高中化學實驗教學中學生科學探究能力培養的探討
以“探究滑動摩擦力的大小與什么誘因有關”實驗為例
摘要：科學探究能力是數學核心素質的重要激勵，化學實驗教學是培養中學生科學探究能力的重要途徑。化學概念較強，科學思維能力較弱。 因此，中學化學實驗教學需要激發和保持中學生的探究興趣，合理設計實驗探究過程的操作難度，保證充分的實驗探究。 時間等科學探究能力培養策略，強調中學生的過程體驗
關鍵詞：科學探究能力； 化學實驗教學； 戰略
在當前的數學教學中，培養中學生數學核心素質無疑是最大的亮點。 中學生數學核心素質主要包括數學觀念、科學思維、科學探究、科學心態和責任感四個要素。 就數學教學過程而言，化學實驗教學對于培養中學生的科學探究能力具有不可替代的作用。 因此，作為一名小學數學班主任，有必要了解化學實驗教學的重要性。
1.科學探究能力
“科學探究能力是指以科學思維為核心、包含若干關鍵要素的解決問題的過程。這個過程包括：提出數學問題、產生猜測和假設、設計探究活動、獲取和處理信息、基于證據進行推論”對實驗探究過程和結果進行解釋、溝通、評價和反思，根據不同的問題情況有一定的靈活性。 北京師范大學化學學院院長郭玉英這樣定義了科學探究能力。
《義務教育數學課程標準（2011）》在課程理念中提出“注重運用探究教學方法，讓中學生體驗探究過程，學習科學探究方法，培養學生的創新精神和實踐能力”。能力”。
可見科學探究能力對“實驗與實踐”的重視。 然而，傳統的中學化學實驗教學由于教學時間和中學生能力的問題，往往趨于形式化，特別是在當前應試教育的數學教學中。 基本過程是：教師示范、學生模仿、教師總結實驗推理。 甚至出現了用教學實驗代替中學生實驗的現象。 這種化學實驗教學方法很難培養中學生的科學探究能力。
如何有效利用化學實驗教學培養中學生的科學探究能力？
二、初中生科學探究能力存在的問題
1.中學生的數學概念尚未完善。
主要表現在提問環節，無法發現或提出合理的數學問題，生活中的先入觀念或習慣使中學生很難發現問題。 例如，在介紹摩擦力大小時，讓中學生體驗兩個活動（如圖1所示），然后讓中學生思考是否能找出一些一般很難的數學問題。中學生。
他們不知道如何思考機械運動和力的關系，或者沒有數學概念，只能根據自己的直覺和經驗來思考。
2.中學生科學思維能力薄弱
科學思維能力是運用數學知識和方法解決數學問題的必備能力。 中學生受其成長特點的限制，很難做出嚴謹、科學的推理和設計。
例如，在“探究滑動摩擦力的大小與什么誘因之間的關系”這個環節的設計中，通過上述的引導和分析，中學生已經知道摩擦力的大小與滑動摩擦力的大小有關。壓力的大小和接觸面的粗糙度。 至于如何科學地設計和探索實驗，目前還無法獨立完成。
3.中學生獲取和處理信息的能力較弱
由于中學生對實驗目的了解不深，往往只是機械地模仿班主任演示的操作過程。 至于從實驗過程中獲取哪些有用的信息并記錄下來，更不用說如何處理這些信息，從而產生實驗教學了。 目標很難實現。
例如，在這個實驗中，要求中學生水平勻速直線驅動鐵塊，同時記錄彈簧測力計的讀數。 往往中學生只是盡力以勻速完成行駛過程，不記錄數據，重復實驗時仔細閱讀，往往忽略了勻速直線運動的要素。 最后，雖然我勉強把數據填到了老師給的表格里，但我還是等老師告訴我如何處理數據。
三、通過化學實驗教學培養中學生科學探究能力的策略
