高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)模式的構(gòu)建策略

◇ 廣東 楊春燕

1 現(xiàn)狀分析

學(xué)生在經(jīng)過初中階段的學(xué)習(xí)后,化學(xué)知識(shí)由簡(jiǎn)單向復(fù)雜轉(zhuǎn)變,隨著知識(shí)量的增加以及知識(shí)深度和廣度的延伸,學(xué)生的學(xué)習(xí)也越來越困難.探究式實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在掌握一定的知識(shí)基礎(chǔ)上又要具有一定的動(dòng)手操作能力,對(duì)于剛步入高中的學(xué)生來說,在化學(xué)課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,具有一定的難度.在教學(xué)過程中,很多教師還是善于使用傳統(tǒng)講授式教學(xué)模式.而且有些教師認(rèn)為,進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于浪費(fèi)時(shí)間,所以不愿意采用.

2 構(gòu)建策略

2.1 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，構(gòu)建有效的實(shí)驗(yàn)探究思路

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的首要因素,在探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo).除此之外,實(shí)驗(yàn)的探究思路也是重中之重,只有在實(shí)驗(yàn)前明確思路,才能保證實(shí)驗(yàn)過程的順暢,得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.教師要不斷引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)收集資料、分析理論依據(jù)、確定可行方案、選擇儀器和藥品,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究思維,提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?例如,在鐵鹽與亞鐵鹽的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,首先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄縁e3＋與Fe2＋的相互轉(zhuǎn)化.引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有的氧化還原反應(yīng)知識(shí)分析“Fe3＋→Fe2＋需要加入什么試劑?”“Fe2＋→Fe3＋需要加入什么試劑?”可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的藥品(鐵粉、銅片、氯水、過氧化氫、稀硝酸、酸性高錳酸鉀)具體說明.教師再拋出問題：實(shí)驗(yàn)中如何證明兩者已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)化? 學(xué)生結(jié)合Fe3＋與Fe2＋檢驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)提出可以使用KSCN 溶液驗(yàn)證.學(xué)生總結(jié)并寫下實(shí)驗(yàn)方案：取適量氯化鐵溶液置于試管中,滴加2滴KSCN 溶液,加入鐵粉,振蕩使之充分反應(yīng),觀察溶液顏色變化；再向試管中滴加過氧化氫,觀察溶液顏色變化.最后學(xué)生按照方案動(dòng)手實(shí)驗(yàn).整個(gè)實(shí)驗(yàn)在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生進(jìn)行構(gòu)建完成.

2.2 激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生自主參與度

和理論知識(shí)相比,學(xué)生更樂于在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)化學(xué).化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性和神奇性,對(duì)學(xué)生有著極強(qiáng)的吸引力.因此,教師要抓住學(xué)生的這一心理特點(diǎn),創(chuàng)設(shè)好情境,提高學(xué)生的參與熱情,讓學(xué)生自發(fā)進(jìn)入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程中.為此,教師可以采用多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段,引發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí).

例如,在離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)中,教師可以采取小組合作的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn).一組向硫酸鈉溶液中逐滴滴加氯化鉀溶液,另一組向硫酸鈉溶液中逐滴滴加氯化鋇溶液.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對(duì)比兩組實(shí)驗(yàn)的電導(dǎo)率變化.引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象轉(zhuǎn)入微觀粒子的角度分析所發(fā)生的反應(yīng),認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì),并用離子方程式表示出來.在小組實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生之間的交流更能營造良好的實(shí)驗(yàn)氛圍,提高實(shí)驗(yàn)探究能力.

2.3 引入信息技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)的效果反饋

多媒體信息技術(shù)的輔助對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果和過程的探究有很大的幫助作用.教師可以借助視頻、動(dòng)畫、圖片展示更規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作、更清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及受實(shí)際條件限制無法分組完成的實(shí)驗(yàn).也可以在實(shí)驗(yàn)后借助多媒體展示實(shí)驗(yàn)的全過程,加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解.可以利用多媒體展示微觀化學(xué),例如,展示原電池內(nèi)、外電路導(dǎo)電的動(dòng)態(tài)過程,使抽象知識(shí)更加形象化.又如,在離子鍵的形成實(shí)驗(yàn)中,教師借助多媒體向?qū)W生展示原子間得、失電子與離子鍵的形成過程,幫助學(xué)生從微觀角度理解離子鍵.

