中学化学实验探究教学模式的创新实施.pdf

163课改教研教研园地中学化学实验探究教学模式的创新实施文峰（礼县宽川镇初级中学，甘肃陇南742202）【摘要】在深化教育改革的大背景下，中学化学实验教学面临着优化教学模式的要求。化学是一门实践性和应用性较强的学科，不仅要求学生要掌握相应的专业理论知识，还要求学生具备动手操作能力，养成严谨的科学探究态度。因此，创新中学化学实验教学模式，对提高学生的综合素质有着重要意义。为此，教师要吸取以往化学实验探究教学的经验教训，有意识地改进教学的方式方法，并为教学内容增添时代特色，以进一步提升教学质量和水准，进而培养兼具理论知识和实验技能的高素质中学生。基于此，论述了中学化学实验教学模式的基本架构，说明了教学模式创新的三大要点，并提出了具有针对性的创新路径。【关键词】中学教学；化学实验教学；教学模式创新【中图分类号】G63【文献标识码】A【文章编号】2095-9214（2024）02-0163-04【DOI】10.16550/ki.issn.2095-9214.2024.02.051传统的中学化学实验教学模式是学生在课前预先学习实验报告，教师根据实验报告讲解实验操作过程中的注意事项，再由学生按照实验报告步骤操作，最后学生完成报告的填写和总结。在中学的化学实验课程中，因考虑到学生的安全问题，教师很少让学生自主动脑、动手解决问题，然而这并不利于学生内化和吸收所学知识，也不利于培养学生的实验探究能力。长此以往，学生的学习热情与情感态度也会发生转变，甚至会出现抵触和逆反心理。因此，中学化学实验课程的教学模式亟须改革。一、中学化学实验探究教学模式的基本结构（一）实验主题揭示阶段揭示实验主题是化学实验探究教学的起点。实验探究教学不能漫无目的地开展，而是应掌握探索方向和范围，因此，教师开展教学的首要任务便是向学生揭示实验主题，以此作为课堂教学的中心和主线。值得注意的是，在中学化学实验探究的揭示主题环节，教师要引导学生提出问题。这一重要步骤不可忽视，因为提出问题需要学生充分发挥主动性和创造性，对提高学生的创新能力具有重要作用，而且提出的问题要为接下来的实验猜想与假设提供方向。科学研究中，新问题的诞生往往意味着新可能性的发生，从某种层面上说，提出一个问题比解决一个问题更加重要。（二）猜想与假设阶段假说法是科学实验中一种重要的思维方式。通常来说，假说法包括两个环节：一是根据现有的实验结果和理论知识，对未知物质及其变化规律进行推理判断，并做出假设；二是在假设的基础上进行实验检验和理论检验，以此来验证假说。中学化学实验探究中的猜想与假设阶段对应了其中第一个环节，教师在此阶段需要引导学生在已有知识经验的基础上针对实验主题提出假说。假说的提出要求学生回顾以往所学知识，大胆发挥想象力，尽情发表自己的疑问和见解，教师则在恰当时机进行点播和引导。164教研园地课改教研假说法可以刺激和保持学生对实验探究的兴趣，调动学生的学习积极性，培养学生的抽象思维能力和创造力。具体来说，教师需要引导学生联系上一个阶段已提出的实验主题和重点问题，组织他们通过小组合作交流讨论，提出猜想并阐明依据，最后分析多种猜想并做出判断，同时还要选择其中最为充分、最有可行性的一项依据作为实验设计的指向标。由于中学生的认知水平和结构有限，中学化学实验中的假说一般都比较浅显，有利于师生在有限的课堂实验时间之内完成探究式教学任务。（三）实验设计与操作阶段在实验设计阶段，教师应当向学生提供化学实验设计的一般思路，并引导学生将设计思路具体化，以充实方案内容和细节。例如，在有关于物质制备的化学实验中，方案设计思路通常要从反应物、反应条件以及生成物三方面入手，在反应物的选择上应当遵循价格低廉、无腐蚀性、无毒无害的物质，反应条件尽可能遵循低能耗、转化率高、容易控制的原则，生成物纯度较高且无毒害、无腐蚀性。在学生了解化学实验方案设计的注意事项之后，教师就可以组织学生以小组为单位进行化学实验方案设计，具体包括实验名称、实验目的、实验用品、步骤和规划等内容。在学生编写实验方案的过程中，教师可以在班级内巡查检验，随时为学生答疑解惑，并进行细节上的提醒。例如，写清实验用品种类和数量、利用流程图确定实验步骤、结合小组成员个人优势安排材料准备、观察记录等。各组实验方案成型之后，教师可以根据教学实际决定是否进行模拟实验，以确保实验过程的安全性和可行性。