如何在高中化学教学中开展探究性实验

赵宇洁

摘   要：实验是高中化学教学中不可或缺的一部分，探究性实验的开展有利于激发学生的探究欲望，培养学生的实践能力与创新能力。基于此，在高中化学教学中，教师要重视探究性实验，为学生提供趣味性的探究课题，引导学生提出合理的猜想与假设，利用问题情境激发学生的探究欲望，并且设计科学有效的探究方案，规范学生的实验操作。在实验结束后，教师还要引导学生进行深入的总结与反思，从而有效培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力。

关键词：高中化学   探究性实验   探究思维

探究性实验是高中化学教学的重要组成部分。在设计探究性实验的过程中，教师要注重实验的合理性，引导学生发现生活实际中值得探究的课题，并且设计科学的实验探究方案，保证实验操作的规范性。同时，在学生开展化学探究性实验的过程中，教师还要充分发挥引导者的作用，引导学生勤于思考、大胆质疑、合作交流、自主探究，使学生建立完善的实验探究体系。在这种探究性实验中，学生不仅能强化实践操作能力，还能学会利用实验结果来验证自己的假设，从而提高学习效率。

一、选择趣味性的课题

趣味性的实验内容能够有效激发学生的探究热情，调动学生学习的主动性与积极性。因此，在开展探究性实验时，首先，教师要选择趣味性较强的课题，引发学生的好奇心，充分调动学生探究的积极性，使学生主动了解化学的奥秘。

例如，在教学“原电池”部分内容时，笔者设计了简单的电路实验：将十个铜锌原电池进行串联，并且将MP4连接在电路中。当开关闭合时，MP4就会播放学生喜闻乐见的流行歌曲；当开关断开时，音乐就会立即停止。这样简单的电路实验，不仅能迅速集中学生的课堂注意力，还能有效激发学生主动探究与实验的兴趣。在此基础上，笔者还鼓励学生利用生活中的材料开展实验，探究原电池的构成条件。这种课题具有较强的趣味性与实践性，不但能激发学生探究化学知识的热情，而且能促使学生认识生活中的化学物品，了解化学常识，提高学生理解与记忆化学知识的效率。

二、提出合理的猜想与假设

猜想与假设是开展化学实验的重要前提，科学、有效的猜想与假设能缩小实验验证的范围，减轻学生的学习负担，提高学生的实验效率。在开展探究性实验之前，化学教师应当引导学生提出合理的猜想与假设，鼓励学生利用自己已经掌握的知识与经验，对自己即将探究的问题进行科学的推理与猜测。在学生进行猜想与假设的过程中，教师要引导学生认真观察、深入分析，充分应用自己所掌握的化学知识，推测问题的成因，从而快速找到正确的探究思路，提出科学的猜想与假设。这样才能为之后的探究性实验奠定坚实的基础。

例如，在开展“过氧化钠与水反应”的实验前，笔者引导学生利用质量守恒定律来进行猜想与假设。学生提出了两个猜想：第一个猜想是过氧化钠与水反应能够产生氢气与氢氧化钠，氢气的燃烧点燃了脱脂棉；第二个猜想是过氧化钠与水反应生成了氧气与氢氧化钠，氧气能够支持脱脂棉的燃烧。在此基础上，教师可以引导学生结合自己的猜想，设计有效的实验方案，开展探究性实验，验证自己的猜想。

三、设计科学有效的实验方案

科学有效的实验方案是学生顺利开展探究性实验的基本保证，能为学生的实验过程提供基本的方向指导。在开展探究性实验的过程中，高中化学教师应当重视探究方案的设计，这样才能为探究性实验的有序开展提供良好的保障。在设计探究性实验方案的过程中，教师要对实验中将会涉及的各项因素进行综合考量，包括学生的实验操作水平、知识储备、教学内容的难易程度以及學校的客观实验条件等。

