摘" 要:隨著教育改革的不斷深入,探究性學(xué)習(xí)已成為現(xiàn)代教育的一種重要教學(xué)模式。在高中化學(xué)教學(xué)中,為了有效地促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)的開展,教師可以積極運(yùn)用探究性實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)素養(yǎng)。然而,如何正確開展探究性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能夠真正地掌握化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,同時(shí)又能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng),是一個(gè)值得探討的問題。
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;高中化學(xué);探究性實(shí)驗(yàn)
在教育改革的大背景下,高中化學(xué)教學(xué)日益注重探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。探究性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在教師的輔導(dǎo)下,遵循科學(xué)原則自主規(guī)劃實(shí)驗(yàn)方案、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)操作、剖析數(shù)據(jù)及得出結(jié)論的實(shí)踐過程。作為高中化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵組成部分,探究性實(shí)驗(yàn)旨在引領(lǐng)學(xué)生深度理解化學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)技能。文章將圍繞實(shí)驗(yàn)前的籌備、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行、數(shù)據(jù)分析以及實(shí)驗(yàn)總結(jié)等環(huán)節(jié),深入探討如何在高中化學(xué)教學(xué)中高效地進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。
一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展的現(xiàn)狀
一方面,盡管在新時(shí)代的教育改革背景下,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間不斷延長(zhǎng),但在我國許多高中化學(xué)課程中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)所占整體課時(shí)比重相對(duì)較小,理論教學(xué)占據(jù)主導(dǎo)地位?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)的多少對(duì)教學(xué)成果具有較大影響。因此,在教學(xué)過程中,學(xué)校和教師有必要根據(jù)實(shí)際情況,適度提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重,從而提升高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。此外,部分學(xué)校隨意削減實(shí)驗(yàn)課時(shí),導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中缺乏充足的操作、實(shí)踐和創(chuàng)新能力訓(xùn)練,進(jìn)而制約了化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果的提高。同時(shí),部分高中化學(xué)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,過度替代學(xué)生進(jìn)行思考,傾向于傳授現(xiàn)成思路,這在一定程度上削弱了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的思考積極性。
另一方面,當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,許多教師未能充分實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的合理創(chuàng)新,仍然沿用傳統(tǒng)方式,僅以語言描述實(shí)驗(yàn)步驟,要求學(xué)生機(jī)械性地按步驟進(jìn)行操作。這種方式既未能幫助學(xué)生深入理解和掌握化學(xué)原理,也限制了他們進(jìn)行探索的空間,更不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,這種教學(xué)方式難以達(dá)到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的預(yù)期教育目的。
二、在高中化學(xué)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn)的價(jià)值
首先,在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力,使他們具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕瘜W(xué)思維、良好的實(shí)踐技能和創(chuàng)新精神等,這些均為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分,為高中生奠定了適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的必要品質(zhì)和關(guān)鍵能力。因此,探究性實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)課堂中具有舉足輕重的地位,它是提升高中生化學(xué)學(xué)習(xí)能力的有效途徑。
其次,探究性學(xué)習(xí)是一種緊密結(jié)合課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)一系列探究性主題活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極參與探索活動(dòng)的教學(xué)方法。在高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生需通過實(shí)際操作,遵循實(shí)驗(yàn)思路的步驟,對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行深入探討。在探究過程中,學(xué)生能夠體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵,培養(yǎng)相關(guān)能力,提升化學(xué)素養(yǎng),從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)習(xí)效率和化學(xué)成績(jī)的目標(biāo)。因此,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn),是一種極具意義的教學(xué)方式。
最后,在高中化學(xué)教學(xué)中,探究性實(shí)驗(yàn)的開展往往呈現(xiàn)出學(xué)生之間互動(dòng)合作、共同探討的場(chǎng)景。此類實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)探索、體驗(yàn)與創(chuàng)新,與傳統(tǒng)的被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)模式有本質(zhì)區(qū)別。探究性實(shí)驗(yàn)的核心在于“問題”。一方面,教師可以設(shè)定一系列探究性問題,對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)中的引導(dǎo);另一方面,教師可結(jié)合課程內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)探索情境,使學(xué)生在參與過程中能夠針對(duì)遇到的難題向教師請(qǐng)教,并在請(qǐng)教的基礎(chǔ)上開展一系列探究活動(dòng)。因此,探究性實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)提出問題與解決問題的過程,將學(xué)習(xí)模式從被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新精神。
三、在高中化學(xué)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn)的要求
