新課改下化學(xué)實驗中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的實踐

蔡伍南

摘 要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中有對化學(xué)課程性質(zhì)進(jìn)行明確的定義，化學(xué)是一門以實驗為主的教育學(xué)科，對學(xué)生實驗觀察能力、實驗探究能力的提升有著寓意非凡的價值?？梢?，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力不僅是化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)價值體現(xiàn)，也是化學(xué)新課改的明確要求。因此，如何發(fā)揮化學(xué)實驗教學(xué)的作用，促使學(xué)生在實驗中探究和發(fā)展，是當(dāng)前化學(xué)教師必須要重視和深入探討的問題?；诖?，筆者將圍繞新課改的中心思想，借助高中化學(xué)實驗教學(xué)實踐，對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)策略進(jìn)行深入的探討，旨在凸顯化學(xué)實驗的教學(xué)作用，以及化學(xué)學(xué)習(xí)的價值，使教與學(xué)得到雙向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新課改;高中化學(xué);實驗教學(xué);科學(xué)探究能力;實踐策略

時代的變遷使人們的思維方式發(fā)生了一定的變化，哪怕不出家門也可知天下事。正是如此，人們不僅要有豐厚的文化基礎(chǔ)，也就是通過學(xué)習(xí)所累積的知識，還要具備一定自學(xué)能力，只有這樣才能成為一位合格的現(xiàn)代公民。因此，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”能力，不僅是為了滿足輸出更多創(chuàng)新型人才的社會需求，更是對黨和國家教育方針的一種踐行體現(xiàn)，全面落實對學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)。高中化學(xué)實驗教學(xué)以科學(xué)探究活動為主，具有非常顯著的“科學(xué)探究”能力培養(yǎng)優(yōu)勢，所以對其教學(xué)實踐策略的研究具有非常現(xiàn)實的價值和意義。接下來，筆者將圍繞以下幾個方面進(jìn)行探討：

一、提出“科學(xué)”問題，促進(jìn)思維深度發(fā)展

筆者認(rèn)為問題是促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動的重要條件，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的核心因素。然而，想要讓問題發(fā)揮真正的“探究”引導(dǎo)作用，就必須要提高問題的質(zhì)量和價值，讓學(xué)生能夠在問題的作用下進(jìn)行問題的深入探究，從而獲得相應(yīng)的問題意識和探究能力。因此，教師要善于抓住學(xué)生表層化思維的實際，及時通過科學(xué)的問題引導(dǎo)學(xué)生深入思考，讓學(xué)生在原有的問題之上進(jìn)行更加細(xì)致、深入的探究，從而得到思維的縱橫向深度發(fā)展。筆者一般會采用從實驗中找問題和情境中提問題兩種“科學(xué)”提問方式。

（一）實驗中找問題

高中化學(xué)教材中有很多實驗教學(xué)的內(nèi)容，如：演示實驗、家庭小實驗、探究活動等。所以，加強對學(xué)生實驗觀察和分析教學(xué)活動的開展，讓學(xué)生對實驗的過程、內(nèi)容，以及教材內(nèi)容持有懷疑態(tài)度，能夠有效提高學(xué)生質(zhì)疑的意識和能力，使其發(fā)現(xiàn)問題的能力得到一定的發(fā)展。例如：實驗室制取氯氣實驗時，首先，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗所需的器材和化學(xué)物品，如：化學(xué)物品需要用到二氧化錳、氯酸鉀和濃鹽酸;實驗器材有酒精燈、燒杯、藥匙等，并提出相應(yīng)的問題：“該實驗是選用的二氧化錳來制作氯氣，除了這一種藥品外是否可以用其他藥品呢？高錳酸鉀可以嗎？為什么？”以此加深學(xué)生對實驗原理的理解。這樣比教師直接告訴學(xué)生該實驗的化學(xué)式、原理等更有利于學(xué)生理解和把握;其次，組織學(xué)生設(shè)想實驗的裝置并通過問題進(jìn)行引導(dǎo)，如：“該實驗是否需要安裝尾氣吸收裝置？為什么？如果需要安裝，可以利用什么液體來吸收尾氣？”這樣不但能夠通過問題引導(dǎo)學(xué)生回顧氯氣的性質(zhì)，并通過其性質(zhì)選擇合適的尾氣吸收裝置和吸收液體，實現(xiàn)學(xué)以致用的學(xué)習(xí)目標(biāo)，還能有效地提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，使其科學(xué)探究能力得到真正的提升和培養(yǎng)。

