對高中化學實驗教學培養學生科學探究能力的研究

王永勝

化學是高中學習階段中非常重要的一門課程，而化學實驗教學是高中化學課程的主要構成部分。對學生進行化學實驗教學，能夠促使高中生積極、深入地探究化學知識，并可調動其學習熱情，提高其思維擴張的能力。基于此，教師應該在教學過程中調動實驗教學工作的有效性，通過小組合作、創設情境等方法來提升學生的科學探究能力，幫助學生更加深入地進行化學實驗探究。本文以此為基礎，淺談在高中化學中進行科學探究能力培養的有效策略。

所謂科學探究能力，即針對現象提出問題、進行假設、設計并開展實驗、得出結論、討論交流等的綜合能力。在高中化學教學中，通過實驗教學能在很大程度上提高學生的科學探究能力。這是因為化學本身具備一定的操作性和探索性，只有做到理論教育與實踐教育并重，才可確保學生更深刻地理解相應的化學現象與知識，進而提高學生對化學知識的實踐應用能力。因此，教師在教育教學過程中應該轉變傳統的教學手段和教學方法，關注學生的綜合發展，不以成績為最終目標，而是以學生科學探究能力的培養為教學的主要目標。只有教師轉變思路，才能夠更好地發揮出自身引領者的作用，讓學生體會化學的魅力所在。

一、當前高中化學實驗教學的意義

高中化學是高中眾多科目中最重要的學科之一，對幫助學生理解世界的構成也有著深遠的意義。但是高中化學由于自身學科的特點，本身理論知識具有一定的抽象性，因此很多學生難以理解化學知識。在這種情況下，將化學實驗引入高中化學教學，能夠在很大程度上提高高中生學習化學的熱情，并可增強其對化學知識的理解。通過化學實驗，以具體的現象呈現理論知識，可確保抽象、枯燥的知識更深刻、形象、具體，能夠讓學生通過實際操作實驗來鍛煉自身的學科創意能力。化學實驗一方面可為高中生提供操作實踐的機會，也可讓其正確觀察每個操作步驟后所產生的化學現象，分析相應的化學理論知識，可提升其對化學知識的理解水平;另一方面也是一種有效的學習方法，能夠避免學生的化學學習只是“紙上談兵”。從教師的角度來講，化學實驗能夠引導學生重新認識教學理念，避免單純記憶實驗結論或口頭講出實驗步驟這樣的錯誤實驗教學方法。教師可以將更多的時間交給學生，對學生的自主探究意識不加以限制。除此之外，化學實驗結果的多樣性也讓教師意識到學生不能機械地模仿實驗，而是要在實驗的過程中有自己的理解，一個簡單的問題、一個錯誤的結果都能引發學生的思考，進而加速科學探究的進程。而從學生的角度來講，化學實驗能夠提升學生的實驗操作能力，加強高中化學學科在知識上的廣度和深度擴展。由于學生的學習能力有所差異，因此他們的化學基礎知識理解參差不齊。所以他們在化學學習中常常處于被動地位，不愿意積極地研究化學知識。而化學實驗的引入能夠提升他們的主動性，讓他們通過豐富的實驗結果來激發自身的探究興趣和積極性，此時如果再輔助以小組合作等化學實驗學習模式，學生就能在小組中不斷縮小自身與他人的化學知識差距，并感受到自身對化學這一學科的認知上所存在的偏差或不足。這對提高其化學科學探究能力有著很大的幫助。

二、對高中化學實驗教學培養學生科學探究能力的策略

（一）創設問題情境，激發學生科學探究的興趣

在開展實驗教學活動時，為了有效提升高中生對化學學科知識的探究能力，可采用創設問題情境的方法，對學生產生引導，提高其積極性，并注意引發其認知上的沖突，進而激發學生思考，是十分有效的。解決問題的過程本身就是思考的過程，而根據化學實驗來進行實際的情境創設，能夠讓學生的問題更加具體化和有目的性。具體來說，教師在化學實驗教學中創設的問題情境主要有兩方面：一方面是通過演示實驗創設問題情境，另一方面是通過變動實驗創設問題情境。教師在開展演示實驗的過程中，可以先自己手動操作，然后根據操作后的實驗現象來創設問題情境。比如，為什么會產生這樣的現象？如何解釋實驗中的特殊現象？如果出現了別的現象，那具體是什么原因？都可以成為情境的具體問題。值得注意的是，在演示實驗情境的問題創設時，教師除了可以直接對結果進行提問，還可以制造一些與日常常識沖突的情境引導學生思考。當學生的認知和實驗結果出現矛盾時，學生此時的思考能力將會被進一步激發，他們的科學探究能力也將進一步提升。在此過程中，教師也可以巧妙利用多媒體來演示實驗。利用多媒體，學生能夠看到各種不同的操作狀況下得到的實驗結果，此時學生的思路將被打開，他們的科學探究程度也將更深化。而通過變動實驗創設問題情境，教師首先可以改變實驗的條件或者實驗的操作步驟，然后讓學生仔細觀察所得到的實驗現象差異。在此之后，教師應當以該情境為基礎設計實驗問題，引導學生思考為什么會出現這樣的實驗現象、其原理是什么。學生發現與正常結果不同的實驗現象后，會激發他們的實驗興趣，進而激發他們的探究精神。變動實驗情境創設同樣可以通過多媒體來開展，或者說利用多媒體來開展變動實驗是更加有效的。這是因為很多變動實驗由于條件不足，教師無法在課堂上展示所有的結果。 因此，教師可以通過多媒體來開展，提前從網上搜索該實驗的變動視頻資料，將其制成微課的形式，然后在課堂上為學生播放，以此來創設相應的問題情境。總之，通過問題情境的創設，能夠有效地激發學生的科學探究興趣。

