探究實驗在高中化學教學中的應用

景亞平

高中化學是一門實驗型學科，實驗是化學學科的基礎，大部分化學知識是源于化學實驗得出的具體結論。教師要立足于化學實驗，以化學實驗展開具體的教學活動，讓學生的思維在實驗中獲得提升。因所學化學知識的不同實驗方式也多種多樣，其中探究實驗是教師經(jīng)常使用的方法，不僅能夠讓學生在探究中加深對所學知識的了解，還能讓學生在化學實驗中提升實踐能力與動手能力。學生能夠在探究實驗中進行深度學習，既能對化學原理與化學結論所產(chǎn)生的具體原因產(chǎn)生進一步理解，又能促進個人能力的持續(xù)發(fā)展。本文分析探究實驗的特點和在高中化學教學中應用的意義，提出創(chuàng)設探究實驗情境；開展多媒體實驗教學；歸納與整體化學知識，夯實探究基礎；師生合理分工，協(xié)同完成化學探究實驗的應用建議。

一、探究實驗的特點和在高中化學教學中應用的意義

（一）探究實驗的特點

探究實驗源于探究教學，主要是在具體實踐中激發(fā)學生的探究學習能力、自主性和能動性，讓學生通過自主學習的方式對所學知識進行知識探究。探究實驗的核心為“以生為本”，讓學生在實驗中掌握化學知識，促使自身化學素養(yǎng)得到全面發(fā)展。其中展現(xiàn)的探究實驗特點為以下幾點：

第一，學生在探究實驗中要有一定的自主性。教師要讓學生在探究實驗中對實驗過程進行自主探究與學習，讓學生在自學的過程中嘗試多樣化的實驗，并對實驗結果進行反復驗證與反思，能自主總結實驗過程與結果。第二，探究實驗要具有綜合性特征。化學實驗內(nèi)容涉及的范圍寬廣，包括學生生活、現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及其他社會領域，能讓學生在探究實驗的過程中建立完整的化學體系，并讓學生在具體的實驗操作中提升實踐能力和解題能力。第三，探究實驗組織多樣化。在新課改背景下，教師要讓學生成為化學課堂學習的主體，了解學生之間存在的個體差異，在探究實驗的過程中針對不同的學生因材施教，讓所有學生都能在探究實驗中獲得良好的學習體驗和充足的鍛煉機會。

（二）探究實驗在高中化學教學的主要意義

探究實驗在高中化學教學中應用的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，在探究實驗的過程中，學生能夠在教師的引導下養(yǎng)成良好的學習習慣，并有效激發(fā)自身對化學實驗的探究興趣和積極性。第二，在高中化學探究實驗教學中，能夠擺脫傳統(tǒng)化學教學中死記硬背化學公式以及對其中復雜抽象的化學知識進行照本宣科式的教學，讓學生在實踐中將碎片化的化學知識構建成為整體性化學知識體系，并通過實踐鞏固實驗結論以及課堂所學知識。第三，在新課改背景下，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)成為主要的教學目標。高中化學核心素養(yǎng)包括科學態(tài)度與科學精神。學生在探究實驗中會對實驗過程與實驗結果質(zhì)疑，從而對實驗過程與實驗結果進行不斷創(chuàng)新，養(yǎng)成良好的嚴謹實驗態(tài)度與實驗精神，為培養(yǎng)核心素養(yǎng)打下良好的基礎。第四，探究實驗通常涉及學生提出問題、設計實驗和解決問題等過程，能夠激發(fā)他們的好奇心和主動學習的興趣，使其更愿意深入探究化學知識。第五，探究實驗要求學生在教師的引導下對實驗過程提出假設、進行實驗、分析數(shù)據(jù)和得出結論，能夠培養(yǎng)學生的科學思維要素。學生能夠在實驗探究的過程中學會如何觀察、實驗、記錄和推理，這為未來的化學學習打下了良好的基礎，并對提升化學核心素養(yǎng)起到了極大的作用。第六，學生能夠在化學探究實驗中加深對所學知識的理解，深入地理解和記憶化學概念。學生經(jīng)歷了化學原理探究過程，能將抽象的知識變成實際經(jīng)驗，這有助于知識的深化。第七，學生在探究實驗的過程中通常以團隊合作的形式進行，共同解決問題和進行實驗。這有助于培養(yǎng)學生的團隊合作能力、溝通能力、動手實踐能力。第八，探究實驗通常與現(xiàn)實問題或具體應用情境相關聯(lián)，學生可以通過探究的形式解決實驗中的化學問題，能夠了解到化學在日常生活和生產(chǎn)中的應用，有助于學生將化學知識與實際生活聯(lián)系起來，并將化學知識靈活運用到真實情境中。

