探究实验在高中化学教学中的应用

摘要：本文探讨了探究式实验在高中化学教育中的应用，分析其在提高学生参与度、培养思辨思维的作用。本文通过分析氧化还原反应和金属特性的实验，阐述了探究式方法如何培养学生的创新思维，让学生有能力探索化学现象。此外，文章还强调了安全教育，确保学生不仅能培养科学技能，还能培养强烈的责任感。通过整合多种教学工具，教师可以满足不同的学习需求，使化学教育更易于接受且更具影响力。

关键词：探究实验；高中化学；化学教学

探究式实验已成为高中化学教育的一个重要方面，反映了从死记硬背到主动学习的转变。通过让学生参与假设的提出、实验的设计和结果的分析，探究式实验可以促进学生更深入地理解化学原理。此外，探究式实验还鼓励合作、创造力和科学探究，这些对于 21 世纪的学习者来说都是必不可少的。

一、探究实验在高中化学教学中应用的概述

高中化学教育中的探究式实验采用以学生为中心的方法，让学生积极参与科学探究的过程。与预先确定结果的传统实验不同，探究式实验允许学生通过自主提问来探索化学现象。根据学生的自主程度，这种方法可分为确认式、引导式和开放式等不同层次的探究。例如，引导式探究可以为学生提供一个研究问题，但让他们自己进行实验设计分析。开放式探究提供了更大的自主权，鼓励学生发现自己的问题，创造性地寻求解决方案[1]。探究实验的主要目标是通过让学生将理论概念与实际应用联系起来，以此培养学生的高阶思维能力。探究实验强调发现的过程，帮助学生不仅理解“是什么”，而且理解化学反应和原理背后的“如何”和“为什么”。此外，探究实验还有助于培养学生的技能，如数据分析、逻辑推理和交流。通过整合探究式实验，教师可以创造一个充满活力的课堂环境，激发学生的好奇心，培养学生的科学素养。

二、探究实验在高中化学教学中的应用

（一）提供多样化实验资源

在高中化学教育中，教师可以提供多样化的实验资源，以此提高学生的参与度。教师可以提供各种资源，以适应不同的学习风格。提供多样化实验资源加强了包容性，使不同的学校都能实施有效的化学实验。多样化的资源还有利于因材施教，满足学生不同的技能水平。例如，虚拟实验室可以让学生安全、互动地探索理论概念，而动手实验则提供了触觉学习实验的体验。在氧化还原反应方面，多样化的资源使学生能够从多个角度探索这一概念，如观察电子转移过程、了解氧化态等实际应用。教师可以将传统实验与现代工具相结合，以此构建更全面的学习体验[2]。整合多样化的实验资源可以丰富课程内容，增强学生创造性地解决问题的能力，并在理论与实践之间架起一座桥梁。

以“氧化还原反应”为例，教师可以提供多样化的实验资源，以提高学习效果。学生需要观察反应，注意铁钉上铜沉积物的形成。然而，通过整合虚拟实验室模拟等额外资源，学生可以直观地看到原子层面的电子转移过程，从而加强他们对氧化和还原的概念理解。为了进一步丰富学习体验，教师介绍了一个使用电池等现成材料的低成本实验，以演示氧化还原反应在发电中的实际应用。学生组装电池，连接锌和铜电极，观察电流流动，这将加深学生对氧化还原反应的理论理解。此外，教师还采用数字传感器测量反应过程中铜离子浓度的变化，使学生能够量化氧化还原过程并分析数据。通过将传统资源与现代资源相结合，学生可以获得互动性更强的学习体验。他们对氧化还原反应有了更深入的了解，体会到了氧化还原反应与日常生活的相关性，并提高了解决问题的能力。

（二）强化学生实验安全教育

在高中化学教学中，加强实验室安全教育是实施探究式实验的基本组成部分。安全教育可确保学生了解与化学品处理、设备使用和程序错误相关的潜在风险，培养学生以积极主动的态度进行科学探究[3]。在探究式实验中，安全教育尤为重要，因为学生有更大的自主权，在实验过程中可能会遇到意想不到的情况。在金属的实验中，学生经常会接触到反应性物质，这些物质会带来火灾、有毒烟雾或化学品泄漏等风险。教师必须提供有关安全处理金属的指导，例如管理放热反应的说明。此外，教师可以结合数字安全模拟，这有助于学生预测潜在的危险。通过强调安全教育是课程的核心部分，教师不仅能保护学生免受伤害，还能培养学生的基本技能[4]。

以“金属材料”为例，实验涉及使用镁、铝和铁等材料研究金属的反应系列，以及它们与酸的反应。在实验开始前，教师会进行安全讲解，分析产生氢气、放热反应和腐蚀性酸液溢出的危险。教师可以要求学生穿戴个人防护设备，包括手套和护目镜，并遵循处理活性金属的标准规程。为了加强安全实践，教师会让学生参与风险评估活动，让他们识别实验装置中的潜在危险，并提出缓解策略。例如，教师可以教导学生将酸加入水中，以防止飞溅。在进行化学实验之时，镁与盐酸会发生剧烈反应，快速产生气泡和热量。为此，学生需要在保持安全距离观察这些反应。通过这种亲身体验，学生们不仅了解了金属的化学反应性，还将安全措施的意义内化于心，将风险降至最低。

三、结语

总之，在高中化学教育中，教师可以应用探究式实验，以此培养学生的科学素养。教师可以鼓励学生探索、质疑和实验，这种方法弥补了理论知识和实际应用之间的差距，提升学生的综合素质。然而，探究实验在高中化学教学中的应用的实施取决于几个关键因素，例如提供多样化的实验资源、整合现代教学工具以及强调强有力的安全教育，这些因素共同营造了一个安全的学习环境，使学生能够培养解决问题的能力。例如，在金属性质的实验中融入各种材料，既展示了化学的实用性，又强调了实验室环境中安全的重要性。随着教师不断完善探究式教学策略，他们必须在创新和可及性之间取得平衡，确保所有学生都有机会从丰富的学习体验中受益。

参考文献：

[1] 景亚平.探究实验在高中化学教学中的应用[J].家长， 2023.

[2] 杨霄燕.核心素养视角下探究实验在高中化学教学中的应用[J].课堂内外（高中教研）， 2022（1）：72-73.

[3] 吴良俤."启发-探究"式教学在高中化学实验教学中的应用[J].教育艺术， 2024（1）：77-78.

[4] 崔占英.探究性实验教学在高中化学中的应用分析[J].高考， 2024.