对高中化学实验教学培养学生科学探究能力的研究

王永胜

化学是高中学习阶段中非常重要的一门课程，而化学实验教学是高中化学课程的主要构成部分。对学生进行化学实验教学，能够促使高中生积极、深入地探究化学知识，并可调动其学习热情，提高其思维扩张的能力。基于此，教师应该在教学过程中调动实验教学工作的有效性，通过小组合作、创设情境等方法来提升学生的科学探究能力，帮助学生更加深入地进行化学实验探究。本文以此为基础，浅谈在高中化学中进行科学探究能力培养的有效策略。

所谓科学探究能力，即针对现象提出问题、进行假设、设计并开展实验、得出结论、讨论交流等的综合能力。在高中化学教学中，通过实验教学能在很大程度上提高学生的科学探究能力。这是因为化学本身具备一定的操作性和探索性，只有做到理论教育与实践教育并重，才可确保学生更深刻地理解相应的化学现象与知识，进而提高学生对化学知识的实践应用能力。因此，教师在教育教学过程中应该转变传统的教学手段和教学方法，关注学生的综合发展，不以成绩为最终目标，而是以学生科学探究能力的培养为教学的主要目标。只有教师转变思路，才能够更好地发挥出自身引领者的作用，让学生体会化学的魅力所在。

一、当前高中化学实验教学的意义

高中化学是高中众多科目中最重要的学科之一，对帮助学生理解世界的构成也有着深远的意义。但是高中化学由于自身学科的特点，本身理论知识具有一定的抽象性，因此很多学生难以理解化学知识。在这种情况下，将化学实验引入高中化学教学，能够在很大程度上提高高中生学习化学的热情，并可增强其对化学知识的理解。通过化学实验，以具体的现象呈现理论知识，可确保抽象、枯燥的知识更深刻、形象、具体，能够让学生通过实际操作实验来锻炼自身的学科创意能力。化学实验一方面可为高中生提供操作实践的机会，也可让其正确观察每个操作步骤后所产生的化学现象，分析相应的化学理论知识，可提升其对化学知识的理解水平;另一方面也是一种有效的学习方法，能够避免学生的化学学习只是“纸上谈兵”。从教师的角度来讲，化学实验能够引导学生重新认识教学理念，避免单纯记忆实验结论或口头讲出实验步骤这样的错误实验教学方法。教师可以将更多的时间交给学生，对学生的自主探究意识不加以限制。除此之外，化学实验结果的多样性也让教师意识到学生不能机械地模仿实验，而是要在实验的过程中有自己的理解，一个简单的问题、一个错误的结果都能引发学生的思考，进而加速科学探究的进程。而从学生的角度来讲，化学实验能够提升学生的实验操作能力，加强高中化学学科在知识上的广度和深度扩展。由于学生的学习能力有所差异，因此他们的化学基础知识理解参差不齐。所以他们在化学学习中常常处于被动地位，不愿意积极地研究化学知识。而化学实验的引入能够提升他们的主动性，让他们通过丰富的实验结果来激发自身的探究兴趣和积极性，此时如果再辅助以小组合作等化学实验学习模式，学生就能在小组中不断缩小自身与他人的化学知识差距，并感受到自身对化学这一学科的认知上所存在的偏差或不足。这对提高其化学科学探究能力有着很大的帮助。

二、对高中化学实验教学培养学生科学探究能力的策略

（一）创设问题情境，激发学生科学探究的兴趣

在开展实验教学活动时，为了有效提升高中生对化学学科知识的探究能力，可采用创设问题情境的方法，对学生产生引导，提高其积极性，并注意引发其认知上的冲突，进而激发学生思考，是十分有效的。解决问题的过程本身就是思考的过程，而根据化学实验来进行实际的情境创设，能够让学生的问题更加具体化和有目的性。具体来说，教师在化学实验教学中创设的问题情境主要有两方面：一方面是通过演示实验创设问题情境，另一方面是通过变动实验创设问题情境。教师在开展演示实验的过程中，可以先自己手动操作，然后根据操作后的实验现象来创设问题情境。比如，为什么会产生这样的现象？如何解释实验中的特殊现象？如果出现了别的现象，那具体是什么原因？都可以成为情境的具体问题。值得注意的是，在演示实验情境的问题创设时，教师除了可以直接对结果进行提问，还可以制造一些与日常常识冲突的情境引导学生思考。当学生的认知和实验结果出现矛盾时，学生此时的思考能力将会被进一步激发，他们的科学探究能力也将进一步提升。在此过程中，教师也可以巧妙利用多媒体来演示实验。利用多媒体，学生能够看到各种不同的操作状况下得到的实验结果，此时学生的思路将被打开，他们的科学探究程度也将更深化。而通过变动实验创设問题情境，教师首先可以改变实验的条件或者实验的操作步骤，然后让学生仔细观察所得到的实验现象差异。在此之后，教师应当以该情境为基础设计实验问题，引导学生思考为什么会出现这样的实验现象、其原理是什么。学生发现与正常结果不同的实验现象后，会激发他们的实验兴趣，进而激发他们的探究精神。变动实验情境创设同样可以通过多媒体来开展，或者说利用多媒体来开展变动实验是更加有效的。这是因为很多变动实验由于条件不足，教师无法在课堂上展示所有的结果。 因此，教师可以通过多媒体来开展，提前从网上搜索该实验的变动视频资料，将其制成微课的形式，然后在课堂上为学生播放，以此来创设相应的问题情境。总之，通过问题情境的创设，能够有效地激发学生的科学探究兴趣。

