高中化学实验探究式教学模式思考

2022-09-21 16:44:43 来源:写作指导

摘要:化学是一门强调实验和科学探究的学科,实验教学在高中化学教育体系中占据不可替代的地位,教师想要在思维层面、实践层面以及价值层面全方位强化学生的实验探究精神和化学核心素养,积极应用实验探究式教学模式是势在必行的改革举措。文章主要探索了高中化学实验探究式教学模式的实施路径,希望能为广大教育工作者提供有价值的参考信息,使高中化学实验探究式教学模式得到切实的优化和执行,驱动化学教改水准稳步提升。

关键词:高中化学;实验探究式;教学模式;策略探索

高中化学课程的实验性和实践性都非常强,在学科核心素养的思想背景下,化学实验教学的优化和调整工作被提升到前所未有的高度,应用化学实验探究式教学模式成为完善学生化学核心素养的捷径。教师在化学实验探究式教学模式的策划和运用过程中倾注更多精力,不但可以带给学生耳目一新的实验探究体验,也能有效提升学生的自主实验能力和科学探究精神,从而使学生的科学思维与化学实验技能得到有效的锤炼和强化。因此,在新课程标准下的高中化学教改工作过程中,教师应该针对化学实验探究式教学模式的实施展开积极探索,为化学实验教学树立明确的自主探究和自主发展导向,从而助力学生养成良好的实验探究和创新意识。

一、实验探究式教学模式在高中化学教学中的运用价值

教师在新时期的高中化学教学工作中积极探索实验探究式教学模式的实施路径,不但可以为学生提供充足的自主性实验学习机会,也能破除以往滞后的化学实验教学弊病,使学生的科学探究精神和自主学习意识得到全方位的涵养。经过细致的分析总结,可将实验探究式教学模式在高中化学教学中的运用价值归纳为以下三个方面。第一,运用实验探究式教学模式可以突出实验课程在化学教育体系中的重要地位,优化高中化学教学结构。以往实验课程在高中化学教育体系中并没有得到足够的重视,很多教师侧重于精讲化学概念知识,省略了组织学生亲身参与实验探究的步骤,致使学生丧失了发展科学精神及实验能力的机会。运用实验探究式教学模式最显著的价值,就是可以提升化学实验课程在整个教学体系中的地位,从而弥补高中化学教学结构上存在的缺陷,为学生科学探究和创新意识的培养开创一片坦途。第二,实验探究式教学模式更有利于发挥学生的学习主体性,调动学生参与化学实验探究的积极情绪反应。在传统的高中化学实验教学中,学生的课堂角色定位居于边缘,缺乏自主性的化学实验探索空间,导致学生无法灵活地释放科学思维,参与化学实验探究活动的兴趣也不够浓厚。化学实验探究式教学模式对师生课堂角色定位做出了有效的翻转,不但更有助于激发学生的主观能动性,而且能使学生对参与化学实验探究产生自发的积极情绪反应,从而为化学实验课程目标的顺利突破提供有力的保障。第三,运用实验探究式教学模式可启迪学生的科学探究思维,引领其自主开展化学实验活动。新课改主张教师在化学实验教学中强化学生的自主探究能力,传统的程式化教学手段显然达不到这一指标。化学实验探究式教学模式追求对学生科学思维的启发和培养,强调引导学生掌握正确的实验探究技能。教师着力落实实验探究式教学模式,既可以引领学生自主开展化学实验活动,还能兼顾学生科学思维及科研精神的构建和完善,全面拓宽高中生化学核心素养的自主发展。

二、实验探究式教学模式在高中化学教学中的运用策略

(一)创设多媒体实验导入情境,点燃学生的实验探究热情

在化学实验探究式教学的导入环节,建议教师为学生加强创设多媒体实验导入情境。多媒体情境不但不受时空条件的限制,而且可以较为直观、生动地为学生引出化学实验探究课题,从而提升学生化学抽象思维和直观想象能力的发散效率,点燃学生参与化学实验探究的热情。在具体的策略实施方面,教师应该从两个步骤入手执行。一是,教师应该将化学实验探究式教学课题关联学生的日常生活,利用多媒体设备为学生展现蕴含课程关键知识节点的化学现象,如教师可以在互联网资源库中搜索并下载与化学实验现象相关的图片资料、视频资料,制成多媒体课件展示给学生,鼓励学生合作分析这些现象产生的原因,以及生活中其他类似的物质变化规律现象,初步唤醒学生对化学实验课题的体验感和亲近感。二是,教师在为学生创设多媒体实验导入情境时,还应该侧重于为学生直观展示化学物质或场景的运行机理、功能划分和复杂结构,如在开展一些危险性实验、高成本实验或者微观实验之前,教师可以应用虚拟仿真实验软件,借助逼真的化学三维立体模型、微视频资料和图片,向学生介绍化学实验探究活动中所需的仪器、药品以及操作使用方法,初步呈现实验探究过程中化学物质的运行机理和结构,使学生在后续真实操作中的探究效果更好。

