基于科学探究能力的高中化学教学

浙江省杭州市萧山区第三高级中学 何梁君

科学探究活动包括科学家的探究活动以及学生的探究活动，科学家和学生的探究活动存在对象、方法以及结果差异。学生科学探究活动的对象是学生未知的，采用简单的方法，提高学生对各个事物以及现象的认知，学生利用科学实践制作科技物品，使学生的生活质量得到改善，教师要注重发展学生的科学探究能力，引导学生开展科学探究活动，确保探究方法的规范严谨，并且要有一定的创新。通过客观探究活动，深化学生对现实的认知，改善人类的生活质量。

一、发展科学探究能力的含义

第一，科学探究的含义。科学探究是指通过一定的过程、方法探索客观事物，让学生研究并质疑客观事物，现代教育的科学探究指的是科学探究活动、科学探究技能。科学探究需要学生的科学发现、解释、创造、应用，流程包括提出问题并假设、设计方案并实施，通过获取证据进行分析解释并建构模型，真实问题的探究要符合一般科学认知规律，模型的功能化具有一定的迁移应用价值，有助于形成结论并根据结论交流、评价。

第二，科学探究能力的含义。科学探究能力是指在不同情境中，学生的批判思维、理性思维，构成要素包括科学态度、科学思维、批判质疑态度、探究意识，教师要以严谨的态度运用科学知识探究，运用相关技能判断并解决问题。教师对学生科学探究能力的培养，重在发展学生的科学态度、批判质疑态度、科学思维。教师要培养学生的探究意识，培养学生勇于探究的精神，保护学生的探究意识，提升学生的探究能力，促使学生的科学探究能力得到发展。

第三，注重对学生科学探究能力的培养。构成科学探究的要素包括提出问题、对问题进行猜想与假设，并且要制订可行性的计划，根据计划收集证据并进行实验，从而进行解释，得出结论，对结论进行反思与评价。科学探究注重对学生探究意识的培养，有助于学生掌握探究方法，丰富学生的探究体验，促进学生形成探究能力。

二、基于发展科学探究能力的高中化学教学策略

高中化学实验以科学探究实践活动为主，高中化学教学中，教师要发展学生的科学探究能力，培养学生的科学素养。有些学校的科学探究活动只是流于表面形式，无法转化为实际成果。

在科学探究活动中，教师要创设趣味性的化学实验情境，学生受到趣味性情境的感染，对化学实验会更加投入，有助于学生对实验中涉及知识的探究，通过营造良好的实验氛围，激发学生对实验的探究欲望。教师要设计、组织和指导科学探究活动，着眼于发展学生的科学探究能力。有些学生觉得书面考试中的探究题很难，教师要了解科学探究的构成要素，在高中化学实验操作中关注实验原理以及实验操作的规范性，学生要按照实验要领和步骤操作，让学生认真分析、解决实验中的问题，在实验中培养学生持之以恒的品质和坚强的意志力，培养学生不屈不挠、坚忍不拔的品质，培养学生对实验的信心。

通过开展科学探究活动，培养学生的科学探究能力和思维品质，培养学生乐于探究的科学精神，内化学生的批判质疑态度以及科学思维。批判质疑态度和科学思维的灵活运用，有助于学生解决化学问题，增强学生的社会责任感，有助于学生在社会生产活动中研究并解决科学问题。以下具体分析基于发展科学探究能力的高中化学教学实践策略。

（一）在实验教学中发展学生的探究能力

1.利用问题导入增强学生的探究欲望

不同学生的性格特点、认知水平、接受能力、化学基础存在差异，教师采用传统一刀切的教学理念设置问题，无法满足学生的多元化学习需求，无法调动学生的学习积极性。教师要改变这种教学理念，重视问题情境的创设，根据学生的个体差异，设置针对性的探究问题进行导入，通过问题导入，激发学生的求知欲，让学生感受到化学学习的乐趣。学生在思考、解答问题的过程中，有助于挖掘学生的潜能，激发学生的探究兴趣，在科学探究活动中需要解决问题，从而能提升学生的探究能力以及化学学科素养。

