如何在高中化学实验教学中培养学生科学探究能力

陈福天

摘 要：化学是一门注重实验的学科，在教材中有很多实验内容，借助化学实验培养学生科学探究能力，引领学生深入理解与掌握化学反应原理等知识，使学生在化学学习中树立科学观念。同时，借助实验教学培养学生科学探究思维与观察能力，学生在动手操作中会经历化学知识形成过程，激发潜在学习兴趣，感悟化学学科特有的乐趣与魅力。对此，高中化学在教学过程中，注重化学实验教学，培养学生探究能力。本文结合高中化学实验教学的现状，分析化学实验教学中科学探究能力培养策略。

关键词：高中化学;实验教学;探究能力;培养策略

实验教学是高中化学的重要组成部分，以直观形象方式为学生呈现抽象复杂的化学知识，简化学生理解。随着核心素养理念的实施，高中化学教师需在实验教学中重视培养学生科学探究能力，通过营造和谐、愉悦、生动的课堂气氛促使学生参与其中，通过自主探究充分理解化学知识，并形成良好的学习能力，改变以往被動学习和思考现状，增强学习欲望，提高化学实验技能。对此，本文从多方面分析在高中化学实验教学中培养学生科学探究能力策略，望给予教师教学提供参考。

一、高中化学实验教学的意义

高中化学教学中，借助实验教学活动，能够实现课堂教学目标，提高课堂教学质量。化学学科由于自身属性的原因，在学习中有着一定的难度，知识内容较为抽象。在高中化学中引入实验教学，可以使得课堂更加有趣，使得抽象知识更加形象生动，调动学生学习积极性，借助实验操作加深化学知识理解。在化学实验课堂中，详细讲述化学设备操作事项，引导学生掌握实验操作，了解实验中的注意事项，为学生未来学习奠定基础。化学理论知识是化学家在实验中进行探究和总结的，在化学教学中，引入实验活动，加深学生对化学知识的理解，灵活利用化学知识。高中化学知识范围广，难度和深度较大，结合化学实验掌握理论知识，降低知识理解难度，锻炼学生实践探究能力。同时，化学实验是学生高效学习的重要方式，为学生提供实践操作平台，通过学生实验操作，让学生观察实验步骤，深入认识和理解化学知识，激发学生实验探究兴趣，提高科学探究能力[1]。

二、高中化学实验教学的现状

（一）缺乏化学实验教学理念

在高中教学中，学生学习的时间有限，想要在有限的化学课时内提高学生学习成绩，部分化学教师会减少实验教学的时间，通常采取讲解的方式代替实验教学，让学生背诵和记忆实验内容和步骤，掌握实验结论。在这样的实验教学模式下，不仅不符合化学实验教学的初衷，还会影响学生科学探究能力的形成。同时，部分化学教师对化学实验教学缺少全面的认识，在教学中全程操作，或者要求学生严格按照设计好的步骤开展化学实验，不利于学生自主探究和创新意识的培养。导致在实验过程中，学生只是机械地模仿，缺少深入思考和探究。同时，部分化学教师在化学实验教学中，常常将学生随意划分小组，由于小组划分缺少合理性，并不能让所有学生参与化学实验，使得部分学生甚至没有接触化学实验器材，最终学生对化学实验产生反感，违背化学实验教学的初衷。

（二）学生操作能力差异较大

相对初中化学来说，高中化学知识更有深度和广度，想要学生完全理解和掌握化学知识存在一定的难度。由于学生学习能力和学习基础存在差异，部分高中学生化学基础较为薄弱，操作能力不足。在实验操作环节，受到操作能力的影响，使得学生处于被动学习状态，对化学实验本质缺少探究兴趣，丧失对化学实验的兴趣性和积极性。在高中化学实验教学中，小组合作学习是一种常见的方式，在小组合作探究中，由于缺乏实验探究能力，部分学生难以参与到实验探究中，使得学生实验探究能力越来越差。部分学生对化学实验教学认识不足，常常采取记忆和背诵的方式掌握实验步骤和知识，在化学实验中存在敷衍现象，配合教学活动积极性不足[2]。

（三）化学实验器材不足

在化学实验教学中，实验器材是必需品，对实验准确性有着直接的影响，部分高中学校对化学实验器材的更新和采购不及时，化学实验只能利用现有的器材进行，影响学生实验参与积极性。同时，在高中化学实验教学中，实验器材管理和维护是重要的因素之一。在实际的化学实验室管理中，通常是由任课教师管理，由于教师管理精力有限，导致化学实验器材存在丢失情况，如果不能及时补充，就会影响化学实验操作效果，使得实验教学效率降低。