例如，在验证“过氧化钠和水反应的产物”这一实验的过程中，很多学生提出过氧化钠与水发生反应产生的气体是氧气或氢气的假设，这证明很多学生已经充分掌握了氧气与氢气相关的知识点。因此，笔者设计了以下的实验方案：首先，分别将少量过氧化钠粉末加入两支试管中；其次，使用胶头滴管将水滴入其中；最后，一个学生将带有火星的小木条放置到试管的中下部，观察木条是否复燃，另一个学生用拇指将试管口堵住，并且将其接近火焰，在将拇指松开的过程中，观察是否有爆鸣声出现。该实验方案有三个优势：第一，实验的时间较短，学生能够快速验证自己的猜想；第二，实验过程较为简单，对学生的知识储备与实验操作水平要求较低，能增强学生开展探究性实验的自信心；第三，实验过程中所使用的药品量少，安全性较高，并且实验仪器较为简单，对客观实验条件要求较低，大部分学生都能完成实验。

再如，在设计氯气的实验室制法探究方案的过程中，由于氯气有一定的毒性，因此，对学生的实验水平有一定的要求。在实验过程中，学生需要正确地选取仪器、药品，并且对于实验步骤的安排、装置的拆卸安装、酒精灯的使用方法、气体的检验与收集以及尾气处理等工作，都需要进行妥善的处理。完善的实验方案能够对学生的探究性实验过程进行全方位的指导，有效提升学生的实践探究能力。因此，在设计实验方案的过程中，对于危险性较高的实验，教师可以利用多媒体设备来进行实验演示，将抽象的化学反应过程具象化地展现在学生面前，使学生能够充分了解化学反应的过程，从而深化学生对化学知识的理解。

四、创设问题情境

（一）利用实验现象，创设问题情境

高中学生的好奇心较强，容易对新奇的事物与现象产生浓厚的兴趣。因此，高中化学教师应当充分把握学生的认知特点，通过趣味性较强的实验，创设问题情境，使学生对问题产生探究的兴趣，进而全身心投入探究性实验。例如，在开展“钠与水的反应”实验的过程中，首先，笔者将几滴酚酞溶液滴入烧杯里的水中，然后，将绿豆大小的一小块钠放进水中，让学生观察实验现象。学生在观察实验现象的过程中会发现钠浮于水面，并且熔融为银白色的小球，在不断游动的过程中甚至会发出“嘶嘶”的声音，而烧杯里的水也变成了红色。由此，笔者通过趣味性的实验现象，提出问题：“钠与水发生反应出现了什么特殊的实验现象？为什么钠会融化且浮于水面呢？为什么水会变成红色？这其中发生了什么化学反应？”这一系列的问题能创设问题情境，有效激发学生探究的热情，此时，笔者就适时引导学生开展“钠与水反应产物的验证和钠的还原性”的探究实验。

（二）利用生活现象，创设问题情境

化学知识与生活息息相关，认识生活中的化学现象是高中化学教学的重要目标。在高中化学教学中开展探究性实验，教师应当引导学生发现生活中的化学现象，使学生充分认识到现实生活与化学知识之间的联系，并应用自己所掌握的化学知识来解决实际问题。基于此，教师可以利用生活中的真实案例，为学生创设问题情境，从而培养学生发现问题、自主探究、细心观察的能力。

例如，在引导学生开展“二价铁的还原性”的探究性实验的过程中，首先，笔者提出了生活化的问题：“削了皮的苹果放置在空气中会产生怎样的变化？”这个问题很多学生都能回答得出来：“苹果在削皮之后放置在空气中，会逐渐转变为棕黄色。”在此基础上，笔者追问：“为什么会产生这样的现象？如果是苹果汁，会发生上述变化吗？是什么原因造成的呢？”这些问题能创设问题情境，引导学生开展生活化的探究性实验，从而深入探究二价铁的还原性和二价铁转化成三价铁的条件。通过生活现象创设问题情境，不仅能使学生快速融入探究情境中，还能引导学生了解化学知识在生活实际中的应用，让学生能够学以致用。

（三）利用异常现象，创设问题情境

异常现象是激发学生好奇心与求知欲的重要切入点。化学现象的产生与多种因素有关，受客观条件的影响，化学实验很容易出现异常现象。基于此，高中化学教师可以根据实验过程中出现的异常现象，创设问题情境，促使学生开展类比性的实验，拓宽学生思维的渠道。