1、充分激發和保持中學生科學探究的興趣
興趣是最好的老師。 中學生只有對自己正在探索的問題產生興趣，才能迸發出科學探究的欲望。
在介紹“探究滑動摩擦力的大小與什么誘因有關”的實驗時初中物理教學反思，我設計了一個小游戲。 我計劃了一個裝滿水的飲料瓶，并將其放入一盆肥皂液中。 請中學生嘗試一下，看看誰能解決。 一手撈出酒壺，給予獎勵。 中學生們紛紛上來嘗試。 現場氣氛很好，中學生們都很感興趣。 最后他們問了一個問題：為什么這個杯子這么難釣呢？
但從實際來看，中學生此時形成的興趣并不足以維持接下來要做的實驗。 如果立即進入實驗，中學生的興趣很快就會消失，所以我設計了一個中學生可以自己體驗的小活動。 首先讓中學生將手按在課桌上，用力往下壓，手指向前推動，讓中學生體驗到摩擦力的存在（摩擦力的概念后面已經學過），然后觀察摩擦力的存在。胸肌形狀的變化從物體形狀的變化來看，我們可以進一步了解摩擦力的存在。 然后用同樣的方法讓中學生減輕壓力，再次感受、觀察，最后在中學生桌面上滴一滴洗潔精，然后和朋友一起體驗。 這時，有的中學生已經猜到摩擦力的大小應該與壓力和接觸面的粗糙度有關，然后用小組討論的形式讓每個中學生達成共識。
最后，我拿出了事先準備好的小紙條，演示了一個小實驗。 如圖2所示，用夾在書本上的便條逐漸帶動書本在桌面上進行交流，然后逐漸放下書本。 這本書里充滿了筆記，所以在玻璃板上也嘗試一下。 設計這個實驗的目的一方面是為了讓中學生進一步確認壓力和接觸面的粗糙度會影響摩擦力，同時隱藏起來為引導中學生鋪路。學校學生設計實驗。
以上引言設計從中學生的生活出發，逐漸引起中學生對本次實驗教學目的的關注。 層層深入，目標逐漸明確，增加了中學生的思維難度初中物理教學反思，激發和保持了中學生科學探究的興趣。
2、通過合理的設計，也降低了中學生實驗操作的難度
中學生實驗探究的目的是通過實驗學習數學，體驗探究的過程、思維的過程，培養科學探究能力，進而在探究過程中建立數學概念，從而提高數學核心素質。
高中生的設計和動手探究能力有限，因此在進行實驗探究時，重點是以科學思想和方法滲透中學生，培養科學探究能力。 因此，在實驗教學中應注意以下幾個方面。
第一：充分重視實驗設計環節
通過小組討論和教師的合理引導，讓中學生認識到為什么要進行這個探究實驗？ 探究活動應該怎樣進行？ 勘探活動需要獲取哪些信息等等。
在這個實驗中，同學們很快就完成了討論，并告訴我：這個實驗需要探究摩擦力是否與接觸面的壓力和粗糙度有關。 然后我設計了一系列問題：
問題1：如何檢測摩擦力？ （后來已經學會了，目的是強化）
問題2：摩擦力與壓力和接觸面的粗糙度有關。 如何科學合理地探索？
問題3：如何改變壓力？ 你需要做多少次？ 為什么？
問題4：如何改變接觸面的粗糙度？ 你需要做多少次？ 為什么？
問題5：實驗中應觀察到??哪些現象？ 應該記錄哪些數據？ 如何記錄？
問題六：最后如何對數據進行分析推論？
中學生只有充分消化了這類問題，才能真正理解這個實驗，才能達到培養科學探究能力的目的。
二：合理設計教學，增加實驗操作難度
本次實驗中最困難的就是拉動鐵塊時要達到勻速直線運動。 中學生很難做到這一點，他們常常要等鐵塊靜止不動才能讀數。 根據中學時的設備，我對實驗設備進行了稍微修改（如圖3）。 修改后，操作更加簡單，實驗效果也好很多。