探究性實(shí)驗(yàn)是一種重要的高中化學(xué)教學(xué)模式,可以幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)素養(yǎng)。在進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),教師需明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄啃詥栴},規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程與步驟,引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究,然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與評(píng)價(jià),同時(shí)關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程的安全性與準(zhǔn)確性。只有確保以上各項(xiàng)措施落實(shí)到位,才能充分發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的積極作用。
(一)引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
在實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)之前,教師須精心擬定實(shí)驗(yàn)方案。首先,教師要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙饬x,厘清實(shí)驗(yàn)探究的核心問題與要求。其次,教師要挑選適宜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法,確保實(shí)驗(yàn)既能達(dá)成預(yù)期目標(biāo),又能激發(fā)學(xué)生的興趣與好奇心。再次,教師還需備妥必要的實(shí)驗(yàn)器材與試劑,并核實(shí)實(shí)驗(yàn)室的安全設(shè)施及實(shí)驗(yàn)環(huán)境是否達(dá)標(biāo)。最后,教師需對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的安全教育及實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo),使學(xué)生熟知實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與安全規(guī)范,掌握實(shí)驗(yàn)技巧與操作要領(lǐng)。
(二)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)環(huán)節(jié)
在具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,教師應(yīng)當(dāng)注意下列原則。1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)明確、具體、可量化,讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和目標(biāo)。2. 實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)簡(jiǎn)明扼要、易于理解,讓學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)理解化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)原理。3. 實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)簡(jiǎn)單明了、易于操作,讓學(xué)生能夠獨(dú)立操作、自主探究。4. 實(shí)驗(yàn)要求應(yīng)明確具體、要求嚴(yán)格,讓學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確。5. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)緊密聯(lián)系,讓學(xué)生感受到化學(xué)在日常生活中的應(yīng)用。
(三)引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中獨(dú)立思考
實(shí)驗(yàn)操作是探究性實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié),學(xué)生應(yīng)掌握實(shí)驗(yàn)操作技能,培養(yǎng)化學(xué)素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。首先,教師可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的實(shí)驗(yàn)假設(shè)和預(yù)測(cè)結(jié)果。其次,教師可以讓學(xué)生自主操作實(shí)驗(yàn)器材和試劑,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)該及時(shí)指導(dǎo)和糾正學(xué)生的錯(cuò)誤,引導(dǎo)學(xué)生思考和探究。最后,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論,總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和回顧實(shí)驗(yàn)過程,使學(xué)生形成科學(xué)思維和探究能力。
(四)注重優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)
在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。首先,教師可鼓勵(lì)學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會(huì),展示實(shí)驗(yàn)成果和探究過程。其次,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋,指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮潛力和改進(jìn)不足。最后,教師應(yīng)為學(xué)生提供必要的參考資料和閱讀拓展,引導(dǎo)學(xué)生深入探究化學(xué)知識(shí)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技能,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力水平。
四、在高中化學(xué)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
在高中化學(xué)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),教師需要注意以下幾個(gè)基本方面。1. 安全第一,學(xué)生必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)定,保證實(shí)驗(yàn)過程的安全性。2. 教師應(yīng)該充分準(zhǔn)備,熟悉實(shí)驗(yàn)器材和試劑的使用方法,并提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。3. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,能夠幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí)。4. 探究性問題應(yīng)該是開放性的,能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究,并能夠幫助學(xué)生深入理解化學(xué)知識(shí)。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該客觀準(zhǔn)確,能夠反映實(shí)驗(yàn)過程的真實(shí)情況。
五、在高中化學(xué)教學(xué)中開展探究性實(shí)驗(yàn)的方法
(一)確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄啃詥栴}
在開展探究性實(shí)驗(yàn)之前,教師需要確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄啃詥栴}。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵笇?shí)驗(yàn)的目標(biāo),即要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。探究性問題是指學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要解決的問題,這些問題應(yīng)該是開放的,可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究,而不是僅僅提供答案。只有通過確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄啃詥栴},才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
