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摘要:作為一門以實驗為基礎的自然學科,化學課程的知識教學主要是通過實驗教學來完成的,可以更好地幫助學生學習科學知識和科學方法,促進學生科學能力、科學思想和科學品質的發展,激發學生對化學科學的興趣。因此,在新課程改革的背景下,高中化學教師要加強對探究性實驗教學的探索,利用探究性實驗豐富學生的化學學習經歷,促進學生化學核心素養的有效發展,促進高中化學教學質量的全面提高。
關鍵詞:高中化學;探究性實驗;教學探索
化學實驗是指通過一定的實踐手段,在特定的實驗條件下,讓物質發生化學反應,從而獲得各種化學實驗,化學教學的形成和發展與實驗教學是密不可分的,立足于實驗開展教學是化學教學的根本。在高中化學教學的過程中,教師要形成開拓進取的教育思想,認識到實驗教學對學生成長的重要性,改變傳統教學中探究性實驗教學不足的問題,結合高中階段學生的認知特點來采取適合的探究性實驗教學,增強學生在實驗活動中的參與性,使學生產生更加濃厚的實驗學習興趣,從而提高高中化學教學的整體質量,使學生獲得化學學科核心素養的發展。
一、高中化學探究性實驗教學的意義
培養學生的創新精神。探究性實驗教學強調讓學生在一定的問題情境當中發現問題,并且設計合理的手段去驗證問題,進而使學生掌握科學的真相,而通過這個過程,可以讓學生逐漸養成自主探究的習慣,進而促進學生自主創新能力的發展,并且增強學生的化學實踐能力。激發學生的化學學習興趣。興趣是一種特殊的意識傾向,大多數的認識都是建立在興趣之上的,往往興趣越強烈,認知也會更加深刻,因此,激發學生的學習興趣是取得教學成功的關鍵所在。而在高中化學探究性實驗教學的過程中,可以讓學生與奇妙的化學現象進行直觀的接觸,從而大大激發學生對實驗的興趣。滿足不同層次學生的化學學習需求。由于教育資源、學生認知水平等原因,學生之間往往具有差異性,而科學合理的教學是要能夠滿足不同層次學生的實際需求的,讓每一個學生都可以并且樂于主動地參與到學習活動中來,而在高中化學探究性實驗教學中,每一個學生都可以找到適合自己的實驗探究方法,展開具有難度梯度的實驗探究方案,如此,就能夠使教學滿足學生的需求,并且鍛煉學生的自主探究能力,又不打擊學生化學學習的積極性。
(一)實驗裝置的改進
在實驗探究的過程中,教師或者教材往往會對實驗裝置進行限制,讓學生按照固定的方式來進行裝置的組裝,但是這樣的方法并不利于學生探究精神的發展,限制了學生創造性思維的發展。因此,在高中化學教學過程中,教師要首先對實驗裝置進行改進。一方面,教師要鼓勵學生自主對實驗裝置進行改進,讓學生學會利用實驗的目標和藥品的特點來進行裝置的適當改變,從而提高學生的自主創造力,另一方面,教師也要主動地完成教材實驗裝置的改造,優化原實驗裝置中存在著的問題,從而提高探究性實驗教學的質量。比如,在教學“化學能與電能”這一節內容時,按照傳統的方法,是將兩個實驗放在一起的,但是會出現鋅片上產生大量氣泡、銅片上氣泡不明顯的問題,因此,在改進的過程中,教師可以使用分割實驗的方式,讓鋅片和銅片上的實驗現象都可以明顯地表現出來。首先,教師可以用帶有夾子的鐵架臺將兩支試管固定起來,然后分別將同濃度的硫酸添加到兩支試管當中去,并且也在其中分別放入鋅片和銅片,在裝置基本搭建好了之后,教師再打開兩支試管之間的止水夾,讓兩個試管當中的液體發生流通,再讓學生觀察兩個試管當中鋅片和銅片所發生的反應。如此,實驗的現象會更加明顯,幫助學生更加深刻地理解原電池的反應原理,促進學生對教學內容的掌握。又如,在教學“氨硝酸硫酸”這一節內容時,為了讓學生掌握濃硫酸的脫水性,教師需要引導學生去掌握黑面包的實驗,但是,這個實驗具有較強的污染性,會產生大量的二氧化硫氣體,因此,在實際的教學過程中,教師可以對實驗裝置進行改善,將原本使用到的燒杯換成玻璃飲料瓶,并且在蓋子上開一個小孔,用鐵絲作為攪拌棒,并且在玻璃瓶蓋上扎一些小孔,放上脫脂棉。這樣,實驗就可以在安全的環境下進行,確保實驗的安全性,學生不僅可以掌握必要的知識,而且可以形成創新的實驗精神。總之,在高中化學實驗教學的過程中,教師要加強對實驗裝置的改進,引起學生對實驗環境的思考,讓學生可以在更加科學的環境下進行實驗探究,促進學生創新精神和實驗學習興趣的有效發展。
(二)實驗藥品的改進
