高中化学实验探究式教学模式的构建与实施策略探究

摘要：高中化学实验探究式教学模式是一种强调学生主动参与实际操作的教学方法。阐述了高中化学实验探究式教学模式的构建原则，即教学目标明确、实验选题先行、实验设计灵活，分析了目前高中化学实验教学中存在的问题，探讨了高中化学实验探究式教学模式的实施策略，包括优化探究式实验教学设计、监督探究式实验过程、鼓励学生开展协作实验、提供探究式实验资源支持等。关键词：高中化学实验；探究式教学；模式构建高中化学实验探究式教学是一种强调学生主动参与实际操作的教学方法。在这样的实验教学中，教师不只是知识传递者，还是协助者、合作者，需要引导学生利用实验探究科学概念［1］。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》倡导教师创设真实的实验环境，利用观察、假设、实验设计、操作以及结果分析等科学方法，引导学生探究化学现象的内在规律，让学生在实践中理解抽象的化学理论。一、高中化学实验探究式教学模式构建的原则（一）教学目标明确原则在构建高中化学实验探究式教学模式时，教师要重视教学目标的确立。明确的教学目标能为课堂教学指引方向［2］。明确的教学目标能指引教师有的放矢地设计课程内容，帮助学生在化学实验探究中深入理解科学概念，有效培养学生的批判性思维能力。同时，明确的教学目标还有助于教师评估学生的学习成果，调整教学计划。教师利用有目标导向的教学方法，能更高效地实施教学计划，提高教学的针对性，提升实验教学质量。（二）实验选题先行原则在高中化学实验探究式教学模式的构建中，选择合适的实验选题是重要环节。实验选题的选择会直接影响实验教学的质量［3］。高质量的实验选题能激发学生对化学知识的学习兴趣，帮助学生将实验技能应用于实际问题的解决中。教师在选择实验选题时要考虑学生的知识储备以及实验资源的可用性，以确保实验项目能激发学生的好奇心。教师精心选择实验选题，能让学生在探究过程中获得知识，增强学习动力，提升多个方面的能力。（三）实验设计灵活原则灵活的实验设计是高中化学实验探究式教学成功实施的关键。灵活的实验设计允许学生在实验过程中根据实际遇到的问题进行实验方案调整，这能提高实验的成功率，培养学生的创新思维，提升学生解决问题的能力［4］。在教师的指导下，学生能根据实验目的调整实验方案，加深对相应化学原理的理解。灵活的实验设计鼓励学生进行科学探究，让学生在实验中自主寻找问题的答案，深入探索化学现象背后的科学原理。这样的教学能有效地提升学生的课堂活动参与度，使学生获得更丰富的学习体验。二、目前高中化学实验教学存在的问题（一）实验教学方法单一在高中化学教学中，部分教师仍然运用单一的实验教学方法，缺乏创新性。单一的实验模式仅涉及有限的标准化实验操作，较少融入化学领域的新理论［5］。这阻碍了学生探索新知识，无法激发学生对化学实验的兴趣。同时，单一的实验教学方法无法促使学生进行深入思考，很难帮助学生掌握深层次的化学概念［6］。（二）实验教学效率低目前，高中化学实验教学存在的一个显著问题是实验教学的效率较低。出现这一问题的主要原因是设备设置、样品准备以及信息收集等实验准备过程消耗的时间过多［7］。效率较低的实验教学会延长学生在实验室的时间，进而影响整体的教学进度。同时，低效率的实验教学会导致学生在等待实验设备的过程中出现注意力分散、实验操作时间减少等问题。为了处理这些问题，教师常常需要投入额外的时间、精力来调整教学安排，这不利于教育资源的优化配置以及教学质量的提升。（三）学生实验操作能力不足在当前的高中化学实验学习中，一些学生的实践操作能力不足，这对学生的科学探究产生了不利影响。由于缺乏充分的实验操作练习以及深入的技术指导，部分学生在实验室内进行科学实验探究时会缺乏自信心［8］。同时，教师对学生实验操作能力的忽视也会导致学生在面对复杂的科学问题时，无法有效地利用实验工具解决。实验操作能力不足会限制学生学习能力的提升，对学生未来的学习与生活产生不利影响。同时，这也会导致教师在实施教学活动时需要花费更多的时间和精力来指导学生掌握基本的实验技能，进而导致教学效率降低。三、高中化学实验探究式教学模式的实施策略（一）优化探究式实验教学设计在高中化学实验探究式教学中，优化教学设计是提升教学质量的重要措施。教师在优化教学设计时，应注重科学性、适应性及创新性，保证实验与理论知识紧密联系，能激发学生的实验探究兴趣［9］。优化后的实验教学设计应包括清晰的实验目标、详细的步骤说明以及具体的结果预期，以便学生在实验探究过程中自主学习。教师应根据学生的反馈与实验结果不断调整教学策略，使教学活动更加符合学生的实际需求，从而有效地提升学生的实验技能。以人教版高中化学“氧化还原反应”的实验教学为例，教师可以设计一个关于铁的氧化还原反应的实验来深化学生对该反应类型的理解。