(二)设计探究式实验问题,培植学生的问题意识和质疑精神

以往教师在高中化学教学中运用实验探究式教学模式时,通常只是带领学生进行程式化的实验操作,并没有关注到学生科学思维和问题意识的形成和培养需求。事实证明,这种实验教学法取得的成果并不尽如人意,学生思维能力、质疑和释疑能力的发展都受到不同程度的限制,化学实验课堂也会丧失生机和活力。应用问题导学法是提高化学实验探究式教学模式实践有效性的捷径,教师基于高中生特有的猎奇心理倾向,为学生凝练核心性、探究式实验问题,一来可以激发学生的实验探究和求知欲望,促使学生对化学实验结论做出合理的设想;二来也能驱动学生科学思维的迸射和发展,强化学生通过实验探究解决复杂化学问题的能力,从而培植学生的问题意识和质疑精神,完善学生的实验探究、推理论证以及模型认知素养。化学探究式实验问题的设计方法主要有两种。一是,设计具有启发作用和导思作用的问题,同时搭配相关的实物场景演示。如在探究某种化学物质的性质时,教师可以利用和该物质相关的生活物品和材料,在课堂上实施实景演示,然后向学生提出问题:同学们,你们知道演示情景中产生了什么物质或气体吗?怎样收集这种物质和气体?用什么方法来检验?问题提出后,教师可以让学生以分组讨论的形式合作分析、解答问题,初步锻炼学生在化学实验探究活动中的问题意识与合作释疑能力。二是,教师所设计和提出的化学实验探究问题,应该和学生的化学实验结论猜想以及化学实验方案的制订相衔接。如教师利用多媒体设备为学生展示有趣的化学现象后,就可以向学生提出问题:同学们,大家能猜一猜这种现象产生的化学原理是什么吗?能够通过实验的方式验证这种原理吗?接下来,教师就可以鼓励学生以合作形式互动探讨。在此过程中,教师应该在各个小组之间巡视,先引导学生分析化学现象中潜藏的科学原理,再根据原理启发学生得出合理的结论猜想,并鼓励学生尝试自主设计化学实验探究方案,小组和小组之间也应该互动交流,互相借鉴可靠的方案设计思路,使化学实验探究方案得到有效完善,进一步夯实学生的问题意识、质疑精神以及自主设计实验方案的能力[1]。

(三)提供完整的实验指导方案,鼓励学生自主合作开展化学实验

学生在初步设计制订化学实验探究计划之后,由于对实验课题缺乏整体的认识,探究计划中必然存在一些不到位的细节,教师作为化学实验探究式教学模式运用的组织者和策划者,应当发挥教学主导的职能,为学生提供完整的实验指导方案,再鼓励学生自主合作开展化学实验探究活动。这样既可以促进学生充分发挥实验探究的主体性,也能帮助学生跟随实验指导方案开展更高质量的化学实验学习活动,从而锻炼学生的实验探究、自主学习,以及协同配合等能力。具体的策略实施路径和方法主要有两条。一是,教师应该在学生自主设计的实验探究方案基础上,针对不足之处进行调整和优化,前提是不改变学生原有的实验流程和探究思路框架。如在收集和检验某种化学气体的实验探究活动中,学生的实验猜想以及探究流程方法的设计都很合理,但是在实验探究方案中并未明确所需仪器和药品的使用注意事项,教师在实施方案优化时,可以补齐方案中缺失的化学品安全使用知识,增添实验室一般事故的预防和处理方法等内容,进一步完善实验方案,使学生能够更安全地参与化学实验探究活动。二是,在学生自主合作开展化学实验探究式学习过程中,教师必须加强指导学生严格按照预设实验方案进行规范操作。如在连接实验仪器时,教师可以指导学生按照方案中规划的气体发生、除杂质、干燥、主体实验、尾气处理五个步骤连接好实验仪器,然后仔细检查实验仪器和装置各部分的气密性。接下来,教师就可以鼓励学生合作进行装药品、排除杂质、检验、分离和提纯等实验操作,在此过程中引导学生互动交流,一边观察一边完整记录实验现象,为后续结论分析提供可靠依据。

