化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)方法淺析

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摘要：以探究性實(shí)驗(yàn)為主要學(xué)習(xí)方式是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的特點(diǎn)，或者說(shuō)化學(xué)課程教學(xué)的基礎(chǔ)就是探究性實(shí)驗(yàn)。教師要運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)，抓好學(xué)科知識(shí)的適度超綱延展和教學(xué)方式的適度全開(kāi)閉合這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，運(yùn)用理論推演教學(xué)、變量替換教學(xué)、打破重設(shè)教學(xué)這三種方法來(lái)進(jìn)行深度教學(xué)。探究性實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)的導(dǎo)向和目的是更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、探究問(wèn)題、了解過(guò)程、得出結(jié)論，從而使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、掌握、運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；探究性實(shí)驗(yàn)；關(guān)鍵點(diǎn)；教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)研究開(kāi)展的重要方式，它既可以成為理論假設(shè)的求證載體，又可以成為檢驗(yàn)既定的標(biāo)桿工具，其對(duì)化學(xué)發(fā)展有著不容小覷的意義。因此，要想學(xué)好化學(xué)，就要狠抓實(shí)驗(yàn)。僅僅弄清楚實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)的各種物料以及驗(yàn)證教材早已經(jīng)給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的當(dāng)下，教師要更多地去啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，鼓勵(lì)學(xué)生自主嘗試，指導(dǎo)學(xué)生大膽探究，使學(xué)生敢于科學(xué)地質(zhì)疑，慣于定時(shí)地自省?；诖?，本文圍繞初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)分析和闡述如何開(kāi)展深度教學(xué)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。

一、初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)

1.學(xué)科知識(shí)的適度超綱延展

知識(shí)是沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)邊界的，教師在組織開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)的深度教學(xué)時(shí)，可以對(duì)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行適度的超綱延展。以“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”為例，教材介紹了用H2O2制取、通過(guò)KClO3加熱分解制取、通過(guò)KMnO4加熱分解制取，除此以外，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)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(xué)生提出“水通電生成氫氣與氧氣”這個(gè)方式，并認(rèn)為電水壺就是家用“制氧器”，教師可以啟發(fā)其他同學(xué)探究：“電水壺?zé)?，算不算電解水？”圍繞這個(gè)議題，學(xué)生進(jìn)行思考：其一，對(duì)燒水的全過(guò)程進(jìn)行拆解（比如，水沸騰時(shí)水壺里面的氣泡是否含氧），逐一地去檢驗(yàn)是否有氧氣產(chǎn)生（用什么辦法去檢測(cè)氧氣）；其二，電解水產(chǎn)生氧氣是運(yùn)用了哪個(gè)電流原理（結(jié)合物理學(xué)中的電學(xué)知識(shí)），其反應(yīng)過(guò)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(diǎn)）；其三，電解水和燒水，是否為同一種反應(yīng)類(lèi)型（前者是化學(xué)反應(yīng)，后者是物理反應(yīng)）。教師以生活為觀察點(diǎn)，以學(xué)生的想法為切入點(diǎn)，利用跨學(xué)科教學(xué)法來(lái)進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的適度拓展，既深化了知識(shí)，又鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，強(qiáng)化了深度教學(xué)。

2.教學(xué)方式的適度全開(kāi)閉合

探究性實(shí)驗(yàn)的核心在于“探究”二字，其含有不確定性、變化性、出錯(cuò)率等元素在里面，教師可以秉承適度全開(kāi)閉合的原則，為學(xué)生保駕護(hù)航。其一，在探究時(shí)，有的學(xué)生屬于學(xué)術(shù)理論派，更多會(huì)從數(shù)字分析的角度去探究，有的學(xué)生屬于動(dòng)手實(shí)踐派，更多會(huì)從親手操作、實(shí)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(xué)習(xí)要充分借助高效的工具。有的學(xué)生除了課內(nèi)學(xué)習(xí)，還要參加線下的補(bǔ)習(xí)班或者線上的網(wǎng)課，有利用學(xué)習(xí)APP等工具的習(xí)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(xué)生會(huì)參考教輔書(shū)籍或者網(wǎng)絡(luò)（特別是一些線上教學(xué)網(wǎng)站或者APP），從第三方載體來(lái)獲取探究的思路，有的學(xué)生會(huì)請(qǐng)教自己的老師，有的學(xué)生會(huì)從實(shí)驗(yàn)?zāi)M、條件假設(shè)等角度去求解答案[1]。而當(dāng)學(xué)生完成了前期的發(fā)散性探究后，教師在最后必須進(jìn)行收攏歸因教學(xué)，即帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)探究進(jìn)行復(fù)盤(pán)與總結(jié)，以深化與升華知識(shí)。

