试论高中化学实验对学生探究能力的培养

纪忠萍

吉林省四平市公主岭市范家屯镇第一中学校 吉林 四平 136105

新课程标准要求学生主动参与探究活动,经历实验探究全过程,学习探究活动中的方法、技能,促进学生的创新思维、解决问题的能力的提升。本文所提出的高中化学实验探究活动培养学生探究能力的实施策略和方法建议,希望能为广大一线教师提供一些参考。

一、提出问题

问题是开展科学探究的前提条件,也是贯穿整个科学探究的核心。问题的质量决定着探究的效果,以及能否达到培养学生问题意识的目的。教师在创设问题时一定要充分考虑学生的认知能力和思维水平,一旦发现的思维处在片面状态时,就需要开展小组讨论,引导学生进入到团队思考当中,回归教学主线。具体可以从以下两方面入手：

1、从实验中找问题。实验本身是化学课程的特点,丰富多彩的实验环境和实验现象都能够激发学生对于知识的强烈欲望。教师可先从教材中基础的演示实验和探究活动入手,集中学生的注意力,在进行实验的过程中要让学生观察要点多持怀疑的态度,不满足现有信息,从而产生疑问。比如实验设计是否合理、实验装置还能否改进、实验方案是否完整等等。再如实验室制取氯气所用的二氧化锰能否用高锰酸钾代替? 作用会如何? 实验装置中有没有尾气吸收装置? 砖的颜色是由其中的铁化合物决定的,那么怎样检验铁在红砖与青砖中的存在形式? 等等。

2、设计情景,引发问题。精心设计问题情境是培养学生问题意识的有效策略之一,一个有效的问题情境能够激发起学生的强烈探究欲望。一般地,教师可以根据具体探究活动内容来创设不同的情景。例如,在“铁及其化合物”中,教师可以通过市场上常见的抗贫血补铁保健药品来设计问题情境,让学生通过相关资料来证实其中是否存在铁元素,如果存在,它的存在形式是怎样的? 再如,在向学生介绍酸的氧化性和氧化性酸时,可以让学生联系铁的性质,通过多次发问来引导学生进入探究状态。如常见的酸有哪些? 每一种酸的共性和特性分别是什么? 酸与其他物质进行作用时如何体现酸性和氧化性? 氧化性酸又有什么特点? 哪些酸可以将铁氧化为高价铁? 等等。通过问题引导学生在探究过程中进行多次质疑,形成问题意识。

二、猜想假设

猜想与假设是制定探究计划的依据,需要学生利用自身已有认知经验,与提出的问题之间建立联系,在灵活运用多种思维方法的过程中进行大胆的猜想与假设。另一方面,教师还需要为学生提供探究所需要的知识背景,在探究活动中成立实验探究小组,给予学生充足的时间进行深入思考,发挥想象力,对所有可能的答案做出假设,再利用自身已有知识经验对假设做出初步分析和判断,并与小组内其他成员进行交流讨论,充分发挥小组合作在实验探究活动中的作用。

此外,在实验过程中难免会出现一些异常现象,教师应抓住这些机会来培养和锻炼学生的猜想与假设能力。例如,在探究铝及其化合物性质时,可以让学生根据“铝比铁活泼”的事实经验来设计实验,将相同大小的铝片与铁片同时放入到相同浓度的盐酸当中,可以发现铁片周围会先冒出起跑,这种实验现象便有效地激发了学生的认知冲突,在各抒己见的过程中提出各种猜想与假设,加深对知识以及实验结论的认识,找出解决问题的所有可能答案。

三、设计实验

设计实验包括探究实验可能会用到的实验仪器、药品、装置以及具体方案,还有相关的评价反思。总的来说,高中化学探究实验具有较强的综合性、灵活性和创造性特点,因此,无论是教师还是学生都需要在实验过程中认真思考,充分激活自身认知经验与能力,来建构科学、合理且有效的实验方案。一般地,设计实验可从以下几方面进行考虑：

1、为学生提供机会。设计实验是一项复杂的活动,但高中学生应该要具备这种能力,这也是体现其探究水平的一个方面。在探究实验教学中,教师与学生一同参与到设计实验方案的过程中,并为学生创造设计相关步骤和缓解的机会,让学生在亲身经历实验设计的过程中,体会提出设计所需要思考的方方面面,进而总结出一些实验设计的常用方法,切实提高化学实验设计水平。

2、提高计划性。设计实验首先要做好准备工作,制定一个科学合理、高效的化学实验计划。在教学活动开始前,教师要让学生明确实验探究的目的是什么? 如何探究? 准备好需要用到的实验仪器、药品等,将探究问题分解为多个小问题,再分别选用具有针对性的方法逐个击破。例如,检验保健品中存在的究竟是Fe2+还是Fe3+? 学生根据自身知识经验都能够写出实验所需要用到的试剂和药品,但关键在于能否明确具体实验步骤,这就需要教师引导学生将知识转化为能力,灵活运用铁的性质来设计出一个合理的实验方案。

3、积极改进与优化。实验探究活动除了需要教师积极鼓励学生参加到设计过程当中,还要引导学生善于评价和借鉴他人的优秀设计方案,对于他人所提出的看法和建议要悉心接受,通过师生之间的有效协作,不断完善实验方案,取长补短。

综上,培养学生的科学实验探究能力需要在长期的教学活动中坚持不懈,教师要宽容对待学生在实践活动中出现的一切思维和行为活动,对科学探究行为要予以及时地鼓励和引导,充分利用好化学实验教学来帮助学生提高他们获取知识的探究学习能力。