三、高中化学实验教学中学生科学探究能力培养策略

（一）丰富实验内容，培养学生科学探究能力

著名科学家爱因斯坦曾言：“兴趣是最好的老师。”学生参与课堂学习活动也需以兴趣作为驱使。即使高中学生经历小学、初中两个学段学习并积累相应的学习经验，教师也要注重激发和培养学生学习兴趣。事实上，很多学生都对化学实验有着强烈的探究兴趣，因为实验现象相对神奇且是在现实生活中无法看到的存在，通过观察后能产生持续探究知识欲望。对此，高中化学教师可紧抓学生这一学习心理为其设计丰富实验内容，激发学生潜在探究化学知识兴趣。例如：部分化学教师在高一教学初期就为学生设计“多种无色液体相溶变色”或“红色喷泉”等小实验，学生因上述有趣神奇的简单实验而调动学习化学知识积极性和主动性，从而在后续化学学习中依旧保持强烈且良好的探究状态。但由于很多化学实验只能在课堂讲桌上展开，以至于实验可视性效果一般，在无形中削弱了学生参与实验探究热情。如果学生能切实参与其中，那么就会加深对所观察实验现象印象，教师讲解与实验相关的知识内容时也会更为深入理解。以“探究钠的性质”实验为例，大部分化学教师能一边讲解一边演示关于钠的性质，教师可将该实验转变为学生动手操作，使学生运用小刀切下钠并展开实验探究，激发学生学习兴趣的同时培养其科学探究能力，最重要的是能在实验中对所学化学知识进行巩固。再如：“氧化还原”反应的教学中，教师向学生介绍“可乐”变“雪碧”的实验主题，调动学生实验参与积极性。教师利用蒸馏水、酒精和适量碘片配置深褐色碘的酒精溶液，将配置的溶液放入可乐瓶内，通过这样的方式制作出和可乐相似的化学样品，在干燥的瓶盖上放入硫代硫酸钠粉，使用糯米纸盖在粉末上，将瓶盖盖好。之后，用力摇晃瓶子，“可乐”就变成了“雪碧”。借助这样的趣味实验，帮助学生了解抽象理论知识，加深理论知识理解和记忆，调动学生科学探究积极性[3]。

（二）转变实验模式，培养学生科学探究能力

纵观传统高中化学实验教学课堂，常见情况为教师是演示实验主体，学生则为认识学习主体，虽然上述教学方式能在一定程度上帮助学生理解化学规律，以及建立化学概念，然而也不利于对学生实践能力和创新精神进行培养。对此，化学教师可将部分现象明显且便于操作的演示实验改为学生自主探究实验，以“钠和钠的化合物”教学为例，教师在教学之前将学生分为若干小组并为其发放相关实验药品与仪器，要求学生根据课前小组设计的NaHCO3与Na2Co3性质异同实验方案动手操作实验，小组完成实验后推选一名学生上台讲述本组实验方案，其他小组与教师聆听后探讨分析针对该小组设计的实验方案、实验过程与获得结论，如果实验具有可行性则需对其肯定和赞赏，若实验非合理则需提出合理完善方案。学生是整个实验教学过程中的主体，经历实验方案设计、实验操作、实验现象观察、实验结论推理及归纳总结等过程，从而深入理解碳酸钠及其性质异同知识，教师则发挥指导与点拨作用，使学生在自主探究中实现师生解决转换。再如：“浓硫酸的脱水性”的实验教学中，教师引导学生利用蘸有浓硫酸的玻璃棒，在表面皿上的纸片上写字，对实验现象进行观察，纸张逐渐变黑，最后成碳。由于浓硫酸有脱水性，对木质桌面有着很大的损坏，在表面皿上开展化学实验，能够保护木质桌面，符合绿色环保的理念。通过使用蘸有浓硫酸的玻璃棒写字，可以非常直观地表明其脱水性，操作非常简单方便，更加易于学生操作，最重要使学生深入理解和高效掌握化学实验内容，增强科学探究意识与能力。

