王志偉
對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)是高中化學(xué)教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。探究能力是指學(xué)生通過獨(dú)立思考、實(shí)踐探索和合作交流的方式,應(yīng)用知識,發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力不僅有助于其在學(xué)科方面的深入理解和技能的提升,更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力。文章結(jié)合人教版高中化學(xué)選擇性必修1第三章第三節(jié)“鹽類的水解”這一內(nèi)容,探討了在高中化學(xué)教學(xué)中如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,從而為教育工作者提供一條可行的培養(yǎng)路徑。
一、探究能力在化學(xué)綜合能力培養(yǎng)中的意義
探究能力在提升學(xué)生化學(xué)綜合能力中發(fā)揮著不可替代的作用。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué),需要學(xué)生通過實(shí)踐和探索來理解知識,而探究能力正是幫助學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中進(jìn)行實(shí)踐和探索的核心能力。首先,探究能力能夠提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。學(xué)生通過實(shí)踐,自主設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能夠在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論,提高了實(shí)際操作能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。其次,探究能力有助于深化學(xué)生對化學(xué)知識的理解。通過自主探究,學(xué)生可以親自動手操作化學(xué)實(shí)驗(yàn),推導(dǎo)化學(xué)理論。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,積極思考并提出問題,從而更加深入地理解和掌握化學(xué)知識。最后,探究能力在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新思維。在探究過程中,學(xué)生需要面對未知情況,通過調(diào)查研究、制訂實(shí)驗(yàn)方案等方法積極尋找問題的答案。通過合作討論、構(gòu)建模型、探索新現(xiàn)象等活動,學(xué)生也可以培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)新思維,提高解決實(shí)際問題的能力。
二、高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生探究能力培養(yǎng)的策略
(一)加強(qiáng)教師培訓(xùn),重視課堂探究教學(xué)
教師是學(xué)生知識和能力的第一負(fù)責(zé)人,在高中化學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)對教師的培訓(xùn),培養(yǎng)教師的探究意識,提升教師對課堂探究的重視,是提升學(xué)生化學(xué)探究能力的關(guān)鍵。教師經(jīng)過專業(yè)化培訓(xùn)后,能夠更好地理解和運(yùn)用探究教學(xué)方法,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐和探索,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。首先,教師要更新自身的專業(yè)知識,要具備廣泛而深入的化學(xué)知識,以便為學(xué)生提供支持和指導(dǎo)。培訓(xùn)應(yīng)注重教師對前沿化學(xué)知識和科學(xué)研究的了解,使其能夠?qū)⒆钚碌目茖W(xué)發(fā)展成果引入課堂,激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望。培訓(xùn)應(yīng)注重提升教師的實(shí)踐能力,包括實(shí)驗(yàn)操作技巧、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)能力以及實(shí)踐探究指導(dǎo)能力。
其次,教師需要了解并掌握探究理念和探究方法,培訓(xùn)應(yīng)著重從探究活動的設(shè)計(jì)和組織入手,通過參與模擬實(shí)驗(yàn)、教材案例分析、教學(xué)設(shè)計(jì)分享等培訓(xùn)活動,熟悉和掌握各種探究教學(xué)方法的運(yùn)用。培訓(xùn)應(yīng)提供豐富的探究教學(xué)案例和資源,讓教師了解和體驗(yàn)探究教學(xué)的優(yōu)勢和可行性,通過共享優(yōu)秀案例和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)獲得啟發(fā),進(jìn)一步改進(jìn)自己的教學(xué)方法。通過觀察課堂教學(xué)、聽取學(xué)生的反饋和評價(jià),教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足和問題,并提供相應(yīng)的改進(jìn)建議。
(二)引入生活化知識,激發(fā)學(xué)生的探究興趣
利用生活化知識導(dǎo)入的方式對提升學(xué)生探究能力具有重要的意義。教師將化學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合,可以激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心,提高學(xué)生的自主探究和實(shí)踐能力,并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。因此,在高中化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)充分利用生活化知識導(dǎo)入的方式,設(shè)計(jì)相關(guān)學(xué)習(xí)活動,為學(xué)生提供更具啟發(fā)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。例如,在教學(xué)“鹽類的水解”之前,教師可以引入生活化知識,激發(fā)學(xué)生探究知識的興趣,為接下來的知識講解奠定基礎(chǔ)。
教師:同學(xué)們,我們今天要學(xué)習(xí)的是關(guān)于鹽類的水解。在我們的生活中,你們經(jīng)常接觸到鹽類嗎?能告訴我一些你們所了解的鹽類的例子嗎?
學(xué)生1:我知道食鹽就是一種常見的鹽類。
學(xué)生2:對,還有硫酸銅、鋁礬土等。
教師:很好,你竟然還知道硫酸銅、鋁礬土,真棒!那么,你們知道鹽類在水中會發(fā)生什么變化嗎?
