高中化学实验教学中学生科学探究能力培养的探讨
以“探究滑动摩擦力的大小与什么诱因有关”实验为例
摘要：科学探究能力是数学核心素质的重要激励，化学实验教学是培养中学生科学探究能力的重要途径。化学概念较强，科学思维能力较弱。 因此，中学化学实验教学需要激发和保持中学生的探究兴趣，合理设计实验探究过程的操作难度，保证充分的实验探究。 时间等科学探究能力培养策略，强调中学生的过程体验
关键词：科学探究能力； 化学实验教学； 战略
在当前的数学教学中，培养中学生数学核心素质无疑是最大的亮点。 中学生数学核心素质主要包括数学观念、科学思维、科学探究、科学心态和责任感四个要素。 就数学教学过程而言，化学实验教学对于培养中学生的科学探究能力具有不可替代的作用。 因此，作为一名小学数学班主任，有必要了解化学实验教学的重要性。
1.科学探究能力
“科学探究能力是指以科学思维为核心、包含若干关键要素的解决问题的过程。这个过程包括：提出数学问题、产生猜测和假设、设计探究活动、获取和处理信息、基于证据进行推论”对实验探究过程和结果进行解释、沟通、评价和反思，根据不同的问题情况有一定的灵活性。 北京师范大学化学学院院长郭玉英这样定义了科学探究能力。
《义务教育数学课程标准（2011）》在课程理念中提出“注重运用探究教学方法，让中学生体验探究过程，学习科学探究方法，培养学生的创新精神和实践能力”。能力”。
可见科学探究能力对“实验与实践”的重视。 然而，传统的中学化学实验教学由于教学时间和中学生能力的问题，往往趋于形式化，特别是在当前应试教育的数学教学中。 基本过程是：教师示范、学生模仿、教师总结实验推理。 甚至出现了用教学实验代替中学生实验的现象。 这种化学实验教学方法很难培养中学生的科学探究能力。
如何有效利用化学实验教学培养中学生的科学探究能力？
二、初中生科学探究能力存在的问题
1.中学生的数学概念尚未完善。
主要表现在提问环节，无法发现或提出合理的数学问题，生活中的先入观念或习惯使中学生很难发现问题。 例如，在介绍摩擦力大小时，让中学生体验两个活动（如图1所示），然后让中学生思考是否能找出一些一般很难的数学问题。中学生。
他们不知道如何思考机械运动和力的关系，或者没有数学概念，只能根据自己的直觉和经验来思考。
2.中学生科学思维能力薄弱
科学思维能力是运用数学知识和方法解决数学问题的必备能力。 中学生受其成长特点的限制，很难做出严谨、科学的推理和设计。
例如，在“探究滑动摩擦力的大小与什么诱因之间的关系”这个环节的设计中，通过上述的引导和分析，中学生已经知道摩擦力的大小与滑动摩擦力的大小有关。压力的大小和接触面的粗糙度。 至于如何科学地设计和探索实验，目前还无法独立完成。
3.中学生获取和处理信息的能力较弱
由于中学生对实验目的了解不深，往往只是机械地模仿班主任演示的操作过程。 至于从实验过程中获取哪些有用的信息并记录下来，更不用说如何处理这些信息，从而产生实验教学了。 目标很难实现。
例如，在这个实验中，要求中学生水平匀速直线驱动铁块，同时记录弹簧测力计的读数。 往往中学生只是尽力以匀速完成行驶过程，不记录数据，重复实验时仔细阅读，往往忽略了匀速直线运动的要素。 最后，虽然我勉强把数据填到了老师给的表格里，但我还是等老师告诉我如何处理数据。
三、通过化学实验教学培养中学生科学探究能力的策略
1、充分激发和保持中学生科学探究的兴趣
兴趣是最好的老师。 中学生只有对自己正在探索的问题产生兴趣，才能迸发出科学探究的欲望。
在介绍“探究滑动摩擦力的大小与什么诱因有关”的实验时初中物理教学反思，我设计了一个小游戏。 我计划了一个装满水的饮料瓶，并将其放入一盆肥皂液中。 请中学生尝试一下，看看谁能解决。 一手捞出酒壶，给予奖励。 中学生们纷纷上来尝试。 现场气氛很好，中学生们都很感兴趣。 最后他们问了一个问题：为什么这个杯子这么难钓呢？
但从实际来看，中学生此时形成的兴趣并不足以维持接下来要做的实验。 如果立即进入实验，中学生的兴趣很快就会消失，所以我设计了一个中学生可以自己体验的小活动。 首先让中学生将手按在课桌上，用力往下压，手指向前推动，让中学生体验到摩擦力的存在（摩擦力的概念后面已经学过），然后观察摩擦力的存在。胸肌形状的变化从物体形状的变化来看，我们可以进一步了解摩擦力的存在。 然后用同样的方法让中学生减轻压力，再次感受、观察，最后在中学生桌面上滴一滴洗洁精，然后和朋友一起体验。 这时，有的中学生已经猜到摩擦力的大小应该与压力和接触面的粗糙度有关，然后用小组讨论的形式让每个中学生达成共识。
最后，我拿出了事先准备好的小纸条，演示了一个小实验。 如图2所示，用夹在书本上的便条逐渐带动书本在桌面上进行交流，然后逐渐放下书本。 这本书里充满了笔记，所以在玻璃板上也尝试一下。 设计这个实验的目的一方面是为了让中学生进一步确认压力和接触面的粗糙度会影响摩擦力，同时隐藏起来为引导中学生铺路。学校学生设计实验。
