高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)策略探討

文 /鄒 偉

引 言

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！边@句詩很好地闡述了化學(xué)理論和化學(xué)實驗之間的緊密聯(lián)系。在化學(xué)發(fā)展歷史上，很多原理的提出都與實驗有直接關(guān)系。對近年來高考化學(xué)考點進(jìn)行分析后可以看出，現(xiàn)在的高考對學(xué)生實驗探究能力的考查力度越來越大，所以在教學(xué)實踐中，高中化學(xué)教師要全面提高對學(xué)生實驗探究能力培養(yǎng)的重視程度，要根據(jù)學(xué)生的發(fā)展需求，靈活地設(shè)計、組織實驗活動，通過化學(xué)實驗對理論建立認(rèn)知模型，通過實驗更深刻地掌握理論知識，并通過化學(xué)實驗實現(xiàn)實踐能力的培養(yǎng)。

一、高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的意義

化學(xué)是一門極具魅力的學(xué)科，而化學(xué)實驗則是讓學(xué)生體會化學(xué)學(xué)科魅力的重要途徑之一。學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識時，單純進(jìn)行理論學(xué)習(xí)是很難體會到化學(xué)的趣味性的，還需要通過各種化學(xué)實驗儀器來感受化學(xué)。通過化學(xué)實驗，教師不僅能指引學(xué)生更好地了解化學(xué)學(xué)科，還能實現(xiàn)對學(xué)生操作能力、思維能力的培養(yǎng)，這對學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升有很大幫助[1]。在高中化學(xué)教學(xué)中，重視學(xué)生化學(xué)實驗探究能力的培養(yǎng)，可以在很大程度上激活學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的欲望，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生學(xué)會從實驗中論證化學(xué)知識?；瘜W(xué)實驗還可以引導(dǎo)學(xué)生更好地利用化學(xué)知識來解決生活中的問題，如衣服漂白問題、疫情期間的消毒問題等，這對學(xué)生的生活有很大幫助。因此，在高中化學(xué)教學(xué)中關(guān)注學(xué)生化學(xué)實驗探究能力的培養(yǎng)，不僅能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提升，還能讓學(xué)生關(guān)注身邊的化學(xué)，感受到化學(xué)無處不在，并通過掌握化學(xué)知識更好地解決生活中的問題[2]。

在高中化學(xué)教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰κ翘岣邔W(xué)生自主探究能力的重要手段，高考考試題型中的實驗創(chuàng)新題就注重對學(xué)生自主探究能力的考查。學(xué)生通過實驗和自主探究可以將課本中抽象的概念具體化，理解物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；提升證據(jù)推理和數(shù)據(jù)加工能力；突破原有認(rèn)知的局限，在新情境中運用所學(xué)知識解決相關(guān)問題，真正落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。同時，對學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)還可以使學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的意識。培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，可以讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的過程和方法。學(xué)生還可以通過主動學(xué)習(xí)體驗探究過程，在實驗探究的過程中把所學(xué)的理論知識應(yīng)用于實踐，形成科學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的研究方法，同時在主動探究的過程中逐漸形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力。

二、高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的策略

（一）合理導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生探究欲望

在以往的高中化學(xué)教學(xué)中，教師采取的教學(xué)導(dǎo)入方式比較單一，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不強[3]。在今后的高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)置教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，借助趣味性的化學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生的探究欲望，讓學(xué)生更加主動地參與到化學(xué)課堂活動中，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)水平的提高。如教師可以在課堂上出示一個切成兩半的蘋果，讓學(xué)生思考蘋果中哪些物質(zhì)會被氧化、還原，引導(dǎo)學(xué)生從實際生活入手，看看生活中還有哪些現(xiàn)象屬于這一化學(xué)原理。這樣可以在很大程度上提高學(xué)生的注意力，讓學(xué)生積極地融入課堂。

例如，在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“原電池”的相關(guān)知識時，教師在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)可以先準(zhǔn)備幾個水果和金屬片，用帶閃亮小燈且能發(fā)出聲音的音樂卡片連接成水果電池，當(dāng)音樂卡片響起的一瞬間學(xué)生的注意力都被集中起來，他們就會根據(jù)這個現(xiàn)象提出問題：“為什么水果也可以作為電池發(fā)電，這是什么原因？”這時，教師再準(zhǔn)備一套實驗材料和裝置，包括稀硫酸、燒杯、銅片、鋅片、導(dǎo)線、小燈泡等，組裝成原電池，告訴學(xué)生自己可以擁有“發(fā)電功能”，能讓小燈泡亮起來，而學(xué)生會對此很感興趣。教師借助實驗讓小燈泡發(fā)光，可以顯著激發(fā)學(xué)生的探究欲望。接著，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對原電池的知識進(jìn)行探究，加深學(xué)生對知識的感知。