（二）情境中提問題

讓學(xué)生自主提問，設(shè)置合理的情境是最有效的一種策略。合理的問題情境能夠激起學(xué)生解決、探究問題的欲望和主動意識，使教學(xué)收獲更好的效果。因此，教師要善于根據(jù)實驗探究活動內(nèi)容的不同，采用不同的創(chuàng)設(shè)問題情況方式，以使問題情境帶來更大的作用和收獲。首先，可以結(jié)合化學(xué)實驗需求創(chuàng)設(shè)問題情境。長此以往的“灌輸式”教學(xué)，導(dǎo)致高中生的問題意識十分薄弱，對教師的依賴程度大，所以不愿意也不敢提出問題。對此，教師要善于利用化學(xué)實驗教學(xué)的內(nèi)容和素材，創(chuàng)設(shè)出具有趣味性的問題情境，以此提高學(xué)生的問題意識，使其思維處于高度活躍的狀態(tài)。例如：“鋁的氧化物和氫氧化物”演示實驗教學(xué)時，教師可以選擇從生活中常見的胃藥入手，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問題：“這是一張胃藥的說明書，大家仔細(xì)閱讀該藥品的成分，思考為什么胃藥里面會添加“氫氧化鋁”這一種物質(zhì)？為什么不是用氫氧化鈉、氫氧化鈣等氫氧化物質(zhì)呢？”以此讓實驗探究變得多樣化、豐富化，使學(xué)生的探究興趣得到充分的提升。其次，可以通過具有梯度的問題層層推進(jìn)。由淺入深的問題能夠讓學(xué)生逐步進(jìn)入到深度探究學(xué)習(xí)的過程中，使其思維得到進(jìn)一步發(fā)展。例如：在進(jìn)行“硫酸制備和性質(zhì)”相關(guān)的實驗教學(xué)時，教師可以從酸的性質(zhì)，引入到硫酸的性質(zhì)，最后上升到硫酸與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的特點。如：常見的酸有哪些？它們都有什么特點呢？硫酸與銅發(fā)生反應(yīng)是體現(xiàn)在氧化性還是酸性？最后生成的物質(zhì)是什么呢？這樣層層遞進(jìn)的問題，能夠讓學(xué)生實現(xiàn)多次質(zhì)疑、發(fā)現(xiàn)，有利于學(xué)生科學(xué)探究能力的提升。

二、轉(zhuǎn)變“教學(xué)”形式，發(fā)展科學(xué)探究能力

筆者認(rèn)為傳統(tǒng)的實驗教學(xué)之所以很難實現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)和發(fā)展，很大一部分原因在于“教”與“學(xué)”的方式上，學(xué)生的主體性沒有充分被挖掘和發(fā)揮，對教師“灌輸”的內(nèi)容不感興趣，試想怎么可能讓學(xué)生對化學(xué)實驗擁有探究興趣，并在化學(xué)實驗教學(xué)中，使其科學(xué)探究能力得到發(fā)展呢？因此，轉(zhuǎn)變教與學(xué)的形式非常必要，而“突出學(xué)生的主體性”是實施教學(xué)形式轉(zhuǎn)變的有效依據(jù)，也是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力發(fā)展的必要措施。具體有以下兩種途徑和方式。

（一）猜想假設(shè)中發(fā)展

猜想與假設(shè)是科學(xué)實驗探究活動中必不可少的一個環(huán)節(jié)，有利于喚醒學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，使其對知識進(jìn)行聯(lián)系和構(gòu)建。在這一環(huán)節(jié)中發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓學(xué)生進(jìn)行大膽的猜想與假設(shè)，并在實際實驗中進(jìn)行論證，得出相應(yīng)的結(jié)論驗證假設(shè)，這樣不僅能夠提高學(xué)生對化學(xué)實驗的把握程度，還能有效地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。因此，教師可以組織實驗探究小組，在進(jìn)行實驗之前，給予學(xué)生充足的思考、想象時間，讓其能夠利用已有知識進(jìn)行實驗結(jié)論的初步判斷和假設(shè)。例如：“探秘膨松劑”實驗教學(xué)時。首先，對班級學(xué)生進(jìn)行探究小組分組，并規(guī)定出相應(yīng)的探究任務(wù)，讓每個小組對“膨松劑”實驗的現(xiàn)象進(jìn)行假設(shè)，如：“膨松劑能否讓蒸出來的饅頭變大？讓其變大的原因是什么呢？”通過探究任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識進(jìn)行假設(shè)，讓其對膨松劑的作用和概念有初步的理解;其次，組織學(xué)生分工合作，分別進(jìn)行使用和不使用膨松劑兩種方式蒸饅頭，并將最終的實驗結(jié)論記錄下來;最后，課堂上讓學(xué)生匯報自己的實驗結(jié)果，探究猜想與實際結(jié)論之間是否一致，從而得出造成猜想出錯的原因。另外，實驗異?，F(xiàn)象也能提高學(xué)生的猜想和假設(shè)能力，例如：裝置吸水、檢驗結(jié)果與實際不符等，這些實驗異常的出現(xiàn)，都能讓學(xué)生對問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行假設(shè)，并在實際操作中不斷完善和更新，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。