(四)教师巡视进行思维点拨,把控学生的化学实验探究方向

虽然高中化学实验探究式教学模式的实践和运用,将学生的主体性和自主性提升到前所未有的高度,但是教师自身的教学主导作用仍然不能偏废,部分学生虽然能够根据实验探究指导方案走完实验流程,可在这个过程中,学生科学思维能力的发散可能跟不上,这个根本矛盾如果得不到妥善的解决,学生对化学实验课程中关键知识节点的理解就会浮于表面,从而导致学生陷入非理性的化学实验探究误区,造成学生化学核心素养思维层面的缺陷。在具体的策略实施上,教师应该适度介入学生的自主探究过程,通过流动巡视对学生进行思维点拨和探究方法指导。如某项化学实验探究现象不明显时,教师就可以点拨学生变换实验中的某个条件或者化学品用量,增设实验对比组,引导学生开展差异性比较分析,深化学生对实验现象以及某种因素和实验对象关系的认知。再或者,在一些有机物制备的化学实验探究中,如果是两种有机物参加的可逆反应,教师可以启发学生考虑添加一些廉价的有机物,提高另外一种有机物的转化率和产出率,帮助学生在实验操作中更好地运用化学平衡移动原理。

(五)加强指导实验现象观察,培养学生的宏观辨识和微观探析思维

宏观辨识和微观探析是化学核心素养的重要维度之一,同时也是教师探索化学实验探究式教学模式过程中所要重点发展的思维能力要素。观察环节在化学实验探究式教学模式中占据不可替代的地位,教师合理利用实验观察环节,不但可以帮助学生直观地感知化学实验中的物质变化现象,也能强化学生的观察能力,提升学生的宏观辨识和微观探析思维,从而使化学实验探究式教学模式的运用紧扣化学核心素养构建目标[2]。在具体的策略实施方面,教师应该指导学生结合化学实验探究记录开展实验现象观察,也可以应用信息化摄录工具拍摄记录实验现象,方便学生反复观察和研究化学实验现象。再或者,教师在指导学生开展化学实验现象观察时,还应该确定采用多长的时间间隔进行观察,以及记录实验现象应该采用哪些指标作为变化的标志等。与此同时,教师还可以指导学生将观察到的实验现象和记录的数据运用多种形式进行整理,如数据表格、扇形统计图,等等,为后续结论分析和确定提供依据。

(六)交流展示实验探究成果,集体构建化学模型和实验结论

学生以对化学实验结果的猜想开展实验探究式学习,那么化学实验探究式教学模式的实施重点,最终势必要回扣到对实验猜想的验证上。基于此,在化学实验探究式教学的最后一个环节,教师应该组织学生交流展示实验探究成果,引导学生集体构建化学模型和实验结论,一来可以打造交互式的实验探究环境,使学生在集思广益中生成完整的化学知识技能和实验探索经验;二来也能把握化学实验探究式教学的关键点,夯实学生的实验探究、推理论证和模型认知能力。在具体的策略实施方面,教师可以鼓励各个实验小组轮流展示化学实验成果、交流反馈实验探究信息,通过有效的信息梳理和归纳总结生成实验结论,再将实验结论代入之前的实验猜想,验证两者是否一致。如在性质类化学实验探究活动中,教师就可以引导学生结合实验观察的数据记录,根据物质结构推理出该物质所属类别和基本的化学性质,然后进一步分析该物质的特殊性和独有性质,最后将得出的结论代入到最初的实验猜想,对比、检验实验结论和实验猜想,以及预期的实验现象是否相符,如果相符就证明猜想和假设成立,如果不相符就证明猜想和假设不成立,从而培养学生通过实验探究法推理论证假设猜想的学习习惯,激发学生实事求是的理性科研精神。

总之,教师在高中化学教改工作中加强探索实验探究式教学模式,不但可以优化化学教学结构,也能培育学生的科学探究和创新精神,以及自主实验能力。因此,教师要确立化学实验探究式教学三维目标,积极采用多媒体实验导入情境、设计探究式实验问题、提供完整的实验指导方案、及时跟进思维点拨、加强指导实验现象观察以及交流展示实验探究成果,从而引领学生集体构建实验结论,帮助学生养成良好的实验探究能力与理性科研精神。

作者:李妹 单位:甘肃省通渭县第二中学