基于科学探究素养的高中化学探究性案例设计

林 瞻 王念泵

（福鼎第一中学，福建 福鼎 355200）

化学是一门研究、认识和创造物质的基础学科，常用实验方法来识别和创造物质。化学“探究性案例”是指教师在一节课的课中及课后所创设的教学情境，能够让师生平等地进行讨论和创造性地解决问题，形成师生齐参与、同思考、共分享的案例，其具体表现在能培养学生进行自主学习、合作探究的意识，使之能够发现和提出有探究价值的问题，并依据目标设计探究方案，进行基于证据的分析推理过程，解决一些力所能及的实际化学问题。

实施化学实验的“探究性案例”教学，因教学资源、教师、学生自身素质等因素的影响，目前依然存在着诸多的问题。例如，教师缺乏探究意识；学生按部就班、循规蹈矩，缺乏自主探究的空间；实验室教学安排不尽合理；等等。利用“探究性案例”进行高中化学实验教学，是学生化学核心素养养成的重要途径之一。本文就针对“科学探究与创新意识”素养的培养，探讨有关高中化学实验探究性案例的设计。知发展规律，对所学的知识可以起到真正深化的作用，可以为学生科学探究素养的培养提供一次好的机会。

3.有效率

所设计的案例，要能让学生以最少的投入时间和学习精力，达到学习的预设目标，并能够促进学生化学核心素养的养成。

4.有魅力

案例的设计，必须能吸引学生继续学习，自觉地进行预习、复习等学习活动或进行适当的拓展加深。

要达到价值优、效果好、效率高和魅力大，在进行探究性案例设计时便要精心地为学生创设有效的教学系统和学习环境，所选择的探究性案例应当立足于教材，并充分利用教材里的探究性实验，尽可能将一些验证性实验改为探究性实验，同时要注意渗透探究方法，积极运用现代信息技术进行辅助教学，以达成培养学生化学核心素养的目标。

一、基于科学探究素养的高中化学探究性案例设计理念

二、以学生为焦点的案例设计基本模式

整个案例的教学设计应围绕着学生的学和“科学探究”素养的培养而展开，减负增效是系统设计教学想要达到的一个总体效果，亦即避免学生的学业负担过重、无效练习过多，以减少学生的学习能力、学习精力和学习时间的浪费。因此，在教学设计中要从以下四个方面达到实验教学的一个总体成效。

1.有价值

所选的探究性案例应满足学生的学习需要，能结合教学进度，是近阶段值得学生去做或应该去做的事情。

2.有效果

选择的内容要注意难易适中，符合学生当时的认

案例设计当以培养学生化学核心素养“科学探究与创新意识”为目标，通过系统的设计，让学生积极主动地去感受、观察，在独立思考及合作中进行愉快的学习，从而逐步获得科学探究的能力和技巧。

案例设计的基本模式可用图1表示：

图1 探究性案例设计的基本模式

1.创设问题情境

创设问题情境，是在学生已有认知的基础上，教师向学生呈现待探究问题的材料，引导学生进行相应的探究。［2］创设的问题情境应该具有趣味性、启发性和挑战性，以促使学生主动发问，激发其探究的热情。例如，在Na2O2与H2O的反应中，学生们已经知道有O2与NaOH生成；教师在这个实验完成后适时补充演示了滴加酚酞试剂的实验，结果溶液先变红，振荡后退色，与预期现象的反差，让学生们充满好奇。这样就为后面的内容做了很好的铺垫，整堂课效果也非常好。

2.提出假设与猜想

根据已有的知识和经验，教师可以引导学生联系物质之间的关系，作出假设与猜想。例如，在探究Na2O2的漂白性的时候，可让学生联系H2O2的漂白性，分析它们构成的异同，从而让学生提出假设与猜想。

3.设计方案

根据探究的目标与实验原理，让学生就选择适当的药品、仪器，准备采取什么样的步骤进行探究，设计出实验方案；此间可进行小组讨论、集体研讨，让学生达成共识。例如，在利用氨气的喷泉实验证明氨气极易溶于水且形成的溶液呈碱性后，再让学生设计一个简单的实验方案“证明某种气体易溶于水”，通过教师引领，学生讨论，集思广义，确定设计方案，分组完成该实验。然后再予以思维发散——“你还可以利用哪些气体实施这一方案”，籍此让学生在科学探究中养成创新意识。