學(xué)生3:會變成很咸的水,所以家人會邊做菜邊向菜里放適量的鹽來讓飯菜變得有滋味。
教師:“咸”是一種口感,那么水為什么會“咸”呢?讓我們一起來探究一下。你們都用過肥皂或洗潔精吧?你們覺得它們是不是溶解在水中的?
學(xué)生:我知道,它們會溶解在水中,變成水溶液。鹽也會溶解在水中,所以水會變“咸”。
教師:沒錯(cuò),它們會溶解在水中形成水溶液,而且我們可以用這個(gè)水溶液來洗滌。那么,我們再想一想,如何觀察鹽類在水中的水解反應(yīng)呢?
(三)組織小組教學(xué),營造探究的氛圍
探究能力的提升離不開學(xué)生的探究參與,學(xué)生探究的積極性則需要教師營造良好的探究氛圍,小組討論的方式是營造探究氛圍的有效方式之一。小組討論能夠?yàn)閷W(xué)生提供互相交流和合作的平臺,減輕學(xué)生開口交流的壓力,從而促進(jìn)學(xué)生探究能力的提升。小組討論需要建立在學(xué)生合作的基礎(chǔ)上。教師的角色是引導(dǎo)學(xué)生,而非給予答案。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生相互合作、交流和分享觀點(diǎn),共同探索解決問題的方法。在小組討論中,提供開放性的問題能夠激發(fā)學(xué)生思考和討論的積極性。教師提出探究性問題,如解釋某現(xiàn)象、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析數(shù)據(jù)等,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識和思維工具共同探索問題的答案。例如,在“鹽類的水解”課前引入完成之后,教師可以將學(xué)生劃分成不同的小組,思考鹽類水解檢測的方法以及可能產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
教師:我們在上面已經(jīng)知道鹽會溶解在水中,并且通過生活常識了解到鹽溶解在水中后水會變咸,同時(shí)鹽溶解在水中后,水不會有顏色方面的變化,那么該通過什么方式來了解鹽的水解反應(yīng)呢?
學(xué)生1:老師,我有個(gè)想法,能不能通過觀察水溶液的酸堿性來判斷鹽在水中的水解反應(yīng)呢?
教師:非常棒的思路!我們可以嘗試用紙條蘸取鹽溶液,然后放置在酸性、中性和堿性的溶液中觀察顏色變化。如果有顏色變化,說明鹽在水中發(fā)生了水解反應(yīng)。同學(xué)們,你們覺得顏色會發(fā)生什么變化呢?
學(xué)生2:我覺得如果鹽溶液是酸性的,紙條可能會變紅;如果是堿性的,紙條應(yīng)該會變藍(lán)。
教師:很好的預(yù)測!通過這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們可以觀察到鹽在水中是否發(fā)生了水解反應(yīng)。
(四)采取可視化實(shí)驗(yàn),探究試驗(yàn)結(jié)果
通過可視化實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以直接觀察到鹽酸溶液的酸堿性,驗(yàn)證他們的探究結(jié)果。同時(shí),可視化實(shí)驗(yàn)也能激發(fā)學(xué)生的探究興趣,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,使學(xué)生積累設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)。在了解到可以通過觀察鹽溶液的酸堿性的顏色變化,來探究鹽類的水解反應(yīng)后,學(xué)生可以基于“強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽”“強(qiáng)酸弱堿鹽”“弱酸強(qiáng)堿鹽”三種鹽酸溶液,設(shè)計(jì)可視化實(shí)驗(yàn),探究鹽類水解反應(yīng)的結(jié)果。
材料:三種鹽酸溶液、紅色石蕊試液(酸性指示劑)、藍(lán)色復(fù)方試液(堿性指示劑)、試管、鐵夾、進(jìn)口滴管
實(shí)驗(yàn)操作步驟:將清潔的試管傾斜放置在鐵夾中,以便更好地觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果;在試管中放入數(shù)滴鹽酸溶液;取一滴紅色石蕊試液放入試管中,并注意觀察溶液的顏色變化,如果溶液變紅,那說明鹽酸溶液呈酸性。清洗試管,準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn):再次將試管傾斜放置在鐵夾中;在試管中放入數(shù)滴鹽酸溶液;取一滴藍(lán)色復(fù)方試液放入試管中,并注意觀察溶液的顏色變化,如果溶液變藍(lán),那說明鹽酸溶液呈堿性。更換一下鹽酸溶液重復(fù)以上操作,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1.強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽:如氯化鈉(NaCl),其是由強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)得到的鹽類。當(dāng)將酸性指示劑(如紅色石蕊試液)滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液不會發(fā)生顏色變化;當(dāng)將堿性指示劑(如藍(lán)色復(fù)方試液)滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液也不會發(fā)生顏色變化,這是因?yàn)閺?qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成的鹽呈中性。
2.強(qiáng)酸弱堿鹽:如氯化銨(NH4Cl),其是由強(qiáng)酸和弱堿反應(yīng)得到的鹽類。當(dāng)將酸性指示劑滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液會變紅示酸性;而當(dāng)將堿性指示劑滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液的顏色不會發(fā)生變化。這是因?yàn)槿芤褐械腘H4+會水解產(chǎn)生H+,增加了酸性。
