高中化学实验探究式教学模式的构建策略

◇ 广东 杨春燕

1 现状分析

学生在经过初中阶段的学习后,化学知识由简单向复杂转变,随着知识量的增加以及知识深度和广度的延伸,学生的学习也越来越困难.探究式实验要求学生在掌握一定的知识基础上又要具有一定的动手操作能力,对于刚步入高中的学生来说,在化学课堂进行实验探究,具有一定的难度.在教学过程中,很多教师还是善于使用传统讲授式教学模式.而且有些教师认为,进行探究式实验教学过于浪费时间,所以不愿意采用.

2 构建策略

2.1 明确实验目标，构建有效的实验探究思路

实验目标是进行实验的首要因素,在探究式实验教学中,教师要引导学生明确实验目标.除此之外,实验的探究思路也是重中之重,只有在实验前明确思路,才能保证实验过程的顺畅,得到准确的实验结果.教师要不断引导学生围绕实验目标收集资料、分析理论依据、确定可行方案、选择仪器和药品,培养学生的实验探究思维,提高学生的综合实验能力.例如,在铁盐与亚铁盐的转化实验中,首先明确实验目的为探究Fe3＋与Fe2＋的相互转化.引导学生结合已有的氧化还原反应知识分析“Fe3＋→Fe2＋需要加入什么试剂?”“Fe2＋→Fe3＋需要加入什么试剂?”可以根据实验所提供的药品(铁粉、铜片、氯水、过氧化氢、稀硝酸、酸性高锰酸钾)具体说明.教师再抛出问题：实验中如何证明两者已经发生转化? 学生结合Fe3＋与Fe2＋检验的相关知识提出可以使用KSCN 溶液验证.学生总结并写下实验方案：取适量氯化铁溶液置于试管中,滴加2滴KSCN 溶液,加入铁粉,振荡使之充分反应,观察溶液颜色变化；再向试管中滴加过氧化氢,观察溶液颜色变化.最后学生按照方案动手实验.整个实验在教师的引导下由学生进行构建完成.

2.2 激发学生实验兴趣，提高学生自主参与度

和理论知识相比,学生更乐于在实验中学习化学.化学实验的趣味性和神奇性,对学生有着极强的吸引力.因此,教师要抓住学生的这一心理特点,创设好情境,提高学生的参与热情,让学生自发进入到化学实验的学习过程中.为此,教师可以采用多种形式的实验教学手段,引发学生积极主动学习.

例如,在离子反应的学习中,教师可以采取小组合作的学习模式进行对比实验.一组向硫酸钠溶液中逐滴滴加氯化钾溶液,另一组向硫酸钠溶液中逐滴滴加氯化钡溶液.观察实验现象,对比两组实验的电导率变化.引导学生从宏观现象转入微观粒子的角度分析所发生的反应,认识离子反应的实质,并用离子方程式表示出来.在小组实验过程中,学生之间的交流更能营造良好的实验氛围,提高实验探究能力.

2.3 引入信息技术，提高实验的效果反馈

多媒体信息技术的辅助对化学实验效果和过程的探究有很大的帮助作用.教师可以借助视频、动画、图片展示更规范的实验操作、更清晰的实验现象以及受实际条件限制无法分组完成的实验.也可以在实验后借助多媒体展示实验的全过程,加深学生对实验的理解.可以利用多媒体展示微观化学,例如,展示原电池内、外电路导电的动态过程,使抽象知识更加形象化.又如,在离子键的形成实验中,教师借助多媒体向学生展示原子间得、失电子与离子键的形成过程,帮助学生从微观角度理解离子键.

2.4 改进、创新课本实验，引导学生主动探究

实验设计的合理性、操作的安全性、可行性、效果的直观性都是进行课堂实验需要考虑的因素.教材上已经设计了一些经典的演示实验和分组实验,但是由于一些主、客观的原因,某些实验存在一些欠缺,实施起来存在一些问题,不能达到良好的实验效果.这就需要教师对实验进行深入研究,查明效果不佳的原因,进行实验改进,以达到更佳的教学效果.即使有的教材中给出的实验已经很好了,我们仍要不断探索、创新,增加它的趣味性或者想办法使之更绿色环保.有些教材上原本没有的实验,也可以大胆想象,创造条件去实现,这样可以打开学生学习化学的新思路.

例如,氢氧化亚铁的制备实验,按照教材上的方案,实验现象是生成白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变成红褐色.若要较长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀,需要尽量赶走反应体系内的氧气,并隔绝外界空气.由此引发学生思考怎样隔绝空气.学生讨论后会想到一些方法,常采用的措施有：

1)用煮沸过的蒸馏水配制溶液,赶走水中溶解氧.

2)将装有氢氧化钠溶液的胶头滴管伸到液面以下进行滴加.

3)液面上滴加一层植物油来隔绝氧气.

图1

但是,即使做到以上三点也很难清楚观察到氢氧化亚铁的白色沉淀,实际上氧气无孔不入,很难隔绝.于是,有了如图1所示的改进实验.但是教师用该装置进行了多次实验,仍然很难看到白色沉淀.难道真的没办法了吗? 经过思考讨论后,教师发现可以进行以下改进：取硫酸亚铁晶体置于小烧杯中,沿器壁缓慢注入2mol·L－1氢氧化钠溶液30mL,静置,观察现象.数分钟后可以看到,在烧杯底部“长”出白色固体,现象非常清晰.待到下课再观察,可以看到烧杯底部有一条条向上长的白色条状物,靠近液面颜色逐渐变绿.学生惊叹不已,竟然是长出来的固体.

一个实验的创新是老师心血的结晶,一个精彩的实验创新,也将化学深深印在学生脑海,在学生心里种下一颗实验探究的种子.教师还可以将基础实验进行整合,设计一套可以达成多个实验目标的装置,极大地锻炼学生的综合实验分析能力.

2.5 化学实验探究起于课堂，但不止于课堂

为了培养学生的综合学科素养,不少学校开展了“校本课程”“第二课堂”“社会实践活动”等.我们不妨将化学实验探究也延伸至课外活动中,利用化学的“第二课堂”,进行一些化学实验探究活动,一方面让学生感受到化学与生活、生产、技术的紧密联系；另一方面开拓学生视野,提升综合实验探究能力.例如,我们开展过“湖水含氧量测定”“水果中维生素C含量的测定”“新能源开发现状与氢燃料电池”“美丽的化学实验现象”等课题,极大地促进了化学学科知识、学科能力和学科思想的融合.

综上所述,高中化学实验的探究式教学模式有利于培养学生的化学思维和创新意识.因此,注重化学实验在化学课程教学中的重要性,教师要转变教学思路,创新教学方式：1)明确实验目标,带着任务开展化学实验,明确实验思路,保证实验得以顺利进行；2)分组合作,激发学生对实验学习的热情,最大限度提高学生的参与度；3)通过信息技术的引入,深化实验过程,加深学生对实验结果的理解；4)改进实验、创新实验,使实验更精彩,激发学生的探究欲望；5)利用课外活动,加强学生对化学学科的认知,进一步培养学科思维.教师应结合以上方法,加强学生对化学实验的学习兴趣,顺利开展化学实验的探究式教学.