4.实施方案

让学生就所设计的实验方案进行完善后再实施相关实验，在动手实验前要注意启发学生多角度、多方位去发现问题，引导学生对实验过程多问几个为什么？是什么？怎么办？促进学生积极思考、敢于发表不同见解。

5.讨论交流

这个阶段是师生互动、生生互动、学生再学习的阶段。学生针对自己的实验观察及实验结果，陈述自己的观点，倾听他人的意见，并且借鉴他人的见解以提高自己对事物的认识和理解。

6.评价反思

在这一过程中，教师应适时给予评价和指导，使发现的问题能及时得到反馈，学生的新知识得以进一步的提升。教师要善于从过程方法、典型内容、学生的努力和取得的成果上去进行评价，特别是要对部分学生的一些独到的见解或者一些闪光点给予表扬与鼓励，当师生达成共识后，再提出一些问题让学生思考，促使学生积极反思。

三、基于信息技术支持的探究性案例的实施

下面以“氢氧化亚铁的制备”一课为例，谈谈基于信息技术支持的探究性案例的实施过程。

1.预习探究

提前一天，教师于晚间在班级QQ群里发布“铁的氢氧化物的制备”的实验视频，使学生了解氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备和性质，并提出相应的问题让学生进行思考与讨论。

2.评价反馈

教师展示班级QQ群的界面。指导学生小组打开平板电脑，面对昨夜的各种评论，学生们跃跃欲试，手快的学生又加上了一些新的见解。教师组织并引导学生归纳前一天晚上学生对各个问题的分析，逐一进行评价并及时用PPT展示对相关问题的解析。

3.学生实验

让学生利用所提供的实验用品进行制备氢氧化亚铁沉淀的实验，观察并记录相关实验现象。小组代表反馈实验结果。

4.讨论

（1）为什么你还是没能制备出白色的氢氧化亚铁沉淀？

（2）你认为实验过程中哪些方面还有O2的存在？

（3）你将怎样进一步排除干扰，制备出白色的氢氧化亚铁？

在教师的引领下，学生兴趣盎然，积极探究实验不成功的各种因素，提出了完善实验的各种方案。教师及时进行相应的评价。

5.播放实验视频及研讨

让学生在平板电脑上点击实验视频——制备氢氧化亚铁沉淀的改进实验。讨论、思考相关问题，并在QQ群里发表自己的见解。

6.引领学生进一步思考

你认为这个实验还有哪些改进方案，可使我们能更长时间地观察到白色的氢氧化亚铁沉淀呢？

7.教师演示改进方案

8.总结氢氧化亚铁沉淀制备的各种实验方案，并用实验装置的图示方法予以展示

通过氢氧化亚铁制备方法的系列探究体验，学生踊跃地参与到学习的过程当中，能够发现和提出有探究价值的问题，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究；在探究中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的见解，科学探究精神得以培养。

四、反思与建议

探究性案例的设计，完成探究性实验后的评价、交流和反思是其中的重要环节，也是提高学生化学核心素养的重要途径，在教学设计中不容忽视；教师对问题的设计要注意科学性，语言的描述要准确。实施时，教师应当依据学生的实际情况，选择合适的内容进行实验探究，要注意突出学生的主体作用，循序渐进地促进学生的学习成长。教师必须充分利用信息技术，使实验的探究性教学从课内延伸到课外；同时要让实验室的资源优势最大化，开放化学实验室，解决好学生个性化要求和实验用品准备之间的矛盾，增加学生的实验探究机会。这样才更有利于学生化学核心素养之“科学探究与创新意识”的养成。

［1］盛群力.教学设计［M］.北京：高等教育出版社,2005.

［2］钟武宁.高中物理探究性实验教学的设计与实践［J］.当代教育科学,2006(5).

［3］朱鹏飞.学科核心素养的研究进展及其对中学化学教学的启示［J］.化学教学,2017(1).

［4］白雪英.中学化学探究性实验教学设计与实践研究［D］.石家庄：河北师范大学,2008.