化學探究性實驗深度教學方法淺析

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摘要：以探究性實驗為主要學習方式是化學學科教學的特點，或者說化學課程教學的基礎就是探究性實驗。教師要運用深度學習理念指導學生進行化學探究性實驗，抓好學科知識的適度超綱延展和教學方式的適度全開閉合這兩個關鍵點，運用理論推演教學、變量替換教學、打破重設教學這三種方法來進行深度教學。探究性實驗深度教學的導向和目的是更好地開展實驗、探究問題、了解過程、得出結論，從而使學生更好地學習、掌握、運用化學知識。

關鍵詞：深度學習；探究性實驗；關鍵點；教學方法

實驗是化學研究開展的重要方式，它既可以成為理論假設的求證載體，又可以成為檢驗既定的標桿工具，其對化學發(fā)展有著不容小覷的意義。因此，要想學好化學，就要狠抓實驗。僅僅弄清楚實驗的每個環(huán)節(jié)、實驗的各種物料以及驗證教材早已經給出的實驗結論，是遠遠不夠的。在強調培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的當下，教師要更多地去啟發(fā)學生主動思考，鼓勵學生自主嘗試，指導學生大膽探究，使學生敢于科學地質疑，慣于定時地自省。基于此，本文圍繞初中化學探究性實驗來分析和闡述如何開展深度教學，以激發(fā)學生的學習潛能。

一、初中化學探究性實驗深度教學關鍵點

1.學科知識的適度超綱延展

知識是沒有一個絕對邊界的，教師在組織開展探究性實驗的深度教學時，可以對學科知識進行適度的超綱延展。以“實驗室制取氧氣”為例，教材介紹了用H2O2制取、通過KClO3加熱分解制取、通過KMnO4加熱分解制取，除此以外，教師還可以鼓勵學生觀察生活，看一看生活中有哪些地方可以制取氧氣。比如，有的學生提出“水通電生成氫氣與氧氣”這個方式，并認為電水壺就是家用“制氧器”，教師可以啟發(fā)其他同學探究：“電水壺燒水，算不算電解水？”圍繞這個議題，學生進行思考：其一，對燒水的全過程進行拆解（比如，水沸騰時水壺里面的氣泡是否含氧），逐一地去檢驗是否有氧氣產生（用什么辦法去檢測氧氣）；其二，電解水產生氧氣是運用了哪個電流原理（結合物理學中的電學知識），其反應過程究竟是怎么樣的（辨析電解水制氧和其他三種制氧方法的異同點）；其三，電解水和燒水，是否為同一種反應類型（前者是化學反應，后者是物理反應）。教師以生活為觀察點，以學生的想法為切入點，利用跨學科教學法來進行知識內容的適度拓展，既深化了知識，又鍛煉了學生的學習水平，強化了深度教學。

2.教學方式的適度全開閉合

探究性實驗的核心在于“探究”二字，其含有不確定性、變化性、出錯率等元素在里面，教師可以秉承適度全開閉合的原則，為學生保駕護航。其一，在探究時，有的學生屬于學術理論派，更多會從數(shù)字分析的角度去探究，有的學生屬于動手實踐派，更多會從親手操作、實際感知的角度去探究，教師不必指定切入的前后順序。其二，“善借于物”，這指的是學習要充分借助高效的工具。有的學生除了課內學習，還要參加線下的補習班或者線上的網(wǎng)課，有利用學習APP等工具的習慣，更多的資源，更多的渠道，意味著更多的探究思路和方法，教師不必指定探究的具體方式。比如上面提到的電水壺“制氧”，有的學生會參考教輔書籍或者網(wǎng)絡（特別是一些線上教學網(wǎng)站或者APP），從第三方載體來獲取探究的思路，有的學生會請教自己的老師，有的學生會從實驗模擬、條件假設等角度去求解答案[1]。而當學生完成了前期的發(fā)散性探究后，教師在最后必須進行收攏歸因教學，即帶領學生對探究進行復盤與總結，以深化與升華知識。

