改革的要求，進一步提高化學教學的效率與質(zhì)量。本文就對探究實驗在高中化學教學中的應(yīng)用進行分析和探究。

【關(guān)鍵詞】高中化學教學；探究實驗；應(yīng)用

實驗是高中化學教學中的關(guān)鍵內(nèi)容，探究實驗教學可以培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)能力、科學精神、探究能力，促進教學質(zhì)量與教學效率的提高。探究實驗屬于一種廣泛使用的教學模式，強調(diào)學生的主體地位，要求學生在教師指導(dǎo)下猜想或假設(shè)未知答案，利用實驗方案的設(shè)計進行驗證，進而調(diào)動學生學習的主動性，提升學生的學習潛力。

一、高中化學探究實驗概述

探究實驗主要是指學生從自身需要探索的問題出發(fā)，提出一定假設(shè)，以假設(shè)內(nèi)容為基礎(chǔ)設(shè)計相關(guān)的實驗；而學生是探究實驗的主體，教師的職責就是引導(dǎo)學生的實驗活動，幫助學生解決實驗中出現(xiàn)的問題。通常完成實驗前的準備工作后，必須要開展實驗操作過程，驗證實驗猜想；完成實驗后，學生可結(jié)合實驗結(jié)果反思、總結(jié)實驗的全過程；然后教師要根據(jù)實驗步驟和實驗結(jié)果客觀評價學生的實驗活動。一般而言，探究實驗的過程可分為如下幾步：①提出問題；②假設(shè)和猜想；③科學設(shè)計實驗方案；④驗證假設(shè)；⑤獲得實驗結(jié)論；⑥評價與反思。根據(jù)上述步驟可以發(fā)現(xiàn)，探究實驗的實施需要學生的全程參與，充分發(fā)揮學生的主體作用，進而激發(fā)學生學習的積極性和自主性，實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。

高中化學探究實驗的類型包括操作性實驗、創(chuàng)新性實驗、知識實驗、能力實驗等，其中操作性實驗是根據(jù)實驗結(jié)果來驗證實驗假設(shè)，旨在培養(yǎng)學生的實踐能力，讓學生在實驗中充分掌握實驗的器材與過程。創(chuàng)新性實驗是以學生掌握的基礎(chǔ)知識為依據(jù)，總結(jié)實驗后獲得的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，通過科學的方式進行改進，加深學生對所學知識的理解及記憶。能力實驗具有較強的綜合性，主要目的就是培養(yǎng)學生的分析能力、觀察能力、思維方式、實踐能力。知識性實驗則是融合課堂上所學的新舊知識，使學生將所學知識靈活運用在實驗中，在此基礎(chǔ)上獲得新知識。

二、探究實驗在高中化學教學中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用原則

在高中化學教學中應(yīng)用探究實驗時，必須要遵循如下幾項原則：一是趣味性原則。由于化學實驗具有一定的危險性，在實驗設(shè)計中必須要做好安全性設(shè)計，并適當引入與生活實際相關(guān)的實例，激發(fā)學生參與實驗的興趣，使學生自覺主動學習化學知識。二是創(chuàng)造性原則。對于探究實驗而言，其要具備一定的創(chuàng)意，將新穎性、先進性的特點進行體現(xiàn)，利用創(chuàng)造性思維探究新知識，進一步優(yōu)化學生的認知結(jié)構(gòu)；同時探究實驗應(yīng)該切實可行，與學生的知識儲備、認知水平相符，保證實驗的可行性。三是科學性原則。設(shè)計探究實驗時必須要遵循科學性原則，探究實驗操作的方法和程序、探究實驗原理等應(yīng)與科學實驗研究方法、化學知識保持一致，在實驗中注重培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)、科學精神。

（二）注意事項

（1）教學策略的制定。制定教學策略時，教師應(yīng)該積極引導(dǎo)學生，使學生在教學活動中進行思考，深入理解化學理論知識，如學習重難點的化學知識時，引導(dǎo)學生思考相關(guān)問題，假設(shè)問題，設(shè)計恰當?shù)膶嶒灧桨?。?）實驗的設(shè)計。探究實驗要求教師恰當選擇與精心設(shè)計實驗項目，結(jié)合學生已有的知識基礎(chǔ)選題，根據(jù)實驗的步驟、器材、原理引導(dǎo)學生進行探究，選擇難易適中的內(nèi)容，使其與學生的思維空間、知識水平相符。（3）思維能力的培養(yǎng)。探究實驗教學需要突出學生的分析能力、思考能力、動手能力，學會實驗與理論之間的關(guān)系，理清認識的內(nèi)在聯(lián)系、知識的發(fā)生過程，從而開發(fā)學生的潛能，形成科學的能力結(jié)構(gòu)，促進學生思維能力的提升。（4）師生的有機結(jié)合。通過探究式學習，學生能接觸最為實用、前沿的知識；參與問題分析，可以鞏固所學的知識，將實踐與理論相結(jié)合，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生的表達溝通能力、協(xié)作能力。同時將教師的講解、引導(dǎo)、啟發(fā)適當穿插在實驗間隙，能為學生創(chuàng)新能力與實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)提供機會，促進教學質(zhì)量的提升。

