基于化學實驗開展綜合實踐活動的實踐與探索

黃清輝 潘祥泰 張賢金 吳新建

摘要：將化學實驗教學與綜合實踐活動進行有機結合，有利于提高學生對化學實驗的學習興趣，促使學生通過綜合實踐活動，將教材知識與實踐技能進行有效融合，對培養學生在化學實驗方面的創新能力等有著十分重要的意義。文章從實驗操作、實驗屬性、實驗特點、實驗原理、實驗內容等維度就高中化學實驗中如何開展綜合實踐活動進行探討與剖析。

關鍵詞：實驗操作;實驗屬性;實驗特點;實驗原理;實驗方案;綜合實踐活動

文章編號：1008-0546（2020） 04-0084-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.04.021

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出，開展多樣化的實踐活動，促進學生實現“知、情、意、行”的統一[1]。在化學課堂教學中，教師組織學生開展內容豐富、形式多樣的各類綜合實踐活動，有利于促進學生對化學知識的深度理解和強化記憶程度。良好的綜合實踐活動，能夠有效地激發學生對化學知識的學習興趣和熱情，提高學生對化學知識的綜合應用能力。我們知道，化學是一門以實驗為基礎的學科，在課堂教學中，實驗教學在整個學科中占據了相當大的比重，因此，將化學實驗教學與綜合實踐活動進行深度融合，有利于提高學生對化學實驗的學習興趣，促使學生通過開展綜合實踐活動，將教材知識與實踐技能進行有機整合[2]，突出化學實驗的功能與價值，培養學生化學實驗創新能力，發展學生“科學探究與創新意識”化學學科核心素養。本文以高中化學教學為例，對如何在化學實驗教學中開展相關綜合實踐活動，促進學生綜合素質的提高，進行了探討和剖析。

一、基于化學實驗操作，開展小組競賽活動

化學實驗過程，具有很強的操作性，這種操作對步驟的順序、規范、藥品、用具等等都有著十分嚴謹的要求。在實驗教學過程中，教師可以充分利用這一特點，組織學生開展以實驗操作為基礎的小組競賽活動，促使學生利用綜合實踐這一活動形式，在相互競賽的環境下，加強自身對某一化學實驗的熟練操作、掌握程度，從而幫助學生加深對化學有關知識更深層次的認知和理解。

[案例1]在配制一定物質的量濃度的溶液的教學中，為了讓大家對溶液配制實驗有更直觀的感受和體驗，教師可以組織學生分小組開展配制200mLl.Omol.L_-1氯化鈉溶液競賽活動。教師從以下幾個方面評價學生完成實驗的質量：①實驗前的準備工作，天平是否調平衡？容量瓶是否洗滌？②稱量氯化鈉時，是否有用干凈的濾紙盛放？③稱量好的氯化鈉是否倒入燒杯中溶解？溶解的過程中，玻璃棒是否接觸到燒杯內壁與底部？④轉移溶液中，是否有洗滌燒杯2-3次，同時洗滌液是否用玻璃棒引流到容量瓶？⑤引流的過程中，玻璃棒的底端是否在刻度線以下，且玻璃棒其它部分是否與容量瓶接觸？⑥定容時，離刻度線l-2cm是否改用膠頭滴管滴加？視線是否與凹液面最低處相切？⑦配好后，是否將溶液倒人試劑瓶，并貼上標簽（注明配制時間、溶液名稱及濃度等信息）？⑧整個實驗操作順序是否正確？等等，通過開展類似實驗操作競賽活動，讓學生養成良好的實驗習慣，培養學生實驗能力，促進學生對化學知識的深度理解。

二、基于化學實驗屬性，組織學生開展探究活動

關于開展化學實驗課堂的綜合實踐活動，我們可以根據每一種化學實驗其本身特有的屬性，在課堂教學之余，組織學生們按照實驗的思路和內容，進行實際的探究性活動。化學實驗雖然是一種對化學知識十分直觀的演示教學，然而并不代表著學生們通過實驗的學習就能將抽象的化學知識完全理解和內化。只有運用這種實際的探究性活動，讓學生們自己去對實驗進行驗證、分析等，才能促使學生們在真正意義上將化學知識由感性升華為理性，從抽象變得具體而生動，從而成為符合學生認知規律、身心特點的有益信息。

[案例2]在金屬鈉的性質教學中，為了探究鈉與二氧化碳氣體反應的原理，組織學生分組討論：燃燒的鈉投入到二氧化碳氣體中，到底生成的固體是氧化鈉還是碳酸鈉，還是兩者都有？學生經過討論后，有的小組認為鈉與鎂的化學性質相似，與二氧化碳反應生成氧化鈉;而有的小組認為第一小組錯誤，因為二氧化碳會與氧化鈉繼續反應生成碳酸鈉;而有的小組認為產物可能是碳酸鈉或者碳酸鈉與氧化鈉混合物，這主要取決于鈉與二氧化碳之間量的關系。學生經過激烈的討論后，更多的學生贊同最后一種觀點，于是，教師組織學生討論并設計實驗方案，然后實驗探究以驗證第三組的觀點是否正確。通過組織學生展開實驗探究，明確化學反應的實質，在探究的過程中，培養學生理性分析的良好習慣，提升主動學習、合作學習、深度學習的能力。