（三）优化实验方案，培养学生科学探究能力

从课堂教学实践可得知，学生创新能力培养与化学实验思维激发来自学生自主探究，并非教师灌输。所以，高中化学教师需积极鼓励学生自主设计实验方案。在以往实验中，学生跟随化学教师设计好的思路观察实验现象，虽然也可获得实验结论，但终归教师占据大量“功劳”，学生智慧与思维启发不知从何谈起。全面实施的新课程改革强调自主、探究、合作，化学教材虽将知识内容调整至活动探究，然而并未明确规定演示或学生实验，也未针对实验方案改进和优化提升提出要求，故而，教师需结合学生学情合理调整实验方案，为学生自主探究奠定基础。以“探究不同价态的铁的性质”教学中的Fe2+与Fe3+校验实验中，学生可根据化学教师提供的试剂探究其之间产生的反应，随即对不同实验方案进行整合，得出多种校验Fe2+与Fe3+方法，整个过程充分体现学生主体意识，强化科学探究能力。在实验探究中，为了引导学生进一步探究，教师可以设计相应的问题：白色沉淀物快速变成灰绿色，最终变成红褐色的原因是什么？如何才能长时间观察氢氧化铁是白色沉淀呢？通过这些问题引导学生互动和交流，开展实验探究活动。在明确实验目标之后，设计实验流程并且动手操作，得出相应的实验结论。在整个实验中，锻炼学生思维能力，提高学生科学探究能力[4]。

（四）借助合作学习，培养科学探究能力

小组合作学习是培养学生探究能力的有效方式，在高中化学教学中，借助小组合作学习方式，开展实验活动，引入新的课堂教学理念。在小组合作活动中，针对实验内容进行自主探究，培养学生合作精神，调动学生学习积极性，培养学生科学探究能力。例如：在Fe（OH）2的实验室制备的实验教学中，引导学生开展互动和交流活动，共同观察实验现象，结合实验过程掌握关键内容。在实验设计中，結合学生的不同观点，做好不同方案的设置。第一种利用滴管，把经过煮沸并且冷却的蒸馏水，和氢氧化钠溶液配比，在吸取后，滴入铁屑和稀硫酸的Fe（OH）2的溶液中。第二种，将氢氧化钠溶液、铁屑和稀硫酸采取密封措施，使用两个试管分别加入氢氧化钠溶液、铁屑和稀硫酸，之后，打开试管之间的止水夹，同时塞入相应的木塞，在反应之后，关闭止水夹。在这样的实验教学设计中，引导学生合作完成，开展实验操作活动，加深学生理论知识的理解，巩固课堂学习效果，提高学生自主探究能力。在小组合作学习中，注重学生课堂主体地位，通过学生动手实验加深知识理解，提高学生问题探究能力，增强学生合作意识，提高课堂学习效率。

（五）构建课堂教学情境，培养科学探究能力

在新课程标准中，课堂教学注重师生互动与交流，相互分享知识和经验，丰富课堂教学内容，获得新的知识，实现课堂教学目标。由于传统教学思想的影响，课堂教学中忽视学生主体地位，使得课堂氛围较为沉闷，难以吸引学生注意力，教师成为课堂教学的主体，课堂教学变成知识灌输，影响学生知识理解掌握与学习能力提升。处于全新教育环境下高中化学教师需积极创新和改革教学方式，鼓励学生合作讨论，增强探究精神与能力。例如：在“过氧化钠”的教学中，借助过氧化钠和水的实验内容开展教学活动，在过氧化钠和水的反应中，会产生氢氧化钠和氧气，实验属于放热反应，在反应中产生的热量使得脱脂棉燃烧，化学反应中放热，而且有氧气生成，所以脱脂棉能够剧烈燃烧。结合实验过程设计相应的问题：脱脂棉为什么会发生剧烈的燃烧？结合问题引导学生进行探究，观察实验现象和结果，了解整个实验的性质。通过这样的教学活动，激发学生学习兴趣，加强师生互动与交流，实现学生探究能力培养[5]。

结束语

现代教育理念重视学生科学探究和自主学习能力的培养，传统“灌输式”教学和“填鸭式”教学已不适用于现代教育模式，更无法满足学生日益增长的学习需求。高中化学教师在新型教育环境下需不断创新思想观念，积极改革教学方式，充分体现学生主体作用，引领学生在化学实验中发现问题，自主探究，质疑，讨论分析，解决问题[6]。学生在科学探究中自主变换实验对象并对实验条件进行控制，通过分析现象和明确内在规律达到探究知识目的，进一步提升化学学习质量和学习能力，对未来学习和发展有着重要现实意义。

参考文献

[1]赵丽阳.如何在高中化学实验教学中培养学生的科学探究能力[J].新课程，2019（30）：1.

[2]赵应玲.探究高中化学实验教学中如何培养学生的科学探究能力[J].动漫先锋，2020（11）：1.

[3]吴如翔.如何在高中化学实验教学中培养学生的科学探究能力[J].新课程中学，2019（6）：1.

[4]尹媛媛.如何在高中化学实验教学中培养学生的科学探究能力[J].读写算，2019（4）：64.

[5]陈丹丹.关于高中化学实验教学培养学生科学探究能力的措施探讨[J].成长，2021（8）：1.

[6]滕立云.高中化学实验教学中培养学生科学探究能力的要点分析[J].考试周刊，2020（93）：123-124.