高中化學科學探究例談

趙軍芳

摘 要：作為自然科學的化學對于科技發展起著不可低估的作用，它是一門離不開實驗與探究的學科。化學教師應當善于利用多種科學探究環節培養學生多方面的能力，用建構模型的科學探究培養學生空間想象能力，用實驗探究活動培養學生的創新能力，同時不妨設計游戲探究活動培養學生科學的思維方法。

關鍵詞：高中化學；科學探究；能力培養

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）17-0070-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.17.043

在新課程改革中如何讓學生成為課堂真正的主人，教師在課堂中扮演什么樣的角色，怎樣確保在課堂教學中進行開放式的探索學習，這是所有科目老師都要認真考慮和研究的問題。化學學科是一門實踐性很強的學科，需要調動學生學習的主動性積極參與到科學探究中。如何有效地實施高中化學課堂的科學探究是課堂教學是否成功的一個重要衡量標準。通過引導學生進行科學探究，可以幫助學生提高科學的思維方式，加強學習能力，老師應該有意識地通過形式不同內涵不同的科學探究來培訓學生的多種能力。

一、用模型探究培養學生空間想象能力

化學學習離不開想象能力，尤其是對空間的想象能力。具有清晰、明確的想象力能夠幫助學生形象地理解那些抽象的概念和理論，在腦中生動地預言某些化學分子的運動軌跡以及各種微粒子的動態。如果不具備這樣的想象力，或者想象力偏低，不夠清晰，持續時間短，就難以在腦中進行有效的補充，對于化學學習是非常不利的。如何進行模型探究幫助學生培養空間想象力呢？

在學習“苯”的時候，就在化學課上進行了一個探究學習。我們首先分析了這節課的內容，這一節課的內容是在學習了鏈烴分子的結構和性質的基礎上進一步的學習。苯的結構有些特殊，雖然也屬于烴，卻有很大的區別，是和烴類物質具有不同性質的物質，可以說，對于苯的學習，將是對固有知識的一次逆向思維，不是固化，而是顛覆和解構，是一種重新的認識。這樣，我們把這一節課的重點放在了幫助學生理解苯分子結構上。

我們知道，在烷烴分子中存在著碳碳雙鍵和碳碳三鍵，他們可以形成長鏈，而在烯烴、炔烴分子中，如果存在一個碳碳雙鍵，那么就會少兩個氫原子，而如果有一個碳碳三鍵存在就會少四個氫原子。這樣，讓學生依據前面對烴分子結構的學習，學生能夠大概掌握苯的分子式，C6H6。讓學生分組根據苯的分子式畫出苯分子可能具有的結構。這就需要學生調動想象能力，在大腦中進行推演和演化，根據化學的規律和分子運動的規則在可能的領域內進行種種嘗試。用大腦想象的好處是不僅省去進入試驗室的時間和耗材，更能幫助學生鞏固知識，探求新的知識領域。

學生分組畫出苯的分子結構圖，在畫的過程中不僅回味復習了烴類的分子結構，還加深了對有機分子結構的理解，在過程中培養空間想象能力，順利地完成了數字和形象的結合。

二、用實驗探究培養學生創新能力

新課程理論認為，教學的終極目的并不是教會學生教材上已經有的知識，而是通過利用教材教會學生學習的方法、科學探究的方法，養成嚴謹科學的實驗習慣，形成創新能力。創新能力的培養要在多次反復的實驗中獲得。只有重復才是創新的必要前提，沒有扎實的實驗基礎，沒有一次又一次反復的實驗，是不可能突然想出新路子來的。所謂的創新，不過是知道越來越多的錯誤方式，而不得不走向了另辟捷徑的成功。

例如，在進行原電池知識點教學的時候，就是通過實驗來培養學生的創新能力的。這節課的學習是學生第一次接觸電化學知識，我將這個實驗分成4個小實驗，把學生分成了4個小組來進行，同時，為學生加進水果電池的設計，以此來刺激他們的創新能力，培養他們的創新興趣，另外，這樣設計還可以讓這個實驗更加的接地氣，激發他們學習的主動性。

本節課的難點在于幫助學生理解原電池的形成條件。學生對于電極材料、電子定向遷移形成電流的理解十分困難。在學生掌握原電池的形成原理后，讓學生嘗試做一個水果電池。學生在實驗中發現，水果中的酸性物質充當了電解質的作用，同樣能夠發出比較穩定的電流。利用水果讓小燈泡發光，實驗讓學生體驗到了成功，也體驗到科學實驗探究的樂趣，用正面的刺激加深了學生對于科學探索的正面引導。

三、用游戲探究培訓學生科學的思維方法

化學學科的學習需要嚴謹的科學論證精神，需要科學的思維方式。這是任何一門學科必備的學習基礎。通過益智游戲探究，讓學生在化學探究的過程中摸索前進，循序漸進，從而引導學生養成良好的思維習慣，形成科學的思維方法。下面通過一個具體的例子來進行說明。

例如在學習化學鍵的時候，就可以設計一個小游戲，把學生分成小組，每組六人，各組事先準備好一小籃子乒乓球，讓學生自由發揮想象，把乒乓球堆積成具有規則的幾何體。這里強調兩點，一是任何形體，二是要具有規則性。為什么要設計這樣的游戲呢？

我們來分析一下化學鍵的學習，這一節內容的重點是離子鍵，而這些概念和物質卻是學生無法用肉眼觀察到的，也難以想象出來，也就難以理解微觀粒子之間的相互作用。在化學教材上，只有一個演示實驗，就是進行鈉與氯氣的反應，這個實驗并不便于在教室內進行，氯氣為有毒氣體，也不太適合進行分組實驗。所以，這里有必要安排一個科學探究的環節幫助學生更好地理解離子之間的活動狀態。

這個探究環節的設計是讓學生理解微粒子之間的相互作用，學生如果僅僅用堆積的方法，僅僅能堆積出一維和二維的幾何圖形來，但如果想把乒乓球堆積為三維立體結構的形狀，就很難實現。學生們就要求助與膠水、雙面膠，甚至是膠帶這樣的物品來施加某種力使之相互粘連。但無論是哪一種方法，沒有乒乓球的相互作用，就很難實現。學生最終會領悟到這一點，結合氯化鈉的微觀結構圖，他們看到堆積的粒子，很容易會想到剛才的游戲，而明白粒子間存在著某種相互作用，而這也正是要進行探究的離子鍵。

益智游戲的完成和與氯化鈉微觀結構的對比聯想，幫助學生形成了“建立模型理解微觀世界”的科學思維方法，學生會很自然地體會到離子鍵這種用肉眼無法看見、用儀器不能檢測的微觀作用，有效加深了他們對抽象事物的理解，收到了良好的效果。

好的探究活動離不開老師認真的備課，離不開對科學知識的興趣和熟練掌握，當然也離不開一顆探求真理的心。化學老師應當具備老頑童的氣質，對新鮮事物有本能的興趣，才能設計出巧妙有趣的科學探究環節，在課堂中不斷帶領學生向科學的高峰攀登。

參考文獻：

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[2] 楊浩.中學化學教學中“頭腦風暴法”的應用淺探[J].希望月報，2007（6）：56-57.

[責任編輯 齊真]