以上引言设计从中学生的生活出发，逐渐引起中学生对本次实验教学目的的关注。 层层深入，目标逐渐明确，增加了中学生的思维难度初中物理教学反思，激发和保持了中学生科学探究的兴趣。
2、通过合理的设计，也降低了中学生实验操作的难度
中学生实验探究的目的是通过实验学习数学，体验探究的过程、思维的过程，培养科学探究能力，进而在探究过程中建立数学概念，从而提高数学核心素质。
高中生的设计和动手探究能力有限，因此在进行实验探究时，重点是以科学思想和方法渗透中学生，培养科学探究能力。 因此，在实验教学中应注意以下几个方面。
第一：充分重视实验设计环节
通过小组讨论和教师的合理引导，让中学生认识到为什么要进行这个探究实验？ 探究活动应该怎样进行？ 勘探活动需要获取哪些信息等等。
在这个实验中，同学们很快就完成了讨论，并告诉我：这个实验需要探究摩擦力是否与接触面的压力和粗糙度有关。 然后我设计了一系列问题：
问题1：如何检测摩擦力？ （后来已经学会了，目的是强化）
问题2：摩擦力与压力和接触面的粗糙度有关。 如何科学合理地探索？
问题3：如何改变压力？ 你需要做多少次？ 为什么？
问题4：如何改变接触面的粗糙度？ 你需要做多少次？ 为什么？
问题5：实验中应观察到哪些现象？ 应该记录哪些数据？ 如何记录？
问题六：最后如何对数据进行分析推论？
中学生只有充分消化了这类问题，才能真正理解这个实验，才能达到培养科学探究能力的目的。
二：合理设计教学，增加实验操作难度
本次实验中最困难的就是拉动铁块时要达到匀速直线运动。 中学生很难做到这一点，他们常常要等铁块静止不动才能读数。 根据中学时的设备，我对实验设备进行了稍微修改（如图3）。 修改后，操作更加简单，实验效果也好很多。
其次，我让中学生借助任务卡完成实验。 一项任务未完成后，将发放下一项任务卡。
任务1：合理推测滑动摩擦力的大小与什么诱因有关，并给出理由。
任务 2：设计一个实验程序来探索滑动摩擦力的大小。
任务3：选择装备。
任务4：探索滑动摩擦力大小与压力大小之间的关系。
任务5：探索滑动摩擦大小与接触面粗糙度之间的关系。
任务6：分析和处理记录的数据。
任务七：归纳总结。
通过这些方法，分解了整个实验探究过程。 从中学生的角度来看，只有完成任务才能体验到成功的喜悦。 它还照顾了中学生之间的差异，同时激发他们进一步探索的意识，使他们能够更积极地参与探究过程。
第三：不要对考场指点过多
我们传统的实验方法是如图4、A所示，但是当我们出去上课时，经常可以看到老师会拿出图4B，甚至C的实验方法，这显然是为了增加测试点测试的。 表面上看来，中学生可以理解，但实际上疗效还是一个很大的问号。 教材经历了如此多的变化，为什么传统的实验方法仍然保留？ 这自然是有原因的。 例如，在图4B中，如果你想理解为什么使用这些方法，你需要使用：两个力平衡的知识，相对运动的知识，力和斥力的知识，以及图C中的定滑轮，只不过知识还没有学过，虽然学会了应用这些知识来解决这个问题，但是一堂课的时间还是不够。
对于高中生来说，为了保持科学探究的兴趣，必须根据自己的能力设计和进行实验，引导中学生自己发现、提出、探索和解决问题，指出中学生的过程' 亲身体验，并进行真实的研究。 传统的实验方法虽然可能存在较大偏差，但其简单、直观、易于操作，很容易激发中学生参与本次探究活动的积极性。 只有这样，学生科学探究能力的培养才能落到实处。
3.给予中学生足够的研究和实验时间
对于中小学生来说，从猜测和假设到最终的评价和交流，我们应该给中学生留下足够的思考和活动的时间，否则不经过思考的探索就显得轻浮了。 中学生在老师的带领下看花，渐渐失去了兴趣，也失去了数学探究实验应有的功能。 如果我们能够保证中学生充分体验实验，理解这个实验的科学思维方式，那么他们的数学概念就会在实验探索的过程中形成，他们的科学探究能力也会逐渐提高。
4、尊重中学生个体差异，重视过程评价
化学实验教学的目的是让中学生通过参与感受化学规律，如何进行实验研究，如何收集和处理信息。 因此，要学习发现和处理生活中问题的方法和能力，从而建立自己的核心素质。 不同中学生通过实验探究经历，实现了数学概念、科学思维能力、科学探究能力的提高，达到了实验教学的目的。
4。结论
科学探究能力的培养似乎并不局限于化学实验教学，但化学实验教学是培养中学生科学探究能力最重要的阵地。 作为一名教师，首先要了解化学实验教学的作用。 这并不是因为考试成绩很重要；而是因为考试成绩很重要。 其次，教师必须深入研究每个化学实验的原理和本质，设计出能够激发和保持中学生探究兴趣、培养中学生的方法。 科学探究技能的教学计划。 有了以上认识，化学实验教学就可以从考点教学转向科学探究能力的培养，进而落实数学核心素质的培养。
参考：
[1]《义务教育数学课程标准（2011年版）》，上海师范大学出版社，2012年1月。
[2]郭玉英，姚建新，张玉峰。 基于中学生核心素质的数学学科能力研究[M]，上海师范大学出版社，2017年9月
[3] 彭前成. 浅谈对“学生发展核心素质与化学核心素质”的认识[J]. 小学数学教学参考，2017，46(19)：1-4。