教师可确立如下教学目标：让学生观察并记录铁钉在实验中的变化，探究氧化还原反应的本质及影响因素。在实验教学过程中，教师可先准备适量一定浓度的硫酸铜溶液和一定质量的铁钉，以及实验所需要的其他设备。然后，教师可让学生以小组为单位将铁钉放入硫酸铜溶液中，引导学生观察和分析实验现象，如反应中溶液的颜色变化等。当反应完成后，教师可引导学生取出铁钉并洗净，重新称量其质量，记录相应的数据以及溶液颜色的变化情况。铁与硫酸铜溶液的反应可用如下化学方程式表示：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。在此反应中，铁（Fe）是还原剂，失去两个电子（被氧化），而铜离子（Cu2+）则获得这两个电子（被还原）。之后，教师可引导学生得出实验结果：铁钉表面形成的红棕色沉淀物是铜；溶液由蓝色变为浅绿色，是因为溶液中的铜离子被还原为金属铜，同时形成了硫酸亚铁。在这个实验中，学生可以直观地感知物质的变化，从而更深入地理解氧化还原反应的化学本质。这样的实验教学不仅能加深学生对相应化学知识的认识，还能激发学生的知识探究兴趣［10］。（二）监督探究式实验过程在运用高中化学实验探究式教学模式时，教师重视对实验过程的监督能有效提升教学效果。教师监督实验过程能确保学生实验操作的安全性以及学生对实验数据的准确记录。同时，教师监督实验过程能及时帮助学生调整实验方法，让学生顺利观察到实验现象［11］。此外，教师对实验过程进行监督，有益于提升学生的批判性思维能力，培养学生的科学探究精神以及问题解决能力。以人教版高中化学“盐类的水解”的实验教学为例，教师要监督学生的实验过程，指导学生分析实验结果，以确保实验的顺利开展。在教学时，教师可设计相应实验引导学生探究不同盐类的水解反应。实验的具体步骤如下：准备几种常见的盐，如氯化铵（NH4Cl）、硫酸钠（Na2SO4）和氯化钠（NaCl）；分别将这些盐溶解在蒸馏水中制成溶液，并用pH试纸或pH计测量溶液的pH值；观察并记录每种盐溶液的pH值，并与理论值进行比较。在这个实验中，教师监督的重点在于学生是否准确测量每次实验的数据。氯化铵含有NH4+，在水中会水解产生H+，故而其溶液表现为酸性。硫酸钠溶液由于SO42－和Na+在常温下具有稳定性，因此表现为中性。氯化钠溶液也表现为中性。学生对比这些实验结果，可以更深入地理解盐类水解的条件、过程及其对溶液性质的影响。教师在监督实验过程时，要让学生正确配置各种溶液并正确使用pH测量仪器。在分析实验结果时，教师要引导学生探讨为何同是盐类，不同的离子会导致水解反应不同，并让学生深入讨论离子性质对水解反应的影响。（三）鼓励学生开展协作实验在运用高中化学实验探究式教学模式时，教师应鼓励学生通过合作交流得到实验结果，这样能促进学生之间的互动与信息分享，增强学生的团队合作意识和能力［12］。学生通过交流合作，能了解不同的问题解决方案，进而提高实验的效率，深化对相应化学概念的理解。例如，在人教版高中化学“反应热的计算”的教学中，教师可设计一个实验来测定中和反应的反应热。首先，教师可为学生准备100毫升0.1摩尔每升的盐酸、100毫升0.1摩尔每升的氢氧化钠溶液及其他实验器材。然后，教师可将学生分成多个小组，让学生使用温度计分别测量两种溶液的初始温度，并记录。在实验过程中，教师要鼓励学生进行交流与合作，将氢氧化钠溶液缓慢倒入盐酸中，并不断搅拌以确保其混合均匀。当反应完成后，教师可让学生记录最高温度，并相互对比实验结果。在此实验中，学生需要分工合作，一部分学生负责实验操作，另一部分学生负责数据记录。最后，教师要组织讨论活动，让学生互相交流各自的发现与心得体会，共同分析实验结果。（四）提供探究式实验资源支持在运用高中化学实验探究式教学模式时，教师提供充足的资源支持能够帮助学生有效地进行实验探究。教师提供的实验资源支持不仅包括传统的化学实验器材与化学物质，还包括现代化实验设备、计算工具以及科学数据分析软件等。学生利用这些资源，可以进行更复杂、更精确的科学实验，从而/63Rl/LnzXDcKf9cL3U8Vw==更深入地探索化学原理［13］。以人教版高中化学“物质的分离和提纯”的教学为例，本课主要教学目标是让学生了解多种物质分离和提纯技术，如蒸馏、萃取等。教师可根据实验的不同，给学生准备不同的实验器材。比如：简单蒸馏实验需要用到蒸馏装置，包括蒸馏烧瓶、冷凝器、接收烧瓶和加热装置等，教师可以为学生提供这些实验器材，让学生运用这套装置分离混合液中的挥发成分；萃取实验需要用到分液漏斗、有机溶剂、水和萃取物的混合物等，教师可以为学生提供这些实验器材，让学生利用物质溶解度差异来分离化合物。教师为学生提供充足的实验资源支持，能提升学生的操作技能，激发学生对科学探究的热情，加深学生对相应知识的理解。结语在高中化学教学