3.弱酸強(qiáng)堿鹽:如乙酸鈉(CH3COONa),其是由弱酸和強(qiáng)堿反應(yīng)得到的鹽類。當(dāng)將酸性指示劑滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液顏色不會發(fā)生變化;而當(dāng)將堿性指示劑滴入鹽酸溶液中時(shí),溶液會變藍(lán),呈堿性。這是因?yàn)槿芤褐械拇姿岣x子(CH3COO-)會水解產(chǎn)生OH-,增加了堿性。
總的來說,當(dāng)用鹽酸溶液進(jìn)行酸堿性檢測時(shí),強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不會引起指示劑顏色的改變,強(qiáng)酸弱堿鹽會使酸性指示劑變紅,而弱酸強(qiáng)堿鹽會使堿性指示劑變藍(lán)。這些可視化結(jié)果能夠幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察和驗(yàn)證不同鹽類的酸堿性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)利用了酸性指示劑和堿性指示劑來檢測鹽酸溶液的酸堿性。學(xué)生可以根據(jù)之前的探究結(jié)果驗(yàn)證探究的觀點(diǎn)。如果認(rèn)為鹽酸溶液是強(qiáng)酸,那么可以期望觀察到滴入了紅色石蕊的試液變紅;如果認(rèn)為鹽酸溶液是強(qiáng)堿,那么可以期望觀察到滴入了藍(lán)色復(fù)方試劑的溶液變藍(lán)。
(五)設(shè)計(jì)探究類作業(yè),落實(shí)探究行動
教師提供開放性問題,鼓勵學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識進(jìn)行獨(dú)立思考和探究。問題應(yīng)該具有一定的挑戰(zhàn)性,并涉及學(xué)生的生活、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)或其他學(xué)科的交叉;鼓勵學(xué)生獨(dú)立查找相關(guān)資料、文獻(xiàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和記錄數(shù)據(jù)。教師可以提供參考資料或指導(dǎo)書目,引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力。探究類作業(yè)通常涉及實(shí)驗(yàn),因此教師需要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備,并進(jìn)行操作、觀察和記錄。教師應(yīng)提供基本的實(shí)驗(yàn)步驟和指導(dǎo),鼓勵學(xué)生進(jìn)行變量的設(shè)計(jì)和調(diào)整。學(xué)生收集和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并進(jìn)行分析和解釋。教師要鼓勵學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)方法,提供合理的解釋和結(jié)論,但要確保學(xué)生的解釋是基于他們自己的思考和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。設(shè)計(jì)探究類作業(yè)時(shí),教師可以安排學(xué)生進(jìn)行結(jié)果展示和分享。學(xué)生可以在小組或全班中展示他們的探究成果、實(shí)驗(yàn)結(jié)果并做出解釋。同時(shí),教師可以提供及時(shí)的反饋和評價(jià),以支持學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和成長。
例如,在學(xué)習(xí)完“鹽類的水解”知識后,教師可以設(shè)計(jì)一道結(jié)合可溶性的鐵鹽和鋁鹽來制作凈水器的應(yīng)用類題目,在探究鹽類水解性質(zhì)時(shí)提升學(xué)生的化學(xué)應(yīng)用能力。
在鹽類的水解反應(yīng)中,鐵鹽和鋁鹽是常見的鹽類,它們在水中會發(fā)生水解反應(yīng)。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象,我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),利用鐵鹽和鋁鹽的水解反應(yīng)來制作一個(gè)簡單的凈水器。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄胯F鹽和鋁鹽在水中的水解反應(yīng),以及這種反應(yīng)對水質(zhì)的影響,加深學(xué)生對鹽類水解現(xiàn)象的理解,并了解其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。
通過這個(gè)探究類作業(yè),學(xué)生可以通過操作實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果,并進(jìn)行分析和討論,來探究鐵鹽和鋁鹽的水解反應(yīng)以及它們在凈水器中的應(yīng)用。這種作業(yè)能夠提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力,加深對鹽類水解現(xiàn)象的理解,并引發(fā)學(xué)生對實(shí)際應(yīng)用的思考。
三、結(jié)論
教師通過高中化學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,可以為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ),培養(yǎng)其創(chuàng)新精神,提高其實(shí)踐能力,使其更好地適應(yīng)社會的需求,從而為科技發(fā)展和社會進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。學(xué)生探究能力的培養(yǎng)是多方面因素共同作用的結(jié)果。教師一方面要提升自身認(rèn)識,重視在課堂中學(xué)生探究能力的培養(yǎng);另一方面要從導(dǎo)入、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)以及作業(yè)等方面摸索提升學(xué)生探究能力的方法。教師在未來的教學(xué)中應(yīng)該從學(xué)校、家庭以及社會三個(gè)方面入手,形成合力,從而更好地提升學(xué)生的探究能力。
(作者單位:甘肅省寧縣第一中學(xué))
編輯:陳鮮艷