二、初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)的方法

1.理論推演教學(xué)法

理論推演教學(xué)法，指的是從知識(shí)的原理與定律上進(jìn)行理論性的分析和推演。比如，學(xué)生在學(xué)完“物質(zhì)構(gòu)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(xué)物質(zhì)，能夠利用化學(xué)元素周期表中的規(guī)律去推測(cè)陌生元素的性質(zhì)，教師可以啟發(fā)學(xué)生將這一知識(shí)投射到探究性實(shí)驗(yàn)中。以氧氣的制取為例，在工業(yè)生產(chǎn)中，這是非常重要的一個(gè)研究課題，不少高科技公司在研發(fā)產(chǎn)品時(shí)，都有“脫氧”的需求，將氧氣和其他氣體分離開(kāi)來(lái)，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(shí)現(xiàn)性，學(xué)生可以選擇真空脫氣法來(lái)進(jìn)行理論推演的嘗試，即站在學(xué)術(shù)化的角度，利用元素的特點(diǎn)和性質(zhì)，從理論化的角度推演模擬出實(shí)驗(yàn)所需的物料、實(shí)驗(yàn)的條件、實(shí)驗(yàn)的器材、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，就像科學(xué)家在做科學(xué)研究時(shí)要先做出理論性的假設(shè)一樣。而后，教師可以參考市面上采取真空脫氣法的公司，對(duì)比企業(yè)的真實(shí)操作過(guò)程和學(xué)生理論推演的過(guò)程，看有哪些異同點(diǎn)，在對(duì)比異同的過(guò)程中深化學(xué)生的認(rèn)識(shí)，深究知識(shí)難點(diǎn)，以提高知識(shí)理解的深入性，使深度教學(xué)落在實(shí)處。

2.變量替換教學(xué)法

變量替換教學(xué)法，指的是教師可以用某一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行變量替換研究，讓學(xué)生嘗試替換實(shí)驗(yàn)物料、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)器材等變量因素，思考對(duì)比各個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。比如，二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取法主要利用稀鹽酸和大理石，學(xué)生可以嘗試用其他與大理石具有相似性質(zhì)的物料來(lái)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，又或是可以選用不同種類(lèi)的大理石，思考大理石中碳酸鈣含量大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。比如，燃燒實(shí)驗(yàn)探究的是物質(zhì)燃燒需要同時(shí)具備的三個(gè)條件，教師可以讓學(xué)生就這三個(gè)條件來(lái)思考如何制作滅火器，并在制作滅火器的過(guò)程中，探究這三個(gè)條件之于物質(zhì)燃燒的影響權(quán)重。變量替換教學(xué)法，能夠讓學(xué)生關(guān)注每一個(gè)變量以及變量與變量之間的關(guān)系，單個(gè)變量與整體的關(guān)系，從細(xì)節(jié)之處去探究知識(shí)，從源頭去理解知識(shí)，從而體現(xiàn)深度教學(xué)。

3.打破重設(shè)教學(xué)法

打破重設(shè)教學(xué)法，指的是教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，大膽地“打破”實(shí)驗(yàn)規(guī)則，比如，重新選擇實(shí)驗(yàn)物料，更改（增加或減少）實(shí)驗(yàn)條件與步驟，重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。與“從無(wú)到有”的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法相比，打破重設(shè)教學(xué)法在選擇性保留原有實(shí)驗(yàn)元素的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定程度的新添、減少、更換，其試錯(cuò)的成本更低，同時(shí)又可以結(jié)合變量替換法來(lái)深入了解實(shí)驗(yàn)各個(gè)元素的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)原理的具體投射。除此之外，打破重設(shè)教學(xué)法還能夠培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)步嘗試的探究風(fēng)格，而不是過(guò)于大膽躍進(jìn)，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生“大膽假設(shè)，小心求證”的科學(xué)探究精神有非常大的幫助[2]。教師還可以站在整個(gè)班級(jí)的角度，將學(xué)生分為不同小組，讓各個(gè)小組從不同的角度去進(jìn)行打破重設(shè)，最后再將各個(gè)小組的重設(shè)實(shí)驗(yàn)置放在一起對(duì)比，看其所打破的內(nèi)容之于實(shí)驗(yàn)本身的重要性，并思考、摸索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)優(yōu)化的可行性，這對(duì)于提高探究實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)的有效性有明顯的幫助作用。深度教學(xué)的“深”，一是指知識(shí)的理解要盡可能透徹，從既定的知識(shí)結(jié)論到內(nèi)核的知識(shí)規(guī)律，從一個(gè)個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)到一張張全面的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。二是指學(xué)習(xí)的態(tài)度要盡可能沉淀，從簡(jiǎn)單的識(shí)記到復(fù)雜的拆解，從吸收已知到探究未知。立足這一教學(xué)目的，教師在組織開(kāi)展初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以采用理論推演法、變量替換法、打破重設(shè)法這幾種科學(xué)研究方法，讓學(xué)生當(dāng)一當(dāng)小小化學(xué)家、小小探究家，跳脫出一堂課、一節(jié)書(shū)目可能會(huì)有的限制，站在化學(xué)研究的廣域角度去思考與探究，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，有效地提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]江昌標(biāo).初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)策略探究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2020(10)：41-42.

[2]張志國(guó).初中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)與研究[J].吉林教育,2017(22):63.

作者:楊艷 單位:江陰市璜土中學(xué)