其次，我讓中學生借助任務卡完成實驗。 一項任務未完成后，將發放下一項任務卡。
任務1：合理推測滑動摩擦力的大小與什么誘因有關，并給出理由。
任務 2：設計一個實驗程序來探索滑動摩擦力的大小。
任務3：選擇裝備。
任務4：探索滑動摩擦力大小與壓力大小之間的關系。
任務5：探索滑動摩擦大小與接觸面粗糙度之間的關系。
任務6：分析和處理記錄的數據。
任務七：歸納總結。
通過這些方法，分解了整個實驗探究過程。 從中學生的角度來看，只有完成任務才能體驗到成功的喜悅。 它還照顧了中學生之間的差異，同時激發他們進一步探索的意識，使他們能夠更積極地參與探究過程。
第三：不要對考場指點過多
我們傳統的實驗方法是如圖4、A所示，但是當我們出去上課時，經常可以看到老師會拿出圖4B，甚至C的實驗方法，這顯然是為了增加測試點測試的。 表面上看來，中學生可以理解，但實際上療效還是一個很大的問號。 教材經歷了如此多的變化，為什么傳統的實驗方法仍然保留？ 這自然是有原因的。 例如，在圖4B中，如果你想理解為什么使用這些方法，你需要使用：兩個力平衡的知識，相對運動的知識，力和斥力的知識，以及圖C中的定滑輪，只不過知識還沒有學過，雖然學會了應用這些知識來解決這個問題，但是一堂課的時間還是不夠。
對于高中生來說，為了保持科學探究的興趣，必須根據自己的能力設計和進行實驗，引導中學生自己發現、提出、探索和解決問題，指出中學生的過程' 親身體驗，并進行真實的研究。 傳統的實驗方法雖然可能存在較大偏差，但其簡單、直觀、易于操作，很容易激發中學生參與本次探究活動的積極性。 只有這樣，學生科學探究能力的培養才能落到實處。
3.給予中學生足夠的研究和實驗時間
對于中小學生來說，從猜測和假設到最終的評價和交流，我們應該給中學生留下足夠的思考和活動的時間，否則不經過思考的探索就顯得輕浮了。 中學生在老師的帶領下看花，漸漸失去了興趣，也失去了數學探究實驗應有的功能。 如果我們能夠保證中學生充分體驗實驗，理解這個實驗的科學思維方式，那么他們的數學概念就會在實驗探索的過程中形成，他們的科學探究能力也會逐漸提高。
4、尊重中學生個體差異，重視過程評價
化學實驗教學的目的是讓中學生通過參與感受化學規律，如何進行實驗研究，如何收集和處理信息。 因此，要學習發現和處理生活中問題的方法和能力，從而建立自己的核心素質。 不同中學生通過實驗探究經歷，實現了數學概念、科學思維能力、科學探究能力的提高，達到了實驗教學的目的。
4。結論
科學探究能力的培養似乎并不局限于化學實驗教學，但化學實驗教學是培養中學生科學探究能力最重要的陣地。 作為一名教師，首先要了解化學實驗教學的作用。 這并不是因為考試成績很重要；而是因為考試成績很重要。 其次，教師必須深入研究每個化學實驗的原理和本質，設計出能夠激發和保持中學生探究興趣、培養中學生的方法。 科學探究技能的教學計劃。 有了以上認識，化學實驗教學就可以從考點教學轉向科學探究能力的培養，進而落實數學核心素質的培養。
參考：
[1]《義務教育數學課程標準（2011年版）》，上海師范大學出版社，2012年1月。
[2]郭玉英，姚建新，張玉峰。 基于中學生核心素質的數學學科能力研究[M]，上海師范大學出版社，2017年9月
[3] 彭前成. 淺談對“學生發展核心素質與化學核心素質”的認識[J]. 小學數學教學參考，2017，46(19)：1-4。