二、探究實驗在高中化學教學的策略

（一）創(chuàng)設探究實驗情境

在高中化學教學中，受客觀因素的影響，學生在具體的學習過程中具有明顯的差異化表現(xiàn)，學習積極性不高，影響了最終的學習效果。為提高探究實驗在高中化學中的應用成果，教師要在具體的探究實驗中進行合理切入，并結合具體的教學情況創(chuàng)設合理的教學情境，為學生營造良好的實驗探究氛圍。創(chuàng)設合理的探究實驗情境是調(diào)動學生學習積極性，使其全身心投入實驗操作的有效手段。在具體的探究實驗情境中，學生能夠親身實踐檢驗所學化學知識的有效性，讓自己成為化學學習的主人。并且，教師還要站在學生的立場去分析，使其能夠在探究實驗情境中將所學化學知識與實驗案例進行有效關聯(lián)，理解化學知識的具體應用。

比如，在人教版高中化學必修一第二章《海水中的重要元素——鈉和氯》教學時，教師如果依然采用傳統(tǒng)的教學方法，會導致部分學生難以理解該部分內(nèi)容，難以理解氯氣的相關知識。為此，教師應創(chuàng)設探究實驗情境，具體過程如下：

首先，準備好兩塊有色棉布，一塊棉布是干燥的，另一塊是濕潤的。其次，指導學生將一塊干燥的有色棉布放入裝有氯氣的容器中，觀察有色棉布的變化。然后，再將被水浸濕的棉布放入裝有氯氣的容器，再觀察濕潤有色棉布的變化。靜置一段時間，學生能夠發(fā)現(xiàn)兩塊有色棉布的變化。此時教師提出問題讓學生思考：“為什么氯氣通過濕潤的棉布后，會將有色棉布的顏色變淡，然而氯氣通過干燥的棉布就沒有反應，顏色變淡的原因是否和水分有關系？”學生在動手探究中會對這個問題產(chǎn)生極大的興趣，并且積極上網(wǎng)查找相關資源與翻看化學教材，同時與小組同學交換意見。最終得出結果：“氯氣經(jīng)過濕潤棉布，濕潤有色棉布的顏色會逐漸變淡，主要因為有色棉布被濕潤的作用。”學生會進一步探討氯氣和水產(chǎn)生的化學反應，并對此次實驗學習到的化學知識進行鞏固記憶，對其產(chǎn)生更深刻的認知。學生經(jīng)過探究實驗對氯與水的實驗產(chǎn)生了一定的興趣，并且加深了對化學知識的印象，提高了學習效率。因此，教師應積極創(chuàng)設化學探究情境，充分激發(fā)學生對化學學習的熱情，使其以積極的態(tài)度投入化學學習中。

（二）開展多媒體實驗教學

隨著信息技術的不斷發(fā)展，多媒體信息資源逐漸深入高中化學課堂教學中。化學實驗具有一定的復雜性與危險性，并不是所有的化學實驗都可以在課堂中實施。教師可以合理利用多媒體信息技術手段與化學學科、化學學習內(nèi)容、學生的具體學習情況相結合，設計符合當前學習內(nèi)容的多媒體教學課件，讓學生在豐富的多媒體課件中進行實驗探究，彌補部分化學實驗不能在課堂進行的弊端，同時吸引學生注意力，讓學生全身心投入化學實驗中。

首先，教師可以以微課的形式，向學生展示優(yōu)質(zhì)課程資源，讓學生在線觀看名師授課，學習其他教師獨特的教學方法與探究實驗開展過程。這不僅為學生提供了廣泛的學習機會，還使他們能夠深入研究自己感興趣的化學領域。其次，教師可以通過多媒體技術中的生動性和互動性吸引學生的注意力。教師可以將化學概念以視覺和聲音的形式更生動地呈現(xiàn)出來，激發(fā)學生的好奇心，讓他們更有動力深入學習化學。此外，多媒體還提供了各種有趣的案例和實際應用，將化學聯(lián)系到現(xiàn)實生活，提高了學習的實際性。

比如，在人教版高中化學選修一第一章《化學反應的熱效應》教學時，本節(jié)課知識所涉及的化學物質(zhì)十分豐富，其中一些物質(zhì)如煤炭、石油、天然氣等具有一定的危險性，不適合在課堂中進行實驗教學，但如果教師只讓學生通過死記硬背的形式學習本課知識，則無法實現(xiàn)探究學習。因此，教師需將具體探究實驗內(nèi)容進行仔細研究，并通過多媒體信息技術將實驗內(nèi)容編制成多媒體課件，并與本節(jié)課學習內(nèi)容相結合。教師可以通過多媒體技術向學生展示化學能與熱能轉換的視頻，如，燃氣爐通過燃料和氧氣的化學反應將化學能轉換為熱能，進而讓爐子加熱。學生通過直接觀看多媒體信息資源，能夠深入了解探究實驗過程，掌握實驗操作的要點，同時也降低了化學實驗的危險性。在多媒體演示完畢后，教師應讓學生對化學能轉化為熱能進行交流，探討其中的相關知識。多媒體教學不僅能夠讓學生全身心投入探究實驗的學習過程中，還可以讓其養(yǎng)成探究實驗的良好習慣，為今后的學習打下良好基礎。

