“素養為本”的高中化學課堂實驗教學改進研究

羅銀先 馮文俊 鄭柳萍

摘 要 化學課堂的實驗教學是學生化學學科核心素養發展的一條重要渠道。教師要提高認識，積極創造條件 ，在課堂上做好演示 并指導學生實驗，增加、補充及改進實驗，融合現代信息技術，著力培養學生觀察、思考、動手、操作、實踐和創新能力，促進 學生化學學科核心素養的形成與發展。

關 鍵 詞 素養為本;高中化學;課堂實驗;教學改進

化學作為一門自然科學要以實驗為基礎。人類 從認識自然到改造世界，從發現物質到制造合成新的 化學物質，都與化學實驗密切相關。《普通高中化學課 程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）提出：“化學 實驗對發展學生的化學學科核心素養有獨特的價 值”。^[1]本文從“素養為本”的教學視角出發，探究高中 化學應如何做好化學課堂實驗，培養學生的化學學科 核心素養。

一、更新觀念，提高對化學課堂實驗重要性 的認識

新課標要求：教師要重視開展“素養為