在高中化学实验教学中培养学生的探究思维
2021-09-23沈素芳
沈素芳
摘要:实验是实施高中化学教学的有效形式,因为高中化学是以实验为基准,教师有效借助实验能激发学生的学习兴趣,有利于巩固学生已学的知识,帮助学生掌握相关概念与原理,进而在挖掘学生能力的基础上,推动学生化学素养的形成。基于此,本文结合教学实践,探究了在高中化学实验教学中培养学生探究思维的策略,旨在为实验教学提供新思路。
关键词:探究思维 实验教学 高中化学
在高中化学教学中培养学生的实验能力是高中化学教学的重点之一,所以在实际教学中,教师必须重视学生的探究能力,以实现对教学实验、教学形式和教学模式的革新。同时,教师要尝试将新的元素融入实验教学,激发学生的探究思维,呈现探究情境,使学生能有更大的发挥空间,从而逐步在实验教学中培养学生的探究能力,帮助学生了解相关知识,并获得思维的全面发展。
一、做好演示实验,激发探究兴趣
好奇心是学生展开探究的动力,对激发学生的学习兴趣显得尤为重要,因为兴趣会使学生的注意力更加集中,又是学生活动的动力机制。从一定角度来说,实验能够快速吸引学生的注意力,激发学生动手操作的兴趣,进而使学生产生强烈的学习兴趣。在教学过程中,教师必须重视演示实验,并借助演示实验让学生产生操作的兴趣。
如在教学人教版高中化学实验活动内容“化学能转化成电能”时,教师可以借助实验药品和实验仪器,初步激发学生的参与兴趣,即让学生了解锌板、铜板、硫酸溶液、烧杯、电流计、导线。其次,教师可以用一个烧杯盛入0.1摩尔每升的硫酸溶液,观察其与锌、铜产生反应,从而引发学生思考这种实践活动将会产生怎样的实验现象,以此逐步唤起学生的探索兴趣。在学生提出各种假设后,教师再呈现实验现象,即除在锌板上有气泡产生之外,在电流计中可以看到指针发生偏转。这时,教师又可以引导学生思考:“产生如此变化的原因是什么?”让学生再次走入探索之境,进一步产生探究欲望。最后,教师可呈现实验二,让学生观察锌板上的气泡,促进学生对电化学反应产生思考,从而激发学生探究电化学反应的兴趣。
二、重视自主操作,培养探究意识
在高中化学实验教学中,教师应该重视自主操作,让学生独立探究化学问题,并在动手实践中解决各种类型的问题,从而获得新知,以此让学生亲自参与,经历探究过程,进而深刻理解这些知识。
首先,教师可以基于课本上的探究素材,引领学生展开实验探究,以此培养学生主动动手的能力,让学生获得成长。
其次,教师可以结合本课教学主题,开放性地设置与实验操作相关任务,让学生在新型材料的引领下产生探究兴趣和探究意识,以此提高学生的思考能力,帮助学生掌握解决问题的技巧。如在教学人教版高中化学实验活动“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”时,为了有效培养学生的探究意识,激发学生的自主操作意识,教师可以借助多媒体图片呈现粗盐中的杂质,如氯化钙、氯化镁、硫酸钠等物质,并以此引发学生提出猜想:“要想去除这些杂质需采用何种方式?”从而让学生想到用化学沉淀法去除粗盐中的杂质。由此,教师可以创设情境,让学生帮助边区的贫困家庭制出精制的食用盐。这样一来,学生积极性高涨,通过查询资料等方式了解硫酸钠、氯化镁、氯化钙等杂质的去除方法,即需要分别加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钙溶液,然后将生成的硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙沉淀过滤,再将过滤的滤液经过蒸发结晶,如此就能够去除杂质,得到精盐。随后,教师可以鼓励学生自由猜想,并结合自己的猜想进行实验操作,以完成盐溶液杂质的判断,并且运用除杂质的沉淀法去除杂质。
最后,为了将课堂真正还给学生,教师要将杂质去除环节全权交由学生,当学生发现粗盐中出现沉淀时,自己选择清除沉淀的方式,让学生真正经历探究过程,从而了解沉淀的去除方法,过滤蒸发结晶,进而使学生逐步养成探究意识。