实验操作是化学实验流程中最为紧要的环节，此环节的顺利与否将会直接影响到整个实验的成败，因此在实践操作正式开始之前，教师要确保学生拥有完备的实验器材。教师将化学实验相关用品分发之后，要提醒学生根据实验方案仔细核查化学药品、试剂的品类和数量，并检查实验仪器的功用和性能，以确保化学实验能够顺利进行。准备就绪之后，教师才能组织学生正式展开实验操作。在学生进行化学实验操作时，教师要留给他们充足的自我思考和探究空间，对学生实验过程中遇到的问题，要鼓励他们互相交流，以此锻炼学生的动手能力和决策能力。在此过程中，教师要着重指导学生进行规范化操作，尤其是要在学生容易忽略的细节上给予指点。如关于气体制备化学实验，教师应当纠正学生安装实验器材的手法，监督学生设备组装的气密性情况，提醒学生准确记录操作步骤以及发生的化学反应现象。总而言之，教师要密切关注学生的实验过程，帮助他们树立严谨科学、规范操作的科学实验意识。（四）讨论与得出结论阶段讨论与得出结论阶段是化学实验的最后一步。在这个过程中，学生需要对照实验过程，记录分析实验步骤，观测最终现象，并通过小组交流得出结论，同时要与最初的实验猜想进行比较，判断其是否成立。如果实验课程还剩下多余的时间，教师可以带领学生反思实验过程中发现的新问题，组织学生自主交流实验操作的心得体会，互相学习实验技术和方法，从而加深学生对实验结果的理解。此外，教师还可以启发学生畅想实验结果在生活中的应用，列举化工、医药等领域的应用实例，拓宽学生思维的深度和广度。二、中学化学实验探究教学模式创新的要点（一）强调以实验为基础的实验指导思想化学是一门实践性强的自然学科，实验操作是学习化学的基础技能。为此，探究式化学教学应当把化学实验作为提高学生专业知识水平和应用技能的重要手段，围绕化学实验开展课堂教学，引导学生在实验中发现问题、提出问题并探索解决问题，进而使学生能够主动参与实验探究，触及事物本质及其规律变化，从而在实践中形成最为直接的认知，提升思维认知的高度。从心理学的角度来说，实验操作还可以满足学生的好奇心和求知欲。通常学生在面165课改教研教研园地对陌生现象和未知结果时往往能够保持高度热情，因此只有亲身操作，才能促使学生自觉进行探索。（二）强调以学生为主体的教学指导思想新课程标准要求中学教师要对课堂教学建立起全新的认知，即打破满堂灌的教学现状，转变为教师为主导、学生为主体的新型教学模式。新课标的要求就是中学化学实验探究教学模式创新的方向，课堂应以学生为主体，教学应当是学生主动学习的过程。学生自主学习即主动参与知识的复制和再生产，这与被动接受知识是截然不同的两种状态。因此，中学化学实验探究教学模式的创新应当尊重学生的主体地位，帮助学生由被动认知转变为主动认知，而教师只在教学过程中发挥启发和指导作用，当学生遇到困难时，及时给予点拨和提示，进而帮助学生真正成为实验探究活动的主要角色。（三）强调化学实验和教学过程的探究性中学化学实验探究教学模式的创新应当重视实验与教学过程的探究性，即致力于培养学生的创新创造能力、主动思考能力和解决问题能力，使学生能够自主提出问题并解决问题，真正掌握化学实验和科学探究的技巧方法，从而获得提高。化学实验探究教学的方向应当是减少反复性和形式主义的实践活动，着力增强化学实验的研究性、探究性以及学术性，关注学生的实践和创新能力。在教学实践过程中，化学实验应当采用探究式而非验证式，反对教学套路，强调自主性、实践性，更强调学生掌握学科知识的过程、方法及其态度。总之，学科理论知识的掌握，实验操作能力的形成，以及科学态度的端正，这三者并非是对立的，而是统一的，只有学生的知识、技能和态度能够在实验探究的过程中得到统一，才能提高其综合素质和能力。三、中学化学实验探究教学模式的创新路径（一）创设实验情境，激发学生的实验兴趣创设实验情境的方法通常用于实验主题的揭示阶段，在这一阶段教师的主要目的是调动学生参与化学实验的积极性。为此，教师可以根据化学课程指定教材和章节内容选取生活化或趣味性的课前导入材料，为学生创设生动形象、直观易懂的学习情境，引导学生在交流互动中揭示实验主题。教师可以创设生活化实验情境，如在组织酸与碱相关内容的实验活动时，可以提出贴近现实生活的疑难问题：“日常生活中可以用什么方法有效去除水垢？”如此生活化的实验情境，可以激发学生的好奇心和求知欲，进而使其主动参与课堂。