淺析在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

慕志偉

摘要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)是提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。但在教學(xué)實(shí)踐中，受多種因素制約，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并未受到應(yīng)有的重視，致使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值大打折扣。鑒于此，高中化學(xué)教師應(yīng)以學(xué)科素養(yǎng)為導(dǎo)向，貫徹以生為本理念，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提升科學(xué)探究素養(yǎng)。本文以此為切入點(diǎn)，分析高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；科學(xué)探究能力；核心素養(yǎng)

科學(xué)探究能力作為化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)之一，是學(xué)生基于化學(xué)現(xiàn)象提出問(wèn)題、進(jìn)行假設(shè)、設(shè)計(jì)并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案、得出結(jié)論的能力。研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。鑒于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要借助直觀(guān)形象的方式將抽象、復(fù)雜的化學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)出來(lái)，以便于學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，并促使其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中循序漸進(jìn)地提升自身的科學(xué)探究能力，落實(shí)學(xué)科素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)。鑒于此，唯有充分挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的教育價(jià)值，指向化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的要求，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，依照“實(shí)驗(yàn)操作和觀(guān)察—發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題—形成結(jié)論”的過(guò)程，循序漸進(jìn)地提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

1? ?新課程背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀研究

結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)可知，當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)依然存在諸多問(wèn)題。具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

第一，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)重視程度不夠。部分教師深受“應(yīng)試教育理念”的影響，將提高學(xué)生的化學(xué)成績(jī)作為唯一的教學(xué)目標(biāo)，弱化了學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在這種教育理念下，教師很少思考“化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究能力”之間的關(guān)系，忽視了實(shí)驗(yàn)教育價(jià)值的挖掘，致使教師在開(kāi)展課堂教學(xué)時(shí)，只關(guān)注教材上的理論知識(shí)，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)置；還有部分教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)不夠，認(rèn)為學(xué)生只要掌握了實(shí)驗(yàn)過(guò)程、結(jié)果即可。在這種錯(cuò)誤的認(rèn)知下，教師常常以教材為藍(lán)本，匆匆演示一下實(shí)驗(yàn)，然后讓學(xué)生死記硬背實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。

第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一。鑒于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的教育價(jià)值，唯有靈活開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，借助多種形式的化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中，透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)其中蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)，才能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中形成一定的科學(xué)探究素養(yǎng)。但在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，普遍存在“教學(xué)模式單一”的情況，不論是什么類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，都是利用口頭講述、實(shí)驗(yàn)演示的方式進(jìn)行。在這種單一而滯后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大打折扣，阻礙了學(xué)生科學(xué)探究能力的提升。

第三，學(xué)生缺乏主動(dòng)性。鑒于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的教育價(jià)值，教師應(yīng)立足于現(xiàn)代化教育理論研究的結(jié)果，重塑師生關(guān)系，并以“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者，以學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的引導(dǎo)者、啟發(fā)者”的新身份，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和科學(xué)探究，并在探究中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。而這一過(guò)程恰恰是激活學(xué)生科學(xué)探究思維、提升科學(xué)探究能力的重要過(guò)程。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生基本上都是按照教材上的實(shí)驗(yàn)步驟，或者教師的提示進(jìn)行驗(yàn)證；即便是在實(shí)驗(yàn)中遇到了難以理解的問(wèn)題，也因習(xí)慣依賴(lài)教師，導(dǎo)致其不愿主動(dòng)思考，尋找解決問(wèn)題的方案。學(xué)生在這種被動(dòng)、依賴(lài)性的學(xué)習(xí)狀態(tài)下，思維被束縛，阻礙了學(xué)科素養(yǎng)的提升。

2? ?基于探究能力培養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

鑒于科學(xué)探究能力的內(nèi)涵，高中化學(xué)教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，應(yīng)遵循以下三個(gè)原則：

原則一：科學(xué)性。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)性的原則，確?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)操作步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)等，要和化學(xué)理論知識(shí)、科學(xué)的研究方法保持一致，尤其要做好藥品劑量的控制，只有這樣才能真正達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

原則二：可行性。在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力時(shí)，應(yīng)始終堅(jiān)持可行性原則，依據(jù)學(xué)校中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，基于學(xué)生的實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)具有探究性的實(shí)驗(yàn)方案。但并非所有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都可以成為探究性實(shí)驗(yàn)，教師在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的分析，選擇能夠發(fā)散學(xué)生思維的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行改編，使之成為探究性實(shí)驗(yàn)；另一方面，在可行性原則下，還應(yīng)切實(shí)做好學(xué)情分析，基于當(dāng)前高中生已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以免方案設(shè)計(jì)難度過(guò)大或過(guò)低，影響學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)。

原則三：主體性。為了順利達(dá)到既定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)始終貫徹“以生為本”的教育理念，以高中生的化學(xué)知識(shí)掌握情況、學(xué)習(xí)能力為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)多樣化、極具探究性的實(shí)驗(yàn)方案，促使學(xué)生在主動(dòng)參與中獲得學(xué)科素養(yǎng)的提升。