（二）實驗設(shè)計中提升

高中生已經(jīng)擁有了相對比較豐富的化學(xué)實驗經(jīng)驗，對實驗的儀器、藥品，以及一些實驗操作、注意事項已經(jīng)有了一定的掌握，所以具備一定自主設(shè)計實驗的能力。因此，教師要給予學(xué)生自主設(shè)計實驗的機會，“放權(quán)”給學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合自身需要對實驗進(jìn)行設(shè)計，從而驗證自己的想象，最終解決知識問題。為此，教師可以從如下幾個方面入手：①為學(xué)生制造化學(xué)實驗設(shè)計機會。例如：在開始實驗教學(xué)之前，教師可以先組織學(xué)生結(jié)合實驗?zāi)康脑O(shè)計相應(yīng)的實驗方案，或者一些簡單的家庭小實驗，讓學(xué)生對具體的實驗器材、藥品、裝置、步驟等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，從而設(shè)計出實驗方案來，這樣能夠讓學(xué)生擁有一定的實驗設(shè)計思路，還能讓其掌握實驗設(shè)計的方法，對其科學(xué)自主探究能力的提升具有深刻意義。②提高學(xué)生的計劃能力。化學(xué)實驗設(shè)計需要學(xué)生有一定的思維能力、計劃能力和探究能力，所以，想要讓學(xué)生實驗設(shè)計能力得到實質(zhì)性的提升，就必須要重視對學(xué)生計劃能力的培養(yǎng)。依據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有能力引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計準(zhǔn)備，并制訂出相應(yīng)的實驗計劃。如：實驗探究的主要目的是什么？需要給裝置儀器的安裝留下多少時間，實驗需要解決哪幾個問題，每個問題需要采用的方法有哪些等。這樣有邏輯性、有條理性的設(shè)計實驗計劃，能夠讓學(xué)生實現(xiàn)知識的有效內(nèi)化，讓其得到進(jìn)一步的提升與發(fā)展。③教師還可以組織學(xué)生進(jìn)行實驗優(yōu)化、改進(jìn)設(shè)計。例如：實驗裝置有什么缺陷或者不足，有什么可以改進(jìn)的方法和措施等，這樣能夠有效地提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，并在完善實驗方案的過程中得到進(jìn)一步成長和發(fā)展。

三、及時“教學(xué)”評價，深化科學(xué)探究能力

在實驗教學(xué)中有意識地引導(dǎo)學(xué)生評價和分析實驗過程，能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、發(fā)現(xiàn)化學(xué)問題的能力，讓其擁有良好的科學(xué)探究品質(zhì)，這對學(xué)生今后科學(xué)實驗探究能力的提升有著深化作用和價值。因此，教師要及時組織“教學(xué)評價”，為教與學(xué)提供進(jìn)一步發(fā)展和提升的依據(jù)。具體的評價內(nèi)容有以下幾個方面：①實驗評價，實驗探究是一個精細(xì)化的實踐過程，任何失誤都將影響實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致實驗失敗，所以能夠發(fā)現(xiàn)自己實驗過程中的問題，對今后的科學(xué)探究活動順利完成有著保障作用。因此，當(dāng)學(xué)生實驗結(jié)論出錯，或者實驗不成功時，教師要借此時機引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗評價，讓學(xué)生對實驗的步驟、內(nèi)容多方面進(jìn)行反思和考慮，找出其中的問題，能夠讓學(xué)生學(xué)會揚長避短，有助于提高學(xué)生實驗的成功率和正確性。②教師可以組織學(xué)生以小組形式對實驗方案或者實驗結(jié)果進(jìn)行匯報，其他學(xué)生以聽眾的身份聽取他人的看法和見解，并引導(dǎo)學(xué)生對組內(nèi)成員或者其他小組的結(jié)果進(jìn)行評價，發(fā)表自己的看法，這樣既能讓學(xué)生在他人匯報中學(xué)其長處，不斷更新和完善自己的構(gòu)思，還能讓學(xué)生在評價中表達(dá)自己的思想和觀念，有助于學(xué)生表達(dá)能力和思維活力的提升。及時的教學(xué)評價是教師和學(xué)生獲取課堂“教”與“學(xué)”實際成果反饋信息的有效手段，能夠為下一次的教學(xué)活動提供可靠的依據(jù)，是任何教學(xué)活動中都不可缺少的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。所以，教師要借助這一教學(xué)時機，讓學(xué)生在評級過程中得到科學(xué)探究能力的進(jìn)一步深化和提升，從而實現(xiàn)最終的化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)。

結(jié)束語

涉及“能力”“素養(yǎng)”的培養(yǎng)目標(biāo)，都是一個長期且不能操之過急的教育工程，不僅要時時刻刻謹(jǐn)記該教育目標(biāo)，還要采用有效的教學(xué)策略對其進(jìn)行實踐、探究。針對高中化學(xué)實驗教學(xué)而言，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力是首要教育目標(biāo)，而傳統(tǒng)的化學(xué)實驗教學(xué)很難將這一目標(biāo)落實和實踐。因此，對教與學(xué)形式和方法的創(chuàng)新和改革，是促進(jìn)科學(xué)探究能力培養(yǎng)目標(biāo)落實的必要手段，也是當(dāng)前化學(xué)教師需緊抓不放的研究課題。希望本文提出的三點培養(yǎng)策略，能夠給培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力提供一定的參考和借鑒。

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