（二）科學設計實驗，強化學生科學探究的過程

化學實驗教學對學生的創新能力和探究能力都有著積極的作用，但是單純讓學生對照教材進行機械的實驗效果是很差的，因此教師要科學地設計實驗，讓學生通過親手操作將知識主動地轉化為探究能力。具體來說，教師應該先積極探究教材，結合當前學生的化學能力和化學實驗能力，找到學生在當前化學實驗中所涉及的薄弱之處。接下來教師在實驗設計中要結合具體的教學內容和學生個體差異，進行適宜的指導。為了培養學生的科學探究能力，教師還應該對操作內容的規范進行設計。教師應該積極結合教材上規范化的實驗操作，結合學生當前的時間和學習掌握情況，將一個化學實驗進行拆分合作實驗，或者將多個有聯系的化學實驗整合為整體實驗。比如，一個化學實驗可以得到氧氣，而另一個化學實驗正是要利用所得的氧氣進行開展，那么教師就可以將這兩個實驗進行有機整合。通過這樣的科學實驗設計，可以強化學生的思考能力，也可以保證學生實驗環節環環相扣，降低出錯的概率。不僅如此，教師還可以設計課外實驗，讓學生根據教師所規定的實驗設計在家里操作化學實驗作業。除了以上環節，教師也需要結合自身的教學進程以及學生的理解情況，優化教材實驗的內容。對于部分在教材上內容過于寬泛，難以得到具體的實驗結果驗證，教師可以結合學生的日常以及當前化學知識的優先次序，對實驗進行細化設計，使之滿足學生的探究能力和興趣。

（三）豐富教學方式，引導學生進行科學探究

為了進一步滿足高中化學實驗靈活、趣味教學的需求，教師還可以通過豐富教學方法的方式來進行教學引導。對于化學實驗來說最好的教學方式就是小組合作探究學習。很多化學實驗本來就需要多個人一起進行，分工明確才能得到最好的結果。因此，教師應該對教學的方法進行優化，可采用分組教學模式，將學生根據人數、實驗探究需求分成人數相當的若干個小組，每組成員必須包括操作者、記錄者、組織者。每個小組需要以團隊的方式完成系列的實驗探究，通過分工，分別完成資料查閱、討論、結果記錄、交流反思等內容。這樣的教學方法，不僅能夠引導學生積極拓展自身思維，還有利于他們互相之間取長補短，在實驗和交流中培養他們的信息搜索能力、假設能力和實驗操作能力。除此之外，教師還可以選擇將化學實驗與學生的日常生活結合起來，以此來豐富實驗教學。教師可以根據開展化學實驗的具體內容，選擇日常生活中相關的化學問題作為實驗教學的主題，主要起到調動學生積極性的作用。而后則需要利用多媒體、問題等創設實驗情境，讓學生融入化學教學之中，以此來提升學生的想象力和創造力。在此過程中，教師還可以教導學生如何在生活中運用簡單的化學實驗解決實際問題，而這一切都是需要教師通過化學實驗教學來開展的。總而言之，采用豐富多樣的教學方法，能夠有效激發學生的熱情，并調動其思維，對提高實驗教學效果有顯著意義。

（四）完善實驗評價，培養學生實驗的創新意識

在化學實驗開展結束后，教師還要通過完善實驗教學評價來培養學生的科學探究能力。教師首先需要確保評價主體的豐富、多元，應該避免傳統僅以教師一人為主的評價模式，還需要納入學生互相評價以及學生自評的內容，進而促使學生充分認知自身探究能力。另外，在評價內容上，應該力求全面，不可單純地以學生是否得到實驗結果作為評價的基準，而是應該關注學生的實驗過程，包括收集資料的能力、實驗操作的能力和假設的能力等。其重點是教師要通過這樣的評價，讓學生反思自己，以此來為下一次實驗教學打好基礎，并在反思中提升創新意識。

總而言之，科學探究能力是學生發展的重要基礎，故有必要充分利用高中化學實驗教學強化對學生探究能力的培養。這不僅符合新課改的教育要求，還對開發學生的創新性思維有著積極的作用。學生科學探究能力提升之后，不再將目光聚焦于如何得到優秀的分數上，而是著重于提升自身的化學綜合實力，為今后的學習奠定良好的基礎。而教師也應該更加科學、合理地設計實驗方法，為高中生創建適宜探究的環境，調動高中生學習化學的主觀能動性，進而將學生培養成全面發展的高素質人才。