3? ?優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，提升學(xué)生科學(xué)探究能力

3.1創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣

按照新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，應(yīng)尊重學(xué)生的課堂主體地位，提高學(xué)生的課堂參與度，使其在交流中獲得良好的情感體驗(yàn)，并促進(jìn)自身的全面發(fā)展。目前，受多種因素的制約，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中出現(xiàn)了“學(xué)生被教師牽著鼻子走”的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了學(xué)生的全面發(fā)展。為了將學(xué)生從被動(dòng)、依賴(lài)性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式下解放出來(lái)，摒除傳統(tǒng)的教學(xué)理念，基于現(xiàn)代教學(xué)理論，靈活運(yùn)用多種手段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，借助情境喚醒學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究欲望。

3.2改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力

鑒于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重任。但在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師基本上都是按照教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，一條一條按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行驗(yàn)證。鑒于此，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，教師應(yīng)立足于教材上的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使其成為探究性實(shí)驗(yàn)，繼而指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，逐漸形成一定的科學(xué)探究能力。例如，在“氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體吸熱反應(yīng)”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，教師可以對(duì)教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，帶領(lǐng)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，重新設(shè)計(jì)一套更為科學(xué)、綠色的封閉式裝置。引導(dǎo)學(xué)生用新的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，不僅有助于教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，更充分體現(xiàn)了綠色實(shí)驗(yàn)的理念。而學(xué)生在對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化的過(guò)程，也是科學(xué)探究的過(guò)程，自然就形成了一定的科學(xué)探究能力；另一方面，在高中化學(xué)課堂教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)需求，為學(xué)生補(bǔ)充一些探究性的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并據(jù)此開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀(guān)察等。例如，在“油脂”的學(xué)習(xí)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用家中過(guò)期的植物油、食用堿、食鹽作為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)油脂進(jìn)行加熱，使其產(chǎn)生水解現(xiàn)象，之后再借助食用鹽進(jìn)行鹽析，最終制作成肥皂。在這個(gè)補(bǔ)充化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，可引導(dǎo)學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、探究的主人，使學(xué)生在“提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案—操作實(shí)驗(yàn)—觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象—分析并得出結(jié)論”的過(guò)程中，完成化學(xué)知識(shí)的內(nèi)化，并在實(shí)驗(yàn)探究中形成一定的科學(xué)探究能力。

3.3合作探究，提升實(shí)驗(yàn)探究能力

在新的課程標(biāo)準(zhǔn)中，倡導(dǎo)教師應(yīng)尊重學(xué)生的主體地位，遵循自主、合作、探究的原則，引導(dǎo)學(xué)生以知識(shí)探究者的身份，以學(xué)習(xí)小組為載體，積極主動(dòng)參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中。鑒于此，高中化學(xué)教師在開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，可采用小組學(xué)習(xí)的模式，以5～8人為一組，將全班學(xué)生科學(xué)地劃分為若干學(xué)習(xí)小組，確保每個(gè)小組之中都有1～2名學(xué)優(yōu)生，1名學(xué)困生，3～5名中等生，使學(xué)生能在互相幫助中，共同完成實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)。例如，在“石油的分餾”實(shí)驗(yàn)中，為了提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分組，同時(shí)，確定實(shí)驗(yàn)小組組長(zhǎng)，明確各個(gè)成員的任務(wù)。接著，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)相互配合共同完成這一化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究學(xué)習(xí)。在這一過(guò)程中，學(xué)習(xí)小組成員一邊操作實(shí)驗(yàn)、一邊觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并針對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行思考與交流，最終在思維碰撞的過(guò)程中，完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的高效探究學(xué)習(xí)。學(xué)生在相互幫助、相互促進(jìn)的過(guò)程中，自身的探究能力也隨之提升。

3.4聯(lián)系生活素材，提升實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)

化學(xué)學(xué)科與實(shí)際生活密切相關(guān)，化學(xué)源于人們對(duì)生活、對(duì)自然的總結(jié)。同時(shí)，化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，旨在解決實(shí)際生活中、生產(chǎn)中的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)，化學(xué)無(wú)處不在，與實(shí)際生活密切相關(guān)。鑒于此，面對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)，只有抓住化學(xué)與實(shí)際生活的內(nèi)在聯(lián)系，融入生活化的實(shí)驗(yàn)素材，使學(xué)生在貼近實(shí)際生活的實(shí)驗(yàn)素材中，更好地參與到觀(guān)察和思考中，縮短學(xué)生與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的距離，才能使其積極主動(dòng)地參與其中。同時(shí)，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活的有效鏈接，也在很大程度上提高了學(xué)生的化學(xué)認(rèn)知，逐漸提升了學(xué)生的“學(xué)以致用”能力。

綜上所述，鑒于化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)舉足輕重，承擔(dān)著多種教育任務(wù)。新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再指向考試，而是關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度等，其已經(jīng)成為提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的有力“抓手”。因此，作為一線(xiàn)的教育工作者，應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，這樣才能使學(xué)生在多樣化的實(shí)驗(yàn)探究中，提升和發(fā)展自身的探究能力。

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基金項(xiàng)目：

《微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略研究》，甘肅省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度一般課題，課題立項(xiàng)號(hào)GS[2022]GHB1082。