（三）具體應(yīng)用

將探究實驗應(yīng)用在高中化學教學中，可以“銅與濃硫酸反應(yīng)”為例進行分析，具體表現(xiàn)為：

（1）提出問題：教師通過銅與濃硫酸反應(yīng)的演示實驗，引導(dǎo)學生觀察實驗現(xiàn)象并察覺實驗的異常現(xiàn)象：（小試管內(nèi)加銅片和濃硫酸，搭好實驗裝置，加熱，觀察實驗現(xiàn)象，試管內(nèi)溶液顏色變藍，同時出現(xiàn)了黑色物質(zhì)，請大家思考出現(xiàn)的黑色物質(zhì)會是什么？）

（2）假設(shè)與猜想：引導(dǎo)學生從元素組成、元素化合價等角度推測黑色物質(zhì)可能的化學成分（CuO，CuS，Cu■S）。

（3）實驗方案的設(shè)計：四人一個小組，討論設(shè)計實驗方案，對黑色物質(zhì)的成分進行驗證（已知CuS、Cu■S不溶于水、稀硫酸），充分討論總結(jié)后得出如下實驗方案：

（4）驗證假設(shè)：嚴格按照設(shè)計好的實驗方案組裝實驗器材，教師在學生組裝過程中進行糾正與指導(dǎo)。通過探究實驗發(fā)現(xiàn)，加入稀硫酸后黑色固體仍然存在，接著判斷是否有部分CuO溶解。此時引入銅離子的檢驗方法，取幾滴硫酸銅于試管中，加水稀釋，然后往試管中滴加氫氧化鈉溶液，觀察到藍色絮狀沉淀，往試管中繼續(xù)滴加氨水，溶液呈深藍色。通過對照實驗，在原先實驗的基礎(chǔ)上，繼續(xù)滴加過量氫氧化鈉溶液和氨水，并未發(fā)現(xiàn)有藍色絮狀沉淀和溶液呈深藍色現(xiàn)象的出現(xiàn)。在設(shè)計CuS和Cu■S檢驗的實驗方案時轉(zhuǎn)換思路，請同學們思考通過定量分析的方法對可能存在的CuS，Cu■S進行鑒別。分組討論后得出實驗方案，可以通過取一定量的黑色物質(zhì)先進行稱量，然后在空氣中充分灼燒，再稱量的方法，通過灼燒前后固體的質(zhì)量差進行分析判斷。

（5）得出結(jié)論：通過探究實驗可以發(fā)現(xiàn)，黑色固體中不存在氧化銅，在對CuS，Cu■S進行鑒別時，若固體質(zhì)量不變則是硫化亞銅，固體質(zhì)量發(fā)生變化的是硫化銅或硫化銅和硫化亞銅的混合物。最后要解決固體質(zhì)量發(fā)生變化這種情況時可以通過差量法，把硫化銅的質(zhì)量算出來，再與原黑色固體的質(zhì)量進行比較就可以解決了。

（6）評價與反思：學生在自主設(shè)計實驗和驗證實驗方案過程中，教師要加強指導(dǎo)，通過創(chuàng)設(shè)情境，學生帶著好奇心和求知欲學習，通過獨立思考，學生知道探究實驗的過程可分為如下幾步：①提出問題；②假設(shè)和猜想；③科學設(shè)計實驗方案；④驗證假設(shè)；⑤獲得實驗結(jié)論；⑥評價與反思。在探究實驗的學習過程中，學習了銅及其化合物的相關(guān)知識，學生學在其中，樂在其中，同時再次體會了化學研究的兩種主要方法：定性分析和定量分析，兩者往往相輔相成，密不可分。同時探究實驗的實施需要學生的全程參與，充分發(fā)揮學生的主體作用，進而激發(fā)學生學習的積極性和自主性，實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。

結(jié)束語

高中化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，在化學教學中應(yīng)用探究實驗時，應(yīng)該立足實際，遵循趣味性、創(chuàng)造性、科學性的原則，科學設(shè)計探究性實驗，根據(jù)實驗的過程實施相關(guān)化學實驗，以免實驗步驟出錯。這樣不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的學習潛力，使學生深入理解所學的知識，還能培養(yǎng)學生的主體意識、實踐動作能力、創(chuàng)造能力，增強學生綜合素質(zhì)，進一步提高教學效果。

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