（二）先學(xué)后教，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力

在教育教學(xué)中，教師要注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。在高中化學(xué)課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展先學(xué)后教活動，讓學(xué)生先預(yù)習(xí)知識，鼓勵學(xué)生開展自主探究活動[4]。在課堂上，教師則可以借助情境教學(xué)，為學(xué)生構(gòu)建輕松、愉悅的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生自覺地開展學(xué)習(xí)活動。例如，在講到“壓強對化學(xué)平衡移動的影響”這部分的知識點時，教師可以設(shè)計一個實驗，把二氧化氮氣體裝入一個針筒內(nèi)，然后通過分組實驗讓學(xué)生觀察，當(dāng)向下壓注射器增大壓強和向上拉注射器減小壓強時，注射器內(nèi)二氧化氮氣體的顏色分別發(fā)生什么樣的變化。教師可以先鼓勵學(xué)生自主思考，猜測可能出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，然后組織學(xué)生開展相應(yīng)的實驗探究活動，要求學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的觀察。在完成實驗后，教師指引學(xué)生采取科學(xué)的方式來思考實驗的原理。在實驗探究中，教師要為學(xué)生提供充足的實驗材料，放手讓學(xué)生進(jìn)行探究，保證每個學(xué)生都有實驗操作的機會，讓學(xué)生在操作過程中加深對知識的理解。當(dāng)然，在實驗教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生操作的規(guī)范性，保證學(xué)生可以安全地進(jìn)行實驗操作，避免學(xué)生因操作不當(dāng)而引起安全事故。

（三）讓學(xué)生參與演示實驗，在演示實驗中培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力

在化學(xué)課堂上，演示實驗是構(gòu)成課堂的一個很重要的組成部分，教師在演示實驗中的每一個實驗操作都會對學(xué)生起到示范引領(lǐng)的作用，因為學(xué)生都會把教師的演示實驗當(dāng)成自己的標(biāo)準(zhǔn)模板來進(jìn)行對照。但是現(xiàn)在很多教師在演示實驗時采用的是介紹實驗或者播放實驗視頻的方式。這些方式缺乏直觀、具體的實驗感受，無法讓學(xué)生切身體會到實驗的過程[5]。有些教師雖然會做課堂演示實驗，但是只顧自己做實驗，沒有讓學(xué)生參與其中，久而久之就會讓學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生距離感。還有一部分的學(xué)生因為看不清實驗的操作和現(xiàn)象而逐漸失去了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。因此，教師在進(jìn)行演示實驗時，可以適當(dāng)創(chuàng)新，讓學(xué)生參與到演示實驗中來，動手完成演示實驗。學(xué)生在動手完成實驗的過程中，注意力高度集中。身臨其境的感覺可以增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象的理解和記憶，關(guān)鍵是可以讓學(xué)生變被動接受為主動探究。

例如，在講到“金屬鈉和水的反應(yīng)”時，教師可以讓學(xué)生輪流到講臺上進(jìn)行演示實驗，并引導(dǎo)學(xué)生思考除了讓鈉直接在燒杯中與水反應(yīng)以外還有什么樣的方式，然后引入“滴水點燈”的實驗讓學(xué)生自己操作完成，并讓學(xué)生在課堂上匯報觀察到的現(xiàn)象。最后教師再根據(jù)學(xué)生的演示操作進(jìn)行總結(jié)和講解。學(xué)生只有自己近距離觀察到鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，才會對分析其原理更加感興趣，從而讓實驗探究能力得到進(jìn)一步提升。

（四）探究條件，培養(yǎng)學(xué)生實驗創(chuàng)新能力

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，化學(xué)反應(yīng)條件是影響學(xué)生實驗效果的關(guān)鍵因素。在日常教學(xué)中，化學(xué)教師不僅要關(guān)注學(xué)生化學(xué)實驗思維、實驗操作等情況，還需要注重對化學(xué)實驗進(jìn)行改變，引導(dǎo)學(xué)生自覺地對化學(xué)反應(yīng)條件進(jìn)行探究，這樣不僅可以讓學(xué)生更加規(guī)范地完成實驗操作，還能實現(xiàn)對學(xué)生實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。

例如，在“Fe2+轉(zhuǎn)變成Fe3+”的過程中，有的學(xué)生對實驗“將氯水加入KSCN溶液與FeCl2溶液的混合液中”提出疑問，在此過程中溶液顏色的改變究竟是由于混合溶液與氯水發(fā)生反應(yīng)，還是氯水本身讓溶液顏色出現(xiàn)了改變。對此，教師要肯定學(xué)生提出的問題，并指引學(xué)生通過實驗論證來解決疑惑。教師指導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)行創(chuàng)新，準(zhǔn)備兩個試管，一支試管加入FeCl2溶液2 mL，另一支試管加入氯水2 mL，然后將KSCN溶液分別滴入兩個試管中，觀察實驗現(xiàn)象。經(jīng)過觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩支試管都沒有出現(xiàn)變色的情況。接著教師引導(dǎo)學(xué)生將兩支試管的溶液倒在一起，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合溶液的顏色發(fā)生了變化。通過這樣的實驗探究活動，學(xué)生能夠解決氯水改變?nèi)芤侯伾囊蓡?。在課堂上，高中化學(xué)教師要引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)實驗發(fā)生的條件進(jìn)行探究，這樣不僅能增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還能增強學(xué)生的創(chuàng)新觀念。

