運用實驗探究提高學生化學素養

【摘 要】實驗探究是化學學習的重要方式，也是高中化學課程的重要內容。依托教材，深度挖掘和開發實驗探究資源，注重探究實驗設計的梯度、深度、廣度。通過探究培養學生實驗能力、新情境下準確提取并快速處理信息能力，嚴密的邏輯思維推理能力，得出合理結論的能力及科學的質疑精神等學科素養。

【關鍵詞】實驗；探究；化學素養

傳統課堂教學中教師注重知識的傳授，忽視了學生的主動性和創新性?；瘜W是一門以實驗為基礎的自然科學。從實驗入手，依托教材，精心設計各類探究實驗，讓學生在探究過程中構建并發展基礎知識，培養學生的實驗能力、分析問題解決的能力及科學的質疑精神。

探究式實驗圍繞實驗問題展開，創設問題情境及問題設計梯度、深度、廣度對于實現培養學生學科素養至關重要。下面，以三個教學情境為例談談如何拓寬教學思路，發展學生能力。

一、利用實驗探究學習新知識

1.知識構建型的實驗探究

知識構建型實驗探究以實驗為載體，內容取向圍繞課本基礎知識，深度挖掘教材，設計一系列探究活動使學生構建出系統的基礎知識，并立足于學生的能力發展，提高學生學習的遷移能力。

以電解池一節的教學為例。先從學生熟悉的電解水切入課堂教學，收集產物，分別進行驗證產物為氫氣和氧氣，在此實驗基礎上，展開電解池基礎知識——電解基本概念、定義、反應條件、電極反應、電解結果的教學。隨后，電解氯化銅溶液，觀察、收集產物并驗證，陰極產物為附著在電極上的紅色的銅，陽極為能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍色的氯氣。教師提出問題，產物為什么發生了變化。學生提出，陽極失電子能力氯離子>氫氧根離子，陰極得電子能力銅離子>氫離子。學生分組完成實驗，電解硫酸鐵溶液，體會放電順序。在學生分組完成后的溶液中滴加K2CrO7溶液，觀察實驗現象，分析現象成因。通過這組實驗探究，學生系統的掌握了電解池基本知識，并知道電解在工業上的通常用來制純度高的金屬及環境保護。

2.影響化學實驗因素的探究

影響化學實驗因素的探究以控制變量法為基礎，在影響化學反應速率和平衡的因素一節運用廣泛。

例如選修四第二章影響化學反應速率的因素，學生設計實驗探究濃度/溫度/催化劑對化學反應速率的影響。學生設計實驗：用控制變量法，取草酸濃度為變量，用過量的草酸與酸性高錳酸鉀反應，記錄褪色時間，得到實驗結論。實驗過程中，有學生觀察到，高錳酸鉀開始褪色較慢，而后褪色較快，而反應物濃度是隨著反應的進行逐漸減小的。學生分析并假設：①該反應是一個放熱反應，反應溫度升高，反應速率加快；②該反應是一個自催化反應，反應產物會催化反應的進行，隨著該產物增多，化學反應速率加快。學生進一步分析并實驗：假設一可以通過升高溫度至原實驗結束時溫度或高于原實驗結束時溫度，觀察褪色時間驗證，實驗發現褪色明顯慢于原實驗后階段褪色速率，說明溫度并非高錳酸鉀褪色先慢后快的主要因素；假設二取兩組試驗進行對照，其中一組不加催化劑，另外一組加入催化劑硫酸錳，加入催化劑實驗組高錳酸鉀實驗伊始即褪色較快，說明該實驗是一個自催化反應，實驗中產生的二價錳離子是實驗先慢后快的主要原因。通過以上一些實驗探究活動，學生更好地掌握了影響化學反應速率的因素相關知識點，并通過層次性系統性的探究活動，層層深入，增強了學生的邏輯深度。

二、利用實驗探究進行知識的綜合運用

利用實驗探究進行知識的綜合運用取材于教材，注重創新，在教材實驗/演示實驗及學生現有知識的基礎上綜合創新，是對教材的升華。主要考察學生新情境下準確提取并快速處理信息能力，嚴密的邏輯思維推理能力，得出合理結論的能力等。

以測定實驗室長期放置的亞硫酸鈉固體的純度為例。請學生分組設計實驗完成純度測定。學生分析：①選擇硫酸根的為實驗對象，加入稀鹽酸酸化的氯化鋇溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量并計算；②選擇亞硫酸根為實驗對象，用酸性高錳酸鉀滴定，記錄消耗高錳酸鉀的體積并計算；③選擇硫酸根和亞硫酸根為實驗對象，加入氯化鋇溶液，過濾過濾、洗滌、干燥、稱量并計算。在學生分析的基礎上，教師引導學生回顧沉淀的洗滌、干燥，氧化還原滴定的操作及指導學生進行實驗相關計算。

取于教材、高于教材是近年來化學試題編制的一大特點。綜合實驗題越來越注重學生能力的考察。學生如何將已有的知識快速遷移到新情境中，準確處理實驗數據及圖表，解決問題非一日之功。新課程背景下，需要在教師與學生在教與學中熟練掌握實驗基礎，經歷科學探究過程，培養良好的學科素養。

參考文獻：

[1]王祖皓.化學課程標準修訂：依據和視角[J].基礎教育課程，2012（01）.

[2]孫躍枝，郭瑞霞.提升化學實驗能力的探究[J].中學化學教學參考，2014.

作者簡介：

向莉莉（1981.11～ ），女，漢，江西萍鄉人，本科，中教一級，研究方向：高中化學。