三、基于化學實驗特點，鼓勵學生自主設計實驗

在化學的實驗教學中，對于如何開展相應的綜合實踐活動，教師還可以積極鼓勵學生抓住化學實驗的特點以及其流程、操作方式等，自主地對實驗方案、步驟、操作規范進行設計。化學實驗設計要注意：一是實驗方案是否可行;二是實驗順序是否科學;三是實驗現象是否直觀;四是實驗結論是否準確。同時在保證安全的前提下，這一探究性的綜合實踐形式能夠充分調動學生學習的自主性和積極性，促使學生們能夠通過實驗自主探索和分析，對課堂所學內容產生更加全面、透徹、理性的認知。當然，學生還可以在原有的化學知識基礎上，得以拓展和加強，使化學實驗與綜合實踐二者結合的價值得到很好體現。

[案例3]在非金屬性教學中，教師組織學生討論氯、碳、硅元素非金屬性強弱比較的實驗方案。有的學生認為可以按照如圖l完成實驗設計，他的依據是利用強酸制弱酸的原理，即①為鹽酸，②為碳酸鈉，③為硅酸鈉溶液，即鹽酸與碳酸鈉反應得到碳酸（分解產生二氧化碳），碳酸與硅酸鈉反應得到硅酸。教師引導學生對該實驗設計進行評價，很容易發現實驗存在缺陷：非金屬性強弱必須是最高價含氧酸的酸性，同時鹽酸具有揮發性，故不能選擇鹽酸，而應選擇高氯酸。有的學生認為可以通過測高氯酸鈉、碳酸鈉、硅酸鈉溶液的pH，他的依據是比較最高價含氧酸的酸性，酸性越強對應的鹽水解就越弱，堿性就越弱。教師引導學生對該生的實驗設計進行評價，也很容易發現實驗存在缺陷：應該是同濃度的鹽溶液。

四、基于化學實驗原理，引導學生自主解決問題

在化學實驗的課堂教學中，充分結合某一項化學實驗的目標，能夠有效引導學生據此展開某些特定的綜合實踐活動，如利用化學實驗原理，解決某些現實中遇到的實際問題或現象等[3]。而學生們通過對所學化學知識的實際應用，能夠進一步熟悉所研究物質的基本性質、特性等，激發學生對化學的學習興趣和熱情，培養學生在日常生活中的化學思維習慣和意識，并發揚化學知識其本身的價值，從而促使學生做到對化學學以致用的良好習慣和能力。

[案例4]在研究干紅葡萄酒中SO²的性質教學中，教師組織學生討論自釀葡萄酒會有哪些危害？如何預防這些危害？學生經過討論得到白釀葡萄酒中存在以下危害：一是白釀葡萄酒容易滋生霉菌;二是白釀葡萄酒的容器易發生化學反應;三是白釀葡萄酒的糖分過多危害健康;四是白釀葡萄酒發酵時間、溫度無法控制等等。而對比T廠生產的葡萄酒，發現工廠生產的葡萄酒中直接加入二氧化硫或加入亞硫酸水溶液或偏重亞硫酸鉀（K²S²0⁵）固體，通過組織學生查閱資料得出SO²在葡萄酒中的主要作用有：①作抑菌劑，防止和減緩無益微生物的繁殖;②凈化發酵基質，提高葡萄酒酒度;③抑制氧化酶的作用，防止褐變現象，香氣損失，苦味和青草味的產生;④可溶解葡萄細胞加速酚類物質和顏色的提取，增加色度;⑤提高有機酸含量;降低揮發酸含量;⑥改善葡萄酒的味感質量——緩和霉味、泥土味、醋味和氧化味等，保持果香味，所以科學釀酒加s0²等輔料是必須的，但是加入SO²的量需要嚴格控制。

五、基于化學實驗內容，指導學生進行發明創造

化學的實驗內容是豐富而多彩的，具有很強的挖掘性和探究性，我們在化學實驗的實際教學中，應當積極要求學生在此過程中，做到仔細地觀察、探究、想象等等一系列的思想活動，充分感受化學知識的魅力和潛力[4]。并且，在此之余，指導學生充分將這些化學實驗的內容進行挖掘和探究，聯系生活實際，發揮想象，進行相關的發明創造，從而使綜合實踐活動得以在實驗中順利地展開。

[案例5]在中和熱的教學中，傳統的教學存在對于裝置的要求較高的缺點（圖2），所以教師引導學生將儀器進行改進。首先，學生聯想到可以用玻璃杯代替保溫瓶，實驗過程中發現玻璃易碎，保溫效果也不太理想;這又一次激發學生改進的動力，想到平時大家裝水時習慣用兩個紙杯疊在一起，就不會燙手，說明這樣可以隔熱，套上外殼便于保存和抓握等，這是第一次改進的思路（圖3）;但是，發現測量的數據誤差還是較大，效果還不夠理想，因此教師又一次引導學生在兩個紙杯外面加了海綿進一步隔熱，減少熱量的散失，這是第二次改進的思路（圖4）。經過改良后的裝置結構具有簡潔小巧、操作方便、綠色環保等優點，同時實驗借助手持技術，提高實驗效率和精確性[5]。

總而言之，在化學實驗中開展綜合實踐活動的方式、形式是多種多樣的，我們只有善于抓住化學實驗的真正內涵，才能對課堂的相關教學作出正確而適當的選擇。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018

[2] 鄭長龍.化學實驗教學新視野[M].北京：高等教育出版社.2003

[3]許世生，董占偉，袁東霞.因地制宜地開展自主研究性學習——化學綜合實踐活動教學案例[J].化學教育，2010（8）：28-31

[4]聞蒙銅，蔣建偉.基于化學實驗主題的綜合實踐活動教學——蛋殼中碳酸鈣含量的測定[J].化學教育，2014（11）：32-35

[5]連良霞，潘祥泰.基于手持技術的中和熱測定的實驗創新[J].化學教與學，2014（4）：91-92