例如，在“金属化合物”的教学中，教师要让学生了解碳酸钠的化学性质，可以设置问题进行导入。教师给学困生和中等生设置问题为：大家有没有在生活中见过生锈的苹果？给学优生设置的问题为：苹果生锈的原因是什么？学生针对这些问题进行思考并发言，经过教师的启发以及学生的探讨，学生得出了结论：苹果中的二价铁离子会被空气中的氧气氧化，从而形成三价铁离子。这样的生活实例，能让学生开展科学探究，有助于学生根据所学知识解决实际问题。

2.联系实际生活开展实验探究

高中生的生活阅历有限，有些学生对这些真实的情境感到陌生，因此教师要根据实际生产、生活创设具体的问题情境，确保化学与生活具有一定的关联度。由于化学与环境保护、科技创新密切相关，在高中化学教学实践中，教师要选择化工生产、科学实验方面的素材，引导学生联系实际生活开展实验探究，激发学生对化学知识的探究欲望，引导学生树立正确的价值观念，让学生从实际生活中感受化学的魅力，激发学生对化学知识的学习兴趣；让学生深入思考化学对生活、生产的推动作用，从而实现对科学探究能力的培养目标；让学生利用化学学科知识解决日常生产或生活中的问题，能提升学生的化学学科核心素养。

例如，教师在给学生讲农产品的化学加工以及生物资源时，让学生联系生活考虑大豆是哪些食品的成分，学生联系实际生活发现由大豆制成的食品包括大豆油、豆腐，但是将大豆制成大豆油和豆腐的过程需要学生用实验进行探究。学生了解到大豆制豆腐的原理是：在酸碱盐等化学因素的影响下，大豆中蛋白质的性质发生改变并引起聚沉，从大豆中提取大豆蛋白质并制成豆浆，将凝固剂加入豆浆中，在一定温度下，大豆蛋白质形成胶体聚沉，从而制成豆腐。大豆制成豆腐的过程，有助于学生了解食品中蕴含的化学知识，从而增强学生对化学知识的探究能力。

又如，生产生活中的素材包括化工生产、实验过程以及药物合成，呈现方式为文字流程图、合成路线图、装置图。实验室用废铁屑制备硫酸铁进行探究实验，这种变废为宝的实验活动，能创设真实的情境，促进学生运用化学知识解决实际问题，让学生感受到化学与实际生产生活的联系，了解化学学科的价值，培养学生正确的化学价值观念。

3.在合作交流中营造科学探究氛围

高中化学教学中，教师要通过合作交流的方式开展探究活动，教师对探究活动的设计，要给学生预留合作交流的时间，教师将学生分为若干小组，给各小组布置探究任务，引导学生在组内合作探究学习，让学生收集实验信息资料，学生在小组内提问并开展实验活动，教师鼓励学生在组内互帮互助、取长补短，鼓励学生改正探究中出现的错误。学生对探究活动的主动参与，有助于培养学生的创新意识，营造宽松和谐的氛围，让学生体验合作学习的乐趣，从而培养学生的发散性思维。

例如，在“氯及其化合物”的探究中，教师将学生分为若干小组，引导学生在探究中了解物质类别、原子结构以及元素价态，构建认识模型进行预测和检验，同时教师要自制有助于存储的消毒剂，围绕消毒水的成分探究。学生设计实验方案，提出关于实验方案的假设，教师指导学生设计正确的实验证明自己的假设。学生以小组为单位开展实验，在小组内设计实验方案并进行实验探究，通过收集证据推理论证，从而得出结论，教师要引导学生对比各个小组的实验现象和实验结果。

教师要鼓励学生探究实验中的异常现象，让学生通过预测与假设分析异常现象，增强学生的科学探究能力，各个小组针对实验中的不足之处进行改进，选出实验现象和实验结果最佳的实验方案。教师对最佳实验方案小组进行表扬或物质奖励，激励学生进行实验探究，培养学生的科学实验探究能力。

