探究式學習在高中化學教學中的應用

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

化學作為一門實驗性學科，其教學過程中融入探究式學習方法具有重要意義.探究式學習強調以學生為中心，通過提出問題、收集信息、分析數(shù)據(jù)和得出結論等過程，培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新思維.在高中化學教學中應用探究式學習，不僅能激發(fā)學生的學習興趣，還能培養(yǎng)他們的實踐能力和環(huán)境保護意識.本文以蘇教版高中化學必修第一冊專題4“硫與環(huán)境保護”為例，探討探究式學習在高中化學教學中的具體應用策略和成效，

1探究式學習在化學教學中的理論基礎

1.1 探究式學習的內涵與特點

探究式學習是一種以學生為中心的教學方法，強調通過實踐、發(fā)現(xiàn)和思考來獲取知識和技能[1]，其核心在于引導學生主動參與學習過程，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力.在探究式學習中，學生扮演著知識探索者的角色，通過提出問題、設計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結果和得出結論等步驟，逐步構建自己的知識體系.這種學習方式不僅能夠激發(fā)學生的好奇心和學習興趣，還能培養(yǎng)其自主學習能力和創(chuàng)新精神.探究式學習的特點包括問題導向、過程體驗、合作交流和反思評價.鼓勵學生在真實情境中探索未知，通過親身體驗來理解抽象概念，并在小組合作中學會溝通和團隊協(xié)作.

1.2 探究式學習與化學學科的契合點

化學作為一門實驗科學，其本質就是通過觀察、實驗和推理來探究物質的性質、結構和變化規(guī)律.探究式學習方法與化學學科的這一特性高度吻合，能夠幫助學生更好地理解和掌握化學知識.在化學教學中應用探究式學習，可以讓學生親身體驗科學探究的過程，從而深人理解化學概念和原理.例如，在研究化學反應時，學生可以通過設計和進行實驗來探索影響反應速率的因素，從而增強對動力學知識的深刻理解.

2 “硫與環(huán)境保護”單元的探究式教學設計

2.1 教學目標的制定

在制定“硫與環(huán)境保護”單元的教學目標時，需要綜合考慮知識、能力和情感態(tài)度價值觀三個維度.知識目標包括理解硫的性質、化合物及其在環(huán)境中的作用，掌握硫的氧化物與酸雨形成的關系以及相關的環(huán)境保護措施.能力目標強調培養(yǎng)學生的科學探究能力，包括觀察、實驗、數(shù)據(jù)分析和推理等技能，同時提升學生解決實際環(huán)境問題的能力.情感態(tài)度價值觀目標則著重培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識和社會責任感，使其認識到化學知識在解決環(huán)境問題中的重要性

2.2 探究活動的設計與實施

探究活動的設計與實施是“硫與環(huán)境保護”單元教學的核心環(huán)節(jié).教師可以圍繞硫及其化合物的性質、酸雨的形成機理、環(huán)境保護措施等主題設計一系列探究活動.例如，設計實驗探究二氧化硫的性質及其與水的作用，模擬酸雨的形成過程；組織學生調查本地區(qū)的空氣質量和酸雨情況，分析硫化物排放與環(huán)境影響的關系；開展小組項目，研究減少硫化物排放的技術方案.在實施過程中，教師應充分發(fā)揮引導和支持的作用，鼓勵學生自主設計實驗方案、收集和分析數(shù)據(jù)、進行小組討論和成果展示.

2.3 評價方式的創(chuàng)新

針對“硫與環(huán)境保護”單元，教師可以采用多元化的評價方式，注重過程性評價和終結性評價的結合.過程性評價包括學生的實驗操作技能、數(shù)據(jù)收集和分析能力、小組合作表現(xiàn)等方面，可通過觀察記錄、實驗報告、同伴互評等方式進行.終結性評價則采用項目成果展示、環(huán)保方案設計等形式，評估學生對知識的綜合運用能力和創(chuàng)新思維.評價標準的制定應體現(xiàn)探究過程的重要性，不僅關注結果的正確性，更要重視學生在探究過程中的思維方法、問題解決能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng).

3 探究式學習在“硫與環(huán)境保護”單元中的具體應用

3.1 問題導向：激發(fā)學習興趣

在課程開始時，教師展示一張被酸雨侵蝕的石灰?guī)r建筑照片，提出問題：為什么有些古建筑表面會出現(xiàn)被腐蝕的痕跡？

這個問題直接關聯(lián)到學生的生活經(jīng)驗和文化保護議題，能夠激發(fā)他們的好奇心.教師引導學生思考酸雨的成因、組成及其對環(huán)境的影響.學生將提出各種假設，如“雨水中含有腐蝕性物質”或“空氣污染導致雨水變酸”等.問題的設置為后續(xù)的實驗探究和數(shù)據(jù)分析奠定基礎，使學生帶著疑問和探究欲望

進入學習過程

3.2 實驗探究：培養(yǎng)實踐能力

基于前述問題，設計一個模擬酸雨形成及其影響的綜合實驗.實驗分為兩個部分：

（1）酸雨的形成：學生在密閉容器中燃燒少量硫粉，觀察產(chǎn)生的氣體（二氧化硫）溶于水后的 ΔpH 變化，模擬酸雨形成過程.