三、借助内容拓展,培养探究能力
在带领学生进行实验操作的过程中,教师要优化实验材料,革新实验流程,以便学生更好地参与其中,逐步形成探究能力。首先,在探究时,教师必须结合探究的主题引发学生思考,从而使学生对探究内容产生自己独特的想法,以推動学生探究能力的形成;其次,在教学过程中,教师要优化实验材料,让学生选择自己喜欢的材料,进而实现学生在材料选择过程中的探究化;再次,在实验操作之时,教师不要过多地限制,让学生在探究过程中发现问题、解决问题,以此获得成长;最后,在呈现实验结果时,教师要让学生形成探究思维,并提出探究化的结论,让学生明白科学的结论需要经历探究过程。
如在教学人教版高中化学实验活动“化学反应速率的影响因素”时,为了培养学生的探究能力,教师必须借助内容的拓展,优化学生的探究过程。
第一,在实验操作前,教师要优化学生的思路,让学生产生发散性的思考,教师要让学生结合生活经验;对影响化学反应速率的各因素提出猜想,以此为学生提出假设,为设计实验、探究实验打下基础。
第二,教师呈现实验材料,让学生对实验设计提出自己的想法。教师可以巧妙地借助金属钠和金属镁与水发生反应呈现实验现象,以引领学生在经历反应速度快慢后,选择自己喜欢的金属化合物和其他物质,探讨其化学反应速率影响因素。如有的学生提到温度可能会影响化学反应速率,有的学生认为催化剂是影响化学反应速率的重要因素,还有学生提出溶液的浓度会使化学反应速率受到影响。面对学生的回答,教师应不设限制地让学生对自己感兴趣的点提出探索,这样才能够使学生在操作过程中逐渐形成探究思维。
第三,在呈现结论环节时,教师切勿以正确与否论英雄,而是要让学生讲述自己的实验操作过程,并且得出有效结论。当学生的结论错误时,教师可通过询问其他学生是否结果相同,引发学生对自己的结论产生怀疑,并再次进行探究,以此让探究实验真正实效化。
四、借助实验设计,提升探究能力
高中化学教材中涉及的是验证性实验,若是教师一味地模仿,按照书本中的设计方案完成,学生只能接受事先已知的结论,阻碍了学生探究能力的发展。因此,教师可以将书上的实验稍加改造,为学生呈现探究实验,不断激发学生的兴趣,促使学生主动思考、观察和实践实验,有效激发学生的探究欲望。首先,教师可以改变实验装置,或改变某一实验操作环节。其次,在教学过程中,教师可以根据教学重点和难点安排精心,并基于学生所学知识,让学生探讨自己存在的问题,引领学生形成自己的实验设计,以合作或独立的方式完成实验操作,以弥补传统实际操作中存在的不足,推动学生探究思维的再次发展。
如人教版高中化学实验活动“乙醇、乙酸的主要性质”的主题为探讨乙醇、乙酸的化学性质和物理性质,教师要想真正提升学生的探究能力,就应该改变以往验证的形式,让学生实现问题提出、实验设计、实验结论、呈现并重复操作等过程的探究。首先,教师可以拿出试管,往试管中加入少量溶液,然后引领学生通过自己的方式观察,并提出自己的想法,以此让学生感受溶液的颜色和气味,引领学生猜一猜这种溶液是什么物质,以此设置悬念,逐步让学生对乙醇这种物质产生探究兴趣。其次,教师可引导学生结合自己的经验,探讨乙醇还存在哪些特征,让学生实现理论和实践的相结合,提出实验问题和实验设计。在教师的不设限下,有的学生提出可以通过向蒸发皿中滴入少量乙醇,点燃后观察其火焰颜色,以了解乙醇燃烧时的现象。除此之外,有的学生在教师的激励下开展了探究性实验,将乙醇溶液滴加到高锰酸钾溶液中,并观察溶液的颜色。
五、结语
简而言之,在新课程改革背景下,教师要重视培养学生的思维能力,使学生的思维能够满足新形势下的新需求。为此,高中化学教师必须采用多种策略,激发学生的探究兴趣,逐步培养学生的探究能力,使学生在高中化学的学习过程中逐步提高探究能力,推动学生全面发展。
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(作者单位:江苏省宜兴市官林中学)