此外，教师还可以通过介绍化学史料将学生引入实验情境，根据课堂实验主题收集整理相关化学家的事迹、历史纪录片等资料，并将这些资料整合成微课件，做好课外资料与实验主题的衔接，再发动学生了解学科历史和名人轶事，由此提出事先设置好的导学问题，鼓励学生展开热烈讨论，引导他们分析并提炼出课件材料的共同主题，在拓宽学生化学史知识储备的同时，帮助学生建立对实验主题的清晰认知。（二）利用信息技术，丰富教学内容和形式随着互联网信息技术的不断发展，计算机和网络对教育的赋能作用越来越明显。而在中学化学实验探究教学中，合理使用信息技术不仅能够提升教学效率、辅助实验操作，还能有效激发学生的学习兴趣。具体来说，在有关化学溶液的实验中，教师不仅可以通过网络寻找多样化、个性化的教学资源，还可以将教材章节内容和结构以声像形式通过多媒体呈现，帮助学生了解溶液的颜色、属性等基本知识。此外，互联网和终端设备的普及还为线上线下混合教学创造了条件，教师和学生可以利用各种学习网站和平台实现无时空限制的在线教学，这大大丰富了教学形式。（三）引进先进设备，创新实验手段和方法引入 3D 打印、人工智能、传感器等先进技术和设备，不仅能够优化化学实验器具、创新实验手段和方法、提高化学实验课堂的新颖度，而且能够推动化166教研园地课改教研学实验的数字化进程。例如在二氧化碳溶于水的化学实验中，采用传感器技术能够辅助实验顺利开展，而计算机可以处理压强传感器数据，以图像形式呈现烧瓶中压强的变化，pH 传感器针也能同步测量出碳酸溶液的 pH 数值，显示碳酸分解实验的实际状态。此外，传感器辅助实验模式创新，能够精准地呈现实验过程中物质的变化现象，便于学生通过直接观察得出相对准确的实验结论。总之，将先进技术与化学实验课堂教学紧密结合起来，有利于激发学生的学习主动性和积极性，培养学生的创新创造能力，构建良好的实验氛围，提高化学实验的趣味性。（四）优化评价方式，建立科学的考核标准中学化学实验探究教学评价应当改变传统的评价方式，丰富教学评价的方式。具体举例来说，教师可以采取档案袋评价法，其中既包括对学生实验过程的记录，又包括教师、学生、同伴甚至家长等多方主体的评价，还包括学生学科素养发展情况评价表，这三方面材料共同构成学生的学习和成长记录档案。其中，教师的评价是比较重要的，要求教师能够在通读学生档案材料的基础上给予适当反馈，进而指引学生的进一步发展。这种反馈既可以是口头的，也可以是书面的，但要多采用鼓励式的正向评价和积极建议，以便能够为学生以后的化学学习和实验操作提供发展方向。由于每个学生在化学实验中的表现和状态都是不同的，因此教师还应当根据学生的实验操作情况，对学生进行全面的、准确的、科学合理的评价，评价内容既要包括实验探究能力，又要包括价值观念和情感态度，以便学生拥有更加准确的自我认知，快速找到自身存在的问题，从而进行针对性改进。中学化学实验探究教学模式总体上是由主题揭示、猜想假设、实验设计与操作、结论得出与总结四个环节组成，它们之间呈现递进关系，每一个环节都不可或缺。随着中学教学改革的不断推进，创新中学化学实验探究教学模式也逐渐成为中学化学学科教育改革的重要途径。为此，中学化学实验课在寻求教学模式创新发展的过程中，需要注意实验操作是基础，其实践性不容忽视；学生是学习的主体，也是进行实验操作的主体，教学不能削弱学生的存在感和参与感；化学实验和教学过程应当是探究式的，而非走流程的形式主义；实验教学不仅要帮助学生掌握特定知识和技能，还要端正其学习态度，培养其创新精神。总之，中学化学实验探究教学模式的改革途径是多样的，无论是创设实验情境、利用信息技术，还是引进先进设备、优化评价方式，目的都在于提高化学实验教学的质量和水平，进而提高学生的化学学科核心素养和综合能力。【参考文献】1 鲁雷.中学化学实验探究教学模式的构建与实施 J.学周刊，2023（10）：100-102.2 闵子林.中学化学实验探究教学模式的构建和实践 D.南昌：江西师范大学，2005.3陈晓燕.核心素养教育理念下中学化学实验创新教学的探究J.试题与研究，2023（23）：80-82.4 刘晓.创客教育理念下中学化学实验创新教学的策略探究 J.天天爱科学（教育前沿），2022（11）：79-81.5 雷宇，张文华，彭慧.“中学化学实验研究”课程教学模式研究渗透微格教学原理的探究教学模式 J.化学教育，2012，33（07）：44-46+53.【作者简介】文峰（1982.02），男，汉族，甘肃礼县人，本科，一级教师，研究方向：初中化学教学。