（二）科学设计实验，强化学生科学探究的过程

化学实验教学对学生的创新能力和探究能力都有着积极的作用，但是单纯让学生对照教材进行机械的实验效果是很差的，因此教师要科学地设计实验，让学生通过亲手操作将知识主动地转化为探究能力。具体来说，教师应该先积极探究教材，结合当前学生的化学能力和化学实验能力，找到学生在当前化学实验中所涉及的薄弱之处。接下来教师在实验设计中要结合具体的教学内容和学生个体差异，进行适宜的指导。为了培养学生的科学探究能力，教师还应该对操作内容的规范进行设计。教师应该积极结合教材上规范化的实验操作，结合学生当前的时间和学习掌握情况，将一个化学实验进行拆分合作实验，或者将多个有联系的化学实验整合为整体实验。比如，一个化学实验可以得到氧气，而另一个化学实验正是要利用所得的氧气进行开展，那么教师就可以将这两个实验进行有机整合。通过这样的科学实验设计，可以强化学生的思考能力，也可以保证学生实验环节环环相扣，降低出错的概率。不仅如此，教师还可以设计课外实验，让学生根据教师所规定的实验设计在家里操作化学实验作业。除了以上环节，教师也需要结合自身的教学进程以及学生的理解情况，优化教材实验的内容。对于部分在教材上内容过于宽泛，难以得到具体的实验结果验证，教师可以结合学生的日常以及当前化学知识的优先次序，对实验进行细化设计，使之满足学生的探究能力和兴趣。

（三）丰富教学方式，引导学生进行科学探究

为了进一步满足高中化学实验灵活、趣味教学的需求，教师还可以通过丰富教学方法的方式来进行教学引导。对于化学实验来说最好的教学方式就是小组合作探究学习。很多化学实验本来就需要多个人一起进行，分工明确才能得到最好的结果。因此，教师应该对教学的方法进行优化，可采用分组教学模式，将学生根据人数、实验探究需求分成人数相当的若干个小组，每组成员必须包括操作者、记录者、组织者。每个小组需要以团队的方式完成系列的实验探究，通过分工，分别完成资料查阅、讨论、结果记录、交流反思等内容。这样的教学方法，不仅能够引导学生积极拓展自身思维，还有利于他们互相之间取长补短，在实验和交流中培养他们的信息搜索能力、假设能力和实验操作能力。除此之外，教师还可以选择将化学实验与学生的日常生活结合起来，以此来丰富实验教学。教师可以根据开展化学实验的具体内容，选择日常生活中相关的化学问题作为实验教学的主题，主要起到调动学生积极性的作用。而后则需要利用多媒体、问题等创设实验情境，让学生融入化学教学之中，以此来提升学生的想象力和创造力。在此过程中，教师还可以教导学生如何在生活中运用简单的化学实验解决实际问题，而这一切都是需要教师通过化学实验教学来开展的。总而言之，采用丰富多样的教学方法，能够有效激发学生的热情，并调动其思维，对提高实验教学效果有显著意义。

（四）完善实验评价，培养学生实验的创新意识

在化学实验开展结束后，教师还要通过完善实验教学评价来培养学生的科学探究能力。教师首先需要确保评价主体的丰富、多元，应该避免传统仅以教师一人为主的评价模式，还需要纳入学生互相评价以及学生自评的内容，进而促使学生充分认知自身探究能力。另外，在評价内容上，应该力求全面，不可单纯地以学生是否得到实验结果作为评价的基准，而是应该关注学生的实验过程，包括收集资料的能力、实验操作的能力和假设的能力等。其重点是教师要通过这样的评价，让学生反思自己，以此来为下一次实验教学打好基础，并在反思中提升创新意识。

总而言之，科学探究能力是学生发展的重要基础，故有必要充分利用高中化学实验教学强化对学生探究能力的培养。这不仅符合新课改的教育要求，还对开发学生的创新性思维有着积极的作用。学生科学探究能力提升之后，不再将目光聚焦于如何得到优秀的分数上，而是着重于提升自身的化学综合实力，为今后的学习奠定良好的基础。而教师也应该更加科学、合理地设计实验方法，为高中生创建适宜探究的环境，调动高中生学习化学的主观能动性，进而将学生培养成全面发展的高素质人才。