又如，在“石油的分离”实验教学中，教师让组员完成组装实验仪器，并检查整套装置的气密性，也有一些成员负责取用液态混合物、准备碎瓷片，实验开始后，小组成员关注温度计及蒸汽温度，理解蒸汽冷凝为冷凝水后的上口出、下口进。对问题的探究有助于学生巩固概念，在小组内学优生带动学困生，有助于学生之间的交流与进步，从而提升学生的探究能力。

4.利用多媒体培养学生的探究能力

高中化学教学中，教师要利用多媒体辅助教学，利用多媒体设备给学生展示化学实验中的药品，以生动形象的方式给学生展示实验步骤、注意事项，吸引学生的注意力，培养学生的探究兴趣，让学生感受化学探究实验的趣味性，培养学生的实验科学探究能力。

例如，在“富集在海水中的元素——氯”的教学中，氯元素在生活中很常见，教师利用多媒体展示氯气泄漏、大海、化学武器的视频、图片，让学生探索这些图片，同时教师给学生呈现氯水，引导学生观察氯水的特点，从而让学生循序渐进地探究。

又如，在“有机化合物——甲烷”的教学中，教师利用多媒体给学生展示南极冻土融化并释放甲烷，使温室效应加剧，让学生了解甲烷的用途，学生通过对甲烷的研究，强化了对天然气的认识，有助于培养学生严谨的科学态度以及探索精神，从而提升学生的团队协作精神，有助于提高课堂教学质量。

5.培养学生的动手探究能力

高中化学教学中，化学实验是化学教学的重要内容，教师要注重对学生的启发、引导，给学生演示相关的化学实验，通过化学实验深化学生的化学知识、概念。演示过程操作简单、具有明显的现象，并且能做到绿色环保，学生的化学实验演示完成后，教师要引导学生动手操作，培养学生的动手探究能力。

例如，在“浓硫酸具有脱水性”的实验教学中，教师要让学生将蘸有浓硫酸的玻璃棒放于表面皿的纸上写字，教师引导学生观察实验现象：浓硫酸使纸张脱水并且会破坏木质桌面，在表面皿中开展化学实验，有助于保护木质桌面，这一实验操作简单，具有一定的脱水性，有助于学生观察明显的实验现象，从而让学生掌握化学实验内容，得出化学实验规律和化学实验结论。

（二）基于发展科学探究能力的高中化学教学评价

第一，实验完成后撰写实验报告。学生不仅要重视实验过程，而且要重视实验结果，在实验中发现问题及时纠正，防止问题的积累影响化学课程的实验探究。此外，实验完成后，教师要让学生写出实验报告、实验总结。实验报告和实验总结是后期实验探索的资料，学生通过实验报告自我总结、自我评价、自我反思，有助于推动实验教学的优化。

第二，教师对学生进行客观、真实的评价。高中化学教师要建立完善的科学探究评价体系，注重教师评、学生评，教师对学生的评价项目包括对实验步骤、实验结果的评价，从教师的视角挖掘探究中的问题，有助于学生及时改进。通过真实、客观的评价，让学生了解自己在实验中的不足，对没有涉及的实验问题进行补充学习，有助于学生改进自身的不足。

第三，根据评价结果激励学生探究。由于高中生具有较强的自尊心，他们需要鼓励才能有探究的动力，教师要采取激励措施，鼓励在化学实验探究中表现优秀的学生，增强他们的探究信心，让学生有动力探究深层次的化学实验问题。

三、结语

综上所述，高中化学教师要根据新课标以及化学考试大纲的要求，设计具有挑战性、开放性的探究性学习任务。教师要根据学生的实际情况调整教学方法，让学生在小组内思考并总结，感受归纳推理、分析解释、科学论证，教师给学生解答实验中学生遇到的各种问题，发展学生的科学探究能力，让学生在实践中积累经验，在科学探究中培养学生的创新意识，从而提升学生的综合素养。