2.4 改進(jìn)、創(chuàng)新課本實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、操作的安全性、可行性、效果的直觀性都是進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)需要考慮的因素.教材上已經(jīng)設(shè)計(jì)了一些經(jīng)典的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn),但是由于一些主、客觀的原因,某些實(shí)驗(yàn)存在一些欠缺,實(shí)施起來存在一些問題,不能達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果.這就需要教師對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究,查明效果不佳的原因,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn),以達(dá)到更佳的教學(xué)效果.即使有的教材中給出的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)很好了,我們?nèi)砸粩嗵剿?、?chuàng)新,增加它的趣味性或者想辦法使之更綠色環(huán)保.有些教材上原本沒有的實(shí)驗(yàn),也可以大膽想象,創(chuàng)造條件去實(shí)現(xiàn),這樣可以打開學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的新思路.

例如,氫氧化亞鐵的制備實(shí)驗(yàn),按照教材上的方案,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是生成白色沉淀,然后迅速變成灰綠色,最終變成紅褐色.若要較長(zhǎng)時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵白色沉淀,需要盡量趕走反應(yīng)體系內(nèi)的氧氣,并隔絕外界空氣.由此引發(fā)學(xué)生思考怎樣隔絕空氣.學(xué)生討論后會(huì)想到一些方法,常采用的措施有：

1)用煮沸過的蒸餾水配制溶液,趕走水中溶解氧.

2)將裝有氫氧化鈉溶液的膠頭滴管伸到液面以下進(jìn)行滴加.

3)液面上滴加一層植物油來隔絕氧氣.

圖1

但是,即使做到以上三點(diǎn)也很難清楚觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀,實(shí)際上氧氣無孔不入,很難隔絕.于是,有了如圖1所示的改進(jìn)實(shí)驗(yàn).但是教師用該裝置進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),仍然很難看到白色沉淀.難道真的沒辦法了嗎? 經(jīng)過思考討論后,教師發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)行以下改進(jìn)：取硫酸亞鐵晶體置于小燒杯中,沿器壁緩慢注入2mol·L－1氫氧化鈉溶液30mL,靜置,觀察現(xiàn)象.數(shù)分鐘后可以看到,在燒杯底部“長(zhǎng)”出白色固體,現(xiàn)象非常清晰.待到下課再觀察,可以看到燒杯底部有一條條向上長(zhǎng)的白色條狀物,靠近液面顏色逐漸變綠.學(xué)生驚嘆不已,竟然是長(zhǎng)出來的固體.

一個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新是老師心血的結(jié)晶,一個(gè)精彩的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,也將化學(xué)深深印在學(xué)生腦海,在學(xué)生心里種下一顆實(shí)驗(yàn)探究的種子.教師還可以將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合,設(shè)計(jì)一套可以達(dá)成多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的裝置,極大地鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)分析能力.

2.5 化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究起于課堂，但不止于課堂

為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合學(xué)科素養(yǎng),不少學(xué)校開展了“校本課程”“第二課堂”“社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)”等.我們不妨將化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究也延伸至課外活動(dòng)中,利用化學(xué)的“第二課堂”,進(jìn)行一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),一方面讓學(xué)生感受到化學(xué)與生活、生產(chǎn)、技術(shù)的緊密聯(lián)系；另一方面開拓學(xué)生視野,提升綜合實(shí)驗(yàn)探究能力.例如,我們開展過“湖水含氧量測(cè)定”“水果中維生素C含量的測(cè)定”“新能源開發(fā)現(xiàn)狀與氫燃料電池”“美麗的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”等課題,極大地促進(jìn)了化學(xué)學(xué)科知識(shí)、學(xué)科能力和學(xué)科思想的融合.

綜上所述,高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究式教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí).因此,注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)課程教學(xué)中的重要性,教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)思路,創(chuàng)新教學(xué)方式：1)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),帶著任務(wù)開展化學(xué)實(shí)驗(yàn),明確實(shí)驗(yàn)思路,保證實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行；2)分組合作,激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的熱情,最大限度提高學(xué)生的參與度；3)通過信息技術(shù)的引入,深化實(shí)驗(yàn)過程,加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解；4)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)更精彩,激發(fā)學(xué)生的探究欲望；5)利用課外活動(dòng),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)知,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)科思維.教師應(yīng)結(jié)合以上方法,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣,順利開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究式教學(xué).