例如,在教學(xué)“反應(yīng)的速率與限度”這部分內(nèi)容時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菐椭鷮W(xué)生理解“反應(yīng)的速率與限度”的概念和相關(guān)內(nèi)容。為了達(dá)到這個(gè)目的,教師可以設(shè)置具體的探究性問題:“1. 在反應(yīng)體系中添加某種物質(zhì),會(huì)對(duì)反應(yīng)的速率與限度有何影響?2. 改變反應(yīng)體系的溫度、壓力或濃度,會(huì)對(duì)反應(yīng)平衡有何影響?3. 如何通過實(shí)驗(yàn)方法確定關(guān)于‘反應(yīng)的速率與限度’的常數(shù)?”通過這些問題,能夠引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的探究和思考,幫助他們更好地理解和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)。
(二)設(shè)定探究性實(shí)驗(yàn)的具體流程和步驟
在確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞骄啃詥栴}之后,教師需要設(shè)定實(shí)驗(yàn)流程和步驟。實(shí)驗(yàn)流程是指實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程,包括實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作、實(shí)驗(yàn)過程中的操作步驟以及實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)處理和分析。實(shí)驗(yàn)步驟是指實(shí)驗(yàn)過程中需要進(jìn)行的具體操作步驟,應(yīng)該盡可能詳細(xì)和準(zhǔn)確,以保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性。
例如,在教學(xué)“反應(yīng)的速率與限度”的探究性實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以開展反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)限度實(shí)驗(yàn),并設(shè)定具體的實(shí)驗(yàn)流程和步驟。在反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)中,教師可以提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,包括氫氧化鈉、鹽酸、甲酸、硫酸、紅色酚酞指示劑、實(shí)驗(yàn)器材。接著,教師可以制訂實(shí)驗(yàn)步驟。第一步:在實(shí)驗(yàn)器材中加入一定量的鹽酸和氫氧化鈉,控制溫度為25℃。第二步:加入紅色酚酞指示劑,記錄下開始時(shí)的顏色。第三步:用滴管分別加入甲酸和硫酸,記錄下反應(yīng)時(shí)間和顏色的變化。第四步:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算出反應(yīng)速率,并分析影響反應(yīng)速率的因素。
通過以上實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和步驟,學(xué)生不僅能夠更深入地理解反應(yīng)速率的概念,探究影響反應(yīng)速率的因素,如反應(yīng)物濃度、溫度等,還能夠提高實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)探究精神和實(shí)踐能力。
在反應(yīng)限度實(shí)驗(yàn)中,教師可以提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,包含氫氧化鈉、硫酸、酚酞指示劑、實(shí)驗(yàn)器材。接著,教師可以引導(dǎo)學(xué)生按照以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第一步:在實(shí)驗(yàn)器材中加入一定量的氫氧化鈉和硫酸,控制溫度為25℃。第二步:加入酚酞指示劑,記錄下開始時(shí)的顏色。第三步:用滴管逐漸加入硫酸,直至顏色變化為紅色,記錄下加入的硫酸體積。第四步:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算出反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量比,并分析反應(yīng)物的質(zhì)量和體積限度對(duì)反應(yīng)的影響。在實(shí)驗(yàn)步驟的指導(dǎo)下,學(xué)生不僅能夠更準(zhǔn)確地觀察和理解反應(yīng)限度的概念,通過實(shí)際操作和數(shù)據(jù)分析,探究反應(yīng)物質(zhì)量和體積對(duì)反應(yīng)限度的影響,還能培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力,激發(fā)對(duì)化學(xué)知識(shí)的興趣和熱情。
(三)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
在設(shè)定實(shí)驗(yàn)流程和步驟之后,教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)該充分發(fā)揮引導(dǎo)和指導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、記錄、分析和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí),教師還應(yīng)該注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究,鼓勵(lì)學(xué)生提出問題和進(jìn)行討論。
在實(shí)驗(yàn)探究過程中,教師可以采用以下策略。首先,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和記錄,比如要求學(xué)生記錄反應(yīng)體系的顏色、氣體的產(chǎn)生和體積變化等。其次,鼓勵(lì)學(xué)生提出問題和進(jìn)行討論,比如引導(dǎo)學(xué)生就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,讓學(xué)生發(fā)表自己的意見和看法。最后,幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,比如引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析,并進(jìn)行結(jié)果的解釋。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,可以幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)思維方法,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰吞骄磕芰Α?/p>
(四)總結(jié)和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在實(shí)驗(yàn)探究完成之后,教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。教師可以采用以下策略。首先,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納和概括,提煉出實(shí)驗(yàn)中的重要結(jié)論。其次,對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià),比如評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。最后,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和實(shí)用性,比如引導(dǎo)學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中的意義和價(jià)值??偨Y(jié)和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以幫助學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作能力。
綜上所述,探究性實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)舉足輕重的地位,它不僅有助于提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧和實(shí)驗(yàn)思維,還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐設(shè)計(jì)能力。在實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)分析以及總結(jié)等環(huán)節(jié),教師與學(xué)生均應(yīng)關(guān)注細(xì)節(jié),強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全與規(guī)范,以推動(dòng)高中化學(xué)教學(xué)不斷進(jìn)步。
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(責(zé)任編輯:張涵淋)