實驗藥品是學生在實驗過程中所操作的主要內容,但是在過去的高中化學探究性實驗教學中,學生對實驗藥品的利用方式往往比較單一,因此,在高中化學教學過程中,教師要逐漸改善學生對實驗藥品的單一利用心理,鼓勵學生根據實驗的目標,在遵循安全性、科學性、創新性和發展性的基礎之上,多元化地利用實驗藥品,從而發展學生的創造性思維,使學生獲得思維上的開闊性成長。比如,在教學“幾種重要的金屬化合物”這一節內容中關于鈉的知識時,需要學生了解“鈉的燃燒”的實驗,而從理論上,鈉的燃燒產生的是淡黃色固體,但是在實際的操作過程中,學生觀察到的實驗現象往往是黑色的雜質,從而導致實驗教學效果不理想。因此,在實際的教學過程中,教師可以引導學生思考導致實驗現象不理想的原因,并且鼓勵學生根據原因找到有效的解決方案。通過分析,可以發現黑色雜質產生的原因是金屬鈉在保存的過程中沾上了煤油,從而在燃燒中出現了黑色物質,那么根據這個原因,學生很容易可以想到可以使用其他物質來保存金屬鈉,從而讓學生去嘗試利用其他藥品來進行實驗探究。又如,在教學“來自石油和煤的兩種基本化工原料”這一節內容時,針對石蠟油分解這一實驗,由于實驗消耗的時間比較長和實驗現象不明顯的原因,教師經常會用視頻教學來替代實踐教學,導致學生實驗參與感不足的問題,對此,在實際的教學中,教師可以使用改變催化劑的方法來改善原實驗方案,用二氧化錳和石蠟油混合的方法來提高實驗速率,大大縮短實驗的時間,讓學生可以在有限的時間內完成實驗探究,提高化學實驗教學的效率。總之,在實際的教學過程中,教師要本著創新、發展和學生自主的基本原則,對實驗藥品進行合理的改進,有效提高教學效率。
(三)實驗教學手段的改進
隨著教育改革的深入進行,教師對教學方法也需要進行有效的改進,更加注重提高學生的參與感,使學生可以全身心地投入到學習活動中來,獲得自主學習能力上的提高。因此,在高中化學探究性實驗教學中,教師也要對實驗教學的手段進行改進,豐富實驗教學的內容和形式,加強網絡技術和計算機手段在實驗中的應用,并且合理地開發傳感器等新的器件參與等,從而促進高中化學實驗教學的不斷更新。比如,在教學“富集在海水中的元素——氯”這一節內容時,需要學生進行氯氣的制取實驗,但是整合實驗過程中所涉及到的器材連接方法比較復雜,操作的步驟也十分煩瑣,且氯氣有毒,因此,教師可以使用錄制真實實驗的方法,讓學生在視頻的幫助下去看到規范的實驗操作,從而提高教學的效率。又如,在備課的過程中,教師還要加大對各種模擬實驗軟件的開發和利用,針對一些用到昂貴、有毒有害試劑的實驗,讓學生在虛擬軟件上進行操作,如此,不僅可以達到原有的教學目標,而且可以增加學生的試錯機會,使學生有更多的機會去進行實驗探究。總之,在高中化學實驗教學中,教師要時刻關注學生的真實需求,了解傳統實驗教學中存在的問題,根據所具備的條件以及學生的實際需求來調整實驗教學方案,增強實驗教學的科學性、準確性和層次性,幫助學生更好地適應化學實驗學習的節奏,從而提高探究性實驗教學的整體質量。
三、高中化學探究性實驗教學的改進效果
通過對比實驗教學改進前后的實驗效果和學生參與情況的變化可以明確,這些改進策略的提出和實踐總體來說能夠提高實驗的效率,優化實驗的效果,激發學生參與高中化學實驗學習的熱情和主動性。而之所以這樣說,主要體現在以下幾點。第一,實驗策略的改進和優化,讓學生能夠更清晰地看到化學實驗的效果,能夠更好地幫助他們獲得所學的化學知識,對所學的化學知識有更全面、深入的理解和掌握;第二,能夠讓學生看到、感受到化學的獨特魅力,看到實驗的神秘和精彩;第三,實驗條件的改進和優化,能夠讓實驗的效果更明顯,反應速度更快,更便于學生操作和實踐,而且能夠讓學生看到實驗條件優化對化學實驗操作的促進作用,這對于學生更好地開展化學實驗,實現化學知識的探索和學習都有著很好的推動和促進作用。探究性實驗教學的有效開展可以更好地促進高中化學課程改革的順利進行,提高學生在化學學習中的參與性,使學生的主體潛能真正地被激發出來。因此,高中化學教師要積極開展教學實踐探索,在實踐當中積累經驗教訓,制訂合理的探究性實驗實施方案,促進學生化學實驗水平和實驗素養的有效提高,在不斷的實驗開展中總結出更加有效的探究性實驗教學策略,提高高中化學教學的質量。當然,本文的研究還不夠深入,給出的策略和方法不夠面面俱到,在接下來開展相關研究活動時,筆者還會立足實際,繼續探索此問題,繼續為之貢獻有效的力量。
參考文獻:
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[2]冀小東.高中化學實驗教學現狀的調查分析與對策研究[D].開封:河南大學,2014.
[3]陳愛香.高中化學實驗教學培養學生科學探究能力的研究[D].開封:河南大學,2014.
作者:李涯紅 單位:云南省曲靖市陸良縣第一中學