（五）聯(lián)系生活，運用趣味研究實驗加強學(xué)生實驗探究能力的應(yīng)用

興趣是最好的老師。課堂上的理論知識學(xué)習(xí)最終是要應(yīng)用于日常生活。教師可以通過一些與生活實際有著緊密聯(lián)系的化學(xué)實驗，讓學(xué)生深刻體會到化學(xué)的重要性，并讓學(xué)生進(jìn)一步挖掘生活中的化學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生尋找出生活中的化學(xué)，真正實現(xiàn)“化學(xué)源于生活，化學(xué)服務(wù)于生活”。例如，針對疫情居家使用的消毒液，教師可以設(shè)計一個家庭自制消毒液的實驗，讓學(xué)生在家里準(zhǔn)備一組電池，兩根碳棒，飽和食鹽水及一個塑料瓶，讓學(xué)生嘗試正負(fù)極不同的連接方法后，根據(jù)不同的實驗現(xiàn)象展開分析。最后，教師告訴學(xué)生，自制家用消毒液的關(guān)鍵在于電池正負(fù)極的連接，然后給學(xué)生解釋電池的基本原理。教師除了設(shè)計一些聯(lián)系生活實際的實驗以外，還可以通過一些趣味實驗來增強學(xué)生嘗試實驗探究的好奇心，如“火山噴發(fā)”“魔杖點燈”等。學(xué)生可以通過這些趣味實驗拓寬視野，拓寬知識面，通過對實驗的不斷探究，提高分析問題、解決問題的能力。

（六）在驗證實驗中培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、探索、改造實驗的探究能力

高中化學(xué)教師在日常教學(xué)中，還可以引導(dǎo)學(xué)生開展相應(yīng)的驗證性實驗活動，一方面加深學(xué)生對化學(xué)原理、化學(xué)概念等理論知識的理解，另一方面也實現(xiàn)對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)綜合素質(zhì)的提升。

例如，在課堂教學(xué)中，教師為學(xué)生提供這樣的資料：有研究指出，硝酸銅溶液的顏色是藍(lán)色的，論證這一觀點是否正確。教師可以讓學(xué)生根據(jù)這一話題，開展相應(yīng)的實驗探究活動，利用銅與稀硝酸溶液進(jìn)行反應(yīng)來驗證。在實驗中學(xué)生可以看到剛開始的時候溶液呈現(xiàn)綠色，并且會產(chǎn)生棕紅色的氣體，隨后溶液會變成藍(lán)色，并且會產(chǎn)生無色的氣體。對此，學(xué)生給出猜測：實驗中剛開始出現(xiàn)的藍(lán)色主要是由于銅離子濃度大。教師不對學(xué)生給出的猜測進(jìn)行評價，而是組織學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實驗論證，將1 g銅片分別放在兩個試管中，一個試管中加入14 mol/L的硝酸溶液10 mL；另一個試管加入6 mol/L的硝酸溶液10 mL，用含有氫氧化鈉的棉花將試管口封嚴(yán)，觀察實驗現(xiàn)象。同時，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考：實驗剛開始時，溶液顏色之所以會出現(xiàn)綠色，是因為銅和硝酸發(fā)生反應(yīng)，形成的二氧化氮融入過量的硝酸溶液中，然后與藍(lán)色的硝酸銅溶液混合，因此出現(xiàn)了綠色。教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實驗探究，先將氮氣加入銅和硝酸反應(yīng)得到的綠色溶液中，可以看到綠色溶液會逐漸變成藍(lán)色的溶液；將二氧化氮通入銅與硝酸反應(yīng)得到的藍(lán)色溶液中，會看到溶液從藍(lán)色變成了綠色。在這樣的實驗探究中，學(xué)生會對化學(xué)知識有更深刻的理解，并且也會在不斷論證的過程中樹立科學(xué)的思維觀念，強化化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

驗證化學(xué)實驗的過程也可以培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、改造實驗的能力。例如，在氫氧化亞鐵的制備實驗中，教師先提出直接用氯化亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)來制備氫氧化亞鐵的方案，并讓學(xué)生先根據(jù)提供的方案做實驗。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)沉淀的顏色從白色變成灰綠色最終轉(zhuǎn)變成紅褐色時，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生對這個方案產(chǎn)生疑問，再讓他們考慮如何防止空氣中氧氣的影響，讓學(xué)生自己設(shè)計更合理的實驗方案，然后總結(jié)歸納自己方案的特點，并用實驗來驗證，從而增強學(xué)生的實踐探究能力。

結(jié) 語

綜上所述，在高中化學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實驗探究能力具有十分重要的意義。在日常教學(xué)活動中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有實驗探究能力水平，制訂科學(xué)的教學(xué)方案，合理組織學(xué)生開展實驗探究活動，讓學(xué)生在實驗探究中全面加深對化學(xué)知識的理解，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)水平的提高。