化學教學中如何培養學生的科學探究能力

摘要：化學教學肩負著培養創新人才的使命，科學探究是新課程倡導的一種重要的學習方式，培養學生善于質疑、勤于思考、團結合作、嚴謹求實、勇于創新、不斷實踐的科學精神，嚴肅認真的科學態度和克服困難的意志品質，使他們在化學學習中形成科學態度，汲取科學方法，提高科學素養，為終身學習和研究打下堅實基礎。

關鍵詞：新課程改革；新課程標準；科學探究；內容設計；基本步驟；教學建議；注意問題

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）02-0110

一、培養學生科學探究能力的重要意義

《化學課程標準》提出，在課堂教學中引入科學探究來轉變學生的學習方式，從而全面提高學生的科學素養，達到提高全體公民整體素質的目的。突破了學科本位，重視社會、學生發展的需求，教給學生在用化學知識解決生產生活實際問題時應有的觀察視野，思考角度和解決問題的策略，提供開放和主動思考的空間，讓學生發現和提出問題，發表自己的見解，培養學生以辯證的觀點認識科學技術與社會的問題。強調學生走進化學實驗室的重要意義，引導學生主動參與探究活動，通過探究活動和合作學習，獲取知識，同時受到科學價值觀，方法觀的教育，并發展自己的個性。

二、高中化學必修教材中科學探究的內容設計

根據新課程標準的要求，高中化學必修模塊（人教版）教材中創設了多種積極探究的教學情況，激發了學生的探究欲望，引導學生積極參與和體驗探究過程。教科書中涉及的多種不同類型的科學探究過程，蘊含了多種科學方法，有助于提高學生適應未來社會生存和發展所必備的科學素養。

三、培養學生科學探究能力的基本步驟

《新課程標準》指出義務教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。它涉及提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等要素。因此，科學探究一般包括以下六個基本程序。

當然，針對不同的科學探究，程序也可以變動，不能教條。

四、高中化學必修教材中科學探究教學建議

1. 對化學基本理論的探究

在對所研究的事物或現象未知情況下，根據已有的認知，在觀察和實驗的基礎上，通過對化學事實和現象的歸納類比，作出判斷性的解釋或說明，這就是化學中的假說。事實上，在化學發展史上，化學理論的形成發展就是化學假說不斷被提出、證實和證偽的過程，例如在探究物質摩爾體積與其狀態的關系時（必修1），首先讓學生計算1mol固體或液體物質的體積，1mol Fe，V=7.106cm3 ；1molAl， V=9.933 cm3；1molH2O：V=18.036 cm3；1mol H2SO4：V=55.552 cm3。分析其體積差異之后，再讓學生回憶初中已學過的電解H2O的實驗，從生成物氣體體積的感性認識出發，結合計算和理論推算，進行思考和討論，引導學生從反應物生成物的質量和摩爾質量推算出H2和O2物質的量之比，從而得出影響物質體積的因素和探究一定條件下相同物質的量的氣體的體積特點等。這種探究更重要的是對化學事實和現象進行歸納，作出合理的判斷性的解釋。

2. 對物質性質的探究

對物質性質進行探究，必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎上，大膽猜想，細心論證，脫離了元素化合物知識孤立地看探究問題是不是科學的，只有靈活運用已有的元素化合物知識，就能變科學探究性實驗為驗證性實驗，使復雜問題簡單化。

3. 對實驗裝置或方案的探究

對實驗方案的探究，首先要確定實驗目的和要求。然后結合問題運用有關化學知識和實驗技能對實驗的儀器、步驟、方法進行逐步分析研究。最后實驗裝置要簡易，操作必須安全可行，效果明顯。

例如《必修2》第二章第二節《化學能與電能》一節教學中，首先讓學生明確電力在當今社會的重要性，通過分析火力發電的原理、利與弊以及燃燒的氧化還原本質及其體系能量的變化，引導學生建立新思路，提出新的探究任務：能否將化學能直接轉化為電能？怎樣才能實現這個轉化？接著提問：要想使氧化還原反應釋放的能量不通過熱能而直接轉化為電能，要設計怎樣的一個裝置？（以鋅與稀硫酸反應為例），圍繞這個問題，先引導學生思考以下問題：①反應中哪種物質失去電子，哪種物質得到電子？②鋅是通過什么途徑將電子轉移給溶液中的氫離子？③想什么辦法使鋅與氫離子分開，不讓氫離子在鋅表面得到電子？④如果用導線將鋅片與銅片連接，再平行插入同一盛有稀硫酸的燒杯中，推測氫離子到哪里得電子？導線中有無電流？如何知道導線中有電流？

針對教師提出的問題，學生各抒己見，熱烈討論，大膽地推測、猜想，討論和交流，并畫出自己設計的實驗裝置圖，進而動手實驗探究，通過創設問題情境。實現了從“化學能→熱能→機械能→電能”的思維模式向“將化學能直接轉化為電能”的新思維模式的轉換，同時形成了高效利用燃料，不浪費能源，積極開發高能清潔燃料的意識，激發了學生科學探究的興趣。

4. 科學探究教學中應注意的問題

“科學探究”教學屬于研究性學習的范疇，而不是對科學前沿問題的探究與解決，因此不能神話為科學家的探究。化學實驗是“科學探究”教學的重要手段之一，但它并不能涵蓋整個教學過程，更不能以學生實驗代替。既要防止為節省教學時間把教學過程變成教師包辦學生做，又要防止過分強調學生主體，忽視教師主導的現象，使探究活動成了學生的“自主活動”，造成無序狀態。教師要對每節課的教學內容、教學活動進行精心設計，防止預設不足，在生成環節上掌握失度，造成無序狀態。“科學探究”教學不可能有一個一成不變的固定模式，其教學模式不可能千篇一律。

總之，作為教師，我們在引導學生進行“科學探究”的過程，只有處理好繼承與創新的關系，把握好“科學探究”的度，才能把新的教學理念融入到課程的改革實踐中，才能使“科學探究”向有益于培養學生的科學素養的方向發展。

（作者單位：陜西省安康中學 725000）