二、初中化學探究性實驗深度教學的方法

1.理論推演教學法

理論推演教學法，指的是從知識的原理與定律上進行理論性的分析和推演。比如，學生在學完“物質構成的奧秘”這一單元后，能夠從原子、元素、離子的角度去思考各種化學物質，能夠利用化學元素周期表中的規(guī)律去推測陌生元素的性質，教師可以啟發(fā)學生將這一知識投射到探究性實驗中。以氧氣的制取為例，在工業(yè)生產中，這是非常重要的一個研究課題，不少高科技公司在研發(fā)產品時，都有“脫氧”的需求，將氧氣和其他氣體分離開來，也可以看作是“制取氧氣”，如真空脫氣法、減壓膜脫氣法、超聲脫氣法、加熱脫氣法等?？紤]到探究的可實現(xiàn)性，學生可以選擇真空脫氣法來進行理論推演的嘗試，即站在學術化的角度，利用元素的特點和性質，從理論化的角度推演模擬出實驗所需的物料、實驗的條件、實驗的器材、實驗的過程以及實驗的結果，就像科學家在做科學研究時要先做出理論性的假設一樣。而后，教師可以參考市面上采取真空脫氣法的公司，對比企業(yè)的真實操作過程和學生理論推演的過程，看有哪些異同點，在對比異同的過程中深化學生的認識，深究知識難點，以提高知識理解的深入性，使深度教學落在實處。

2.變量替換教學法

變量替換教學法，指的是教師可以用某一個實驗進行變量替換研究，讓學生嘗試替換實驗物料、實驗環(huán)境、實驗器材等變量因素，思考對比各個因素對實驗準確度和實驗結果的影響。比如，二氧化碳的實驗室制取法主要利用稀鹽酸和大理石，學生可以嘗試用其他與大理石具有相似性質的物料來進行探究實驗，又或是可以選用不同種類的大理石，思考大理石中碳酸鈣含量大小對實驗結果的影響。比如，燃燒實驗探究的是物質燃燒需要同時具備的三個條件，教師可以讓學生就這三個條件來思考如何制作滅火器，并在制作滅火器的過程中，探究這三個條件之于物質燃燒的影響權重。變量替換教學法，能夠讓學生關注每一個變量以及變量與變量之間的關系，單個變量與整體的關系，從細節(jié)之處去探究知識，從源頭去理解知識，從而體現(xiàn)深度教學。

3.打破重設教學法

打破重設教學法，指的是教師可以鼓勵學生在科學合理的范圍內，大膽地“打破”實驗規(guī)則，比如，重新選擇實驗物料，更改（增加或減少）實驗條件與步驟，重新設計一個實驗。與“從無到有”的探究實驗設計法相比，打破重設教學法在選擇性保留原有實驗元素的基礎上進行了一定程度的新添、減少、更換，其試錯的成本更低，同時又可以結合變量替換法來深入了解實驗各個元素的特點以及實驗原理的具體投射。除此之外，打破重設教學法還能夠培養(yǎng)學生穩(wěn)步嘗試的探究風格，而不是過于大膽躍進，這對于培養(yǎng)學生“大膽假設，小心求證”的科學探究精神有非常大的幫助[2]。教師還可以站在整個班級的角度，將學生分為不同小組，讓各個小組從不同的角度去進行打破重設，最后再將各個小組的重設實驗置放在一起對比，看其所打破的內容之于實驗本身的重要性，并思考、摸索實驗改進優(yōu)化的可行性，這對于提高探究實驗深度教學的有效性有明顯的幫助作用。深度教學的“深”，一是指知識的理解要盡可能透徹，從既定的知識結論到內核的知識規(guī)律，從一個個具體的知識點到一張張全面的知識網(wǎng)絡。二是指學習的態(tài)度要盡可能沉淀，從簡單的識記到復雜的拆解，從吸收已知到探究未知。立足這一教學目的，教師在組織開展初中化學探究性實驗教學時，可以采用理論推演法、變量替換法、打破重設法這幾種科學研究方法，讓學生當一當小小化學家、小小探究家，跳脫出一堂課、一節(jié)書目可能會有的限制，站在化學研究的廣域角度去思考與探究，從而更好地培養(yǎng)學生的自主學習能力，有效地提高學生的化學核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]江昌標.初中化學探究性實驗深度教學策略探究[J].中學化學教學參考,2020(10)：41-42.

[2]張志國.初中化學探究性實驗的教學設計與研究[J].吉林教育,2017(22):63.

作者:楊艷 單位:江陰市璜土中學