酸雨形成過程的化學反應可以通過以下步驟和化學方程式來表示：

① 硫的燃燒生成二氧化硫： （號② 二氧化硫溶于水形成亞硫酸：SO₂+H₂0?H₂SO₃. ③ 二氧化硫在空氣中被進一步氧化成三氧化硫：2SO₂+O₂=2SO₃. （204④ 三氧化硫與水反應生成硫酸：SO₃+H₂O?H₂SO₄. （20⑤ 硫酸在水中電離產(chǎn)生氫離子，導致 pH 值降低： （2）酸雨對建筑材料的影響：準備幾塊不同材質的石塊（如大理石、花崗巖），分別滴加普通水和模擬酸雨的溶液，觀察反應情況，

在酸雨對建筑材料影響的實驗中，不同材質的石塊會呈現(xiàn)出不同的反應.以下是主要建筑材料與酸雨作用的化學方程式：

① 大理石（主要成分為 CaCO₃ ）：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑. ② 石灰石（主要成分為 CaCO₃ ）：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑. （20③ 砂巖（主要成分為 SiO₂ ）：CaCO₃ （膠結物） +2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑ ④ 花崗巖（主要成分為石英、長石和云母）：KAISi₃0₈ （鉀長石） +H₄SiO₄+SiO₂. ⑤ 混凝土（主要成分為水泥和骨料）：Ca（OH）₂+2H⁺=Ca²⁺+2H₂O. ⑥ 金屬構件：（204號 Fe+2H⁺=He²⁺+H₂↑.

（鐵銹）

3.3 數(shù)據(jù)分析：提升思維品質

在實驗過程中，要求學生詳細記錄數(shù)據(jù)，包括：

（1）不同濃度二氧化硫溶液的 pH 值；（2）不同建筑材料與酸雨作用的反應速度和程度.

學生需要將這些數(shù)據(jù)整理成表格和圖表，如二氧化硫濃度與pH值的關系曲線等.通過數(shù)據(jù)分析，學生可以探討二氧化硫濃度與酸雨 ΔpH 值的關系，比較不同材料對酸雨的敏感程度，從而提升數(shù)據(jù)處理和邏輯推理能力

3.4 環(huán)境聯(lián)系：增強社會責任感

為了將實驗結果與現(xiàn)實環(huán)境問題聯(lián)系起來，組織學生進行以下活動.

調查本地區(qū)的降水pH值：收集當?shù)貧庀蟛块T的降水pH值數(shù)據(jù)，分析其與工業(yè)活動的關聯(lián).

（1）實地考察：參觀當?shù)氐墓I(yè)園區(qū)或電廠，了解他們采取的脫硫措施；（2）社會調查：采訪當?shù)鼐用瘢私馑麄儗諝赓|量和酸雨問題的認知和看法；（3）方案設計：基于實驗結果和調查發(fā)現(xiàn)，小組討論并設計一個減少酸雨影響的方案，

最后，組織班級討論或展示會，讓學生分享他們的發(fā)現(xiàn)和建議，進一步深化對“硫與環(huán)境保護”主題的理解.

4探究式學習的教學成效分析

4.1學生化學學習興趣的提升

通過設計生動的問題情境，如展示被酸雨侵蝕的建筑照片，激發(fā)學生的好奇心和探究欲望.在模擬酸雨形成的實驗中，學生親身參與科學發(fā)現(xiàn)的過程，從觀察硫的燃燒到測量溶液的pH值變化，每個步驟都充滿了新奇感和成就感.這種親身體驗使抽象的化學概念變得具體可感，學生不再將化學知識視為枯燥的理論，而是能夠將其與日常生活緊密聯(lián)系.

在小組討論和成果展示環(huán)節(jié)，學生能夠表達自己的想法，分享發(fā)現(xiàn)的喜悅，這種互動式學習進一步增強了他們對化學學習的熱情

4.2 科學探究能力的增強

在“硫與環(huán)境保護”單元的學習過程中，學生的科學探究能力得到了全面的鍛煉和提升.通過設計和實施模擬酸雨形成的實驗，學生學會了如何提出科學問題、設計實驗方案、控制變量、收集和分析數(shù)據(jù).在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，學生學會了使用圖表來直觀展示實驗結果，如繪制二氧化硫濃度與 pH 值的關系曲線.這些經(jīng)歷不僅增強了學生的實驗操作技能，還鍛煉了他們的邏輯思維和批判性思考能力，

4.3 環(huán)境保護意識的提高

通過親身參與模擬酸雨形成及其影響的實驗，學生直觀地認識到了大氣污染對環(huán)境的危害.在觀察酸雨對建筑材料的影響過程中，學生深刻體會到環(huán)境問題的嚴重性和復雜性.通過實地考察當?shù)毓I(yè)園區(qū)或電廠的脫硫設施，學生了解了環(huán)境保護措施的實際應用，認識到科技在解決環(huán)境問題中的重要作用.通過社會調查活動，學生將環(huán)境問題與社會現(xiàn)實緊密聯(lián)系起來，增強了環(huán)境保護的責任感.在設計減少酸雨影響的方案時，學生不僅運用了所學知識，還培養(yǎng)了解決實際環(huán)境問題的能力.

5 結束語

在“硫與環(huán)境保護”單元的實踐中，展現(xiàn)了探究式學習在提升學生化學學習興趣、科學探究能力和環(huán)境保護意識方面的顯著成效.通過設計問題導向、實驗探究、數(shù)據(jù)分析和環(huán)境聯(lián)系等教學活動，有效解決了傳統(tǒng)教學中學生參與度不足、實踐能力欠缺等問題.未來，探究式學習在高中化學教學中的應用還需進一步優(yōu)化，包括開發(fā)更多符合探究式學習理念的教學資源、完善相應的評價體系，以及加強對教師的專業(yè)培訓.

參考文獻：

[1］田子兵.高中化學探究式教學的設計原則與實踐策略[J].新課程研究，2024（05）：38-40.

[責任編輯：孫美齊]