（三）歸納與整體化學知識，夯實探究基礎

從學生的學習情況分析發(fā)現(xiàn)，學生歸納與整理知識的能力不足。歸納與整理是化學學習的基礎，學生如果沒有良好的知識歸納總結能力，會影響到他們整體的學習效果。因此，教師不僅要讓學生掌握其中的化學基礎知識，還要培養(yǎng)學生的知識整理歸納能力，讓學生掌握探究實驗中的知識要點，提高其學習效率。

首先，教師應注重在探究實驗中培養(yǎng)學生歸納與整理的能力。部分學生在課上發(fā)言很積極，學習狀態(tài)較好，但因歸納總結能力一般，沒有對所學知識進行整理歸納，導致無法發(fā)現(xiàn)實驗中的問題。因此，教師要指導學生對所學知識進行歸納與整理。比如，教師可以在每次探究實驗后，對重點實驗過程與重點知識點進行歸納整理，并以思維導圖的方式指導學生記憶，提升其知識歸納總結能力。其次，教師也要在有限的探究實驗中給學生留下充分的整理與歸納時間，讓學生能夠通過歸納與總結將知識進行再復習，加深對所學知識的印象，提高學生的化學核心素養(yǎng)。

比如，在化學探究實驗的過程中，學生通常接觸到燒杯、試管、酒精燈、燒瓶等專業(yè)實驗儀器，教師可以在探究實驗結束后，引導學生對化學裝置的具體使用方法進行歸納整理，讓學生認識、了解每種化學實驗設備的具體用法以及使用注意事項。學生在探究的過程中能夠更加深刻地認識到實驗設備的使用方法，也能在加深認識實驗儀器用途的基礎上加深對本節(jié)課探究實驗的理解，起到溫故而知新的作用。

（四）師生合理分工，協(xié)同完成化學探究實

探究實驗能夠讓學生充分發(fā)揮自身主觀能動性，全身心投入化學實驗中。在此過程中，教師要做好引導者，將學生的思路引向正確的路徑。只有這樣才能使其在化學實驗的過程中進行自主探究。探究實驗對學生的要求并不局限于知識理解，還要求學生在探究實驗中發(fā)散化學思維。教師的引導要在探究實驗開始之前，而不是實驗過程中，且過程指導要適度，避免干擾學生原本的實驗思路。因此，教師可以在實驗前讓學生向自己積極提問，讓其充分調(diào)動自身思維，預設實驗可能遇到的問題。

比如，在“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液”這一探究實驗中，師生要合理分工完成化學探究實驗。在實驗的過程中，教師要對學生進行合理分工，并制定好對應的實驗目標。除此之外，教師也要將需要配制的物質(zhì)的量濃度進行詳細講解，避免學生陷入思維誤區(qū)。學生在師生合理分工的指導下，能夠充分發(fā)揮自身能力，在融洽的師生合作氛圍中完成本次探究實驗。

（五）將實驗與化學知識緊密結合

教師帶領學生進行化學探究實驗，首先要對化學教材進行全面探索，將教材中碎片化的知識收集起來，并且思考如何將這種細微的知識點融入探究實驗中，讓學生通過實驗學習知識。同時，教師也要讓學生了解基礎知識和探究實驗之間的關系。大部分習題是以實驗為切入點，考查學生對實驗的了解程度和應用能力，讓其切實掌握實驗和化學知識的關聯(lián)，為其后續(xù)學習打下堅實的基礎。在傳統(tǒng)化學教學中，教師往往先將化學知識傳授給學生，再讓其進行簡單實驗，有時不進行實驗驗證。這樣的做法會使化學知識與具體實驗難以有效關聯(lián)起來，不利于學生化學綜合能力的發(fā)展。為了幫助學生將理論知識與實驗進行更好關聯(lián)，教師可以讓學生進行探究實驗，讓學生在探究實驗中學習化學概念性知識，能夠用實驗驗證理論知識。

比如，在“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”實驗前，教師可以先帶領學生了解溶解、過濾、蒸發(fā)等操作步驟，認識到這些操作在化學提純中的重要性，并向學生展示在此次實驗中可能會出現(xiàn)的問題。雖然這種事前講解會占用一定的課堂時間，但會對探究實驗起到一定的引導作用，使學生更為深入地理解化學知識與化學實驗之間的聯(lián)系，加強理論知識與實驗實踐的聯(lián)系。

三、結束

綜上所述，探究實驗在高中化學教學中的應用具有重要意義。學生不僅能夠深入理解化學原理，掌握實驗操作技能，提高學科素養(yǎng)，還能在探究實驗中激發(fā)學習興趣，主動參與實驗設計和數(shù)據(jù)分析，更好地理解實驗背后的邏輯和原理。教師應積極開展探究實驗，培養(yǎng)其化學思維，使其掌握實驗技能，為其化學能力的發(fā)展奠定堅實的基礎。