例如，在教学“氨气的水溶解性”部分内容时，笔者引导学生开展喷泉实验。首先，在干燥的圆底烧瓶中充入氨气，并且用有滴管和玻璃管的塞子塞紧瓶口，滴管中需要事先吸入水。然后，将烧瓶倒置，并将玻璃管插入有少量酚酞溶液的烧杯中，轻微挤压滴管，保证少量水能够进入烧瓶中。上述实验能够引发喷泉现象，但是在实践过程中，也有的装置没有引发喷泉现象。由此，笔者将没有引发喷泉现象的装置提供给学生，并提出问题：“为什么这个装置没有产生喷泉现象呢？找出问题所在，并试着找出每个操作步骤对整体实验现象的影响。”这些问题能引导学生对问题进行充分的分析与探究，从而有效培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的化学实验能力。

五、規范学生的实验操作

实验过程是高中化学探究性实验的核心环节，也是培养学生化学探究能力的重要环节。高中化学教师需要注重实验过程，规范学生的实验操作行为。这样既能保证学生的课堂参与度，凸显学生的主体地位，也能提高学生的实验能力，保证学生实验过程中的安全。首先，在探究性实验中，教师要引导学生细致观察、认真推理、发现问题、整理分析实验数据，并通过数据进行科学论证，养成良好的实验习惯。其次，在探究性实验中，教师要指导学生掌握科学的实验操作流程，并反思自身的实验过程是否规范，这对于提升学生的实验操作水平至关重要。例如，在进行过滤操作的过程中，教师需要引导学生遵循“一贴、二低、三靠”的原则，并且引导学生思考：“假如没有这样做，会出现怎样的结果？”再如，与气体制备、反应、收集相关的装置都需要检验其气密性，不同的实验所用的装置也有所不同。在检查装置气密性的过程中，学生也需要运用不同的方式进行检验。有的要运用液差法进行检验，有的要运用加热法进行检验，等等。

六、实验结束后的总结与反思

实验结束后的总结与反思环节是引导学生将实验现象进行抽象化总结的关键阶段，能升华学生的化学学习，促使学生从直观的实验现象中掌握抽象的化学知识，提高学生的化学技能。在归纳总结的过程中，高中化学教师可以将学生分成多个小组，引导学生以小组为单位，讨论探究性实验的成果。在此过程中，教师要给每个学生提供发言的机会，并且及时纠正学生出现的错误。同时，对于学生不了解的知识点也需要及时进行补充，开阔学生的视野。教师还要引导学生对探究性实验过程中的各个环节进行反思，比如，猜想与假设是否合理、实验方案是否可行、实验过程是否存在不足、需要采取哪些措施进行改进等。学生在交流与探讨的过程中，也需要对自己所表述的内容进行反思，接受他人给出的有用建议，改进自己的不足，从而有效强化化学实验能力。

总之，在高中化学教学中，教师要认识到探究性实验的重要价值，引导学生选择具有趣味性的探究课题、提出合理的猜想与假设、设计科学有效的实验探究方案，完成化学探究的过程。在此过程中，教师要充分发挥自身的指导作用，规范学生的实验操作行为，在实验结束后，教师还要引导学生进行反思，不断提升学生的实践探究能力，促使学生养成良好的实验操作习惯。

参考文献：

[1]顾绍平.基于核心素养的高中化学探究性实验教学策略[J].数理化解题研究，2023（9）：99-101.

[2]张军贵.新课程背景下高中化学探究性实验教学策略[J].数理化解题研究，2022（36）：101-103.

[3]钟添兴.高中化学探究性实验教学的实施路径[J].中学课程资源，2022，18（5）：34-36.

（作者单位：江西省南昌市第二中学）

本文系江西省基础教育研究课题“新教材背景下高中化学情境教学法与探究性实验有机融合案例研究——以人教版必修课程教学为例”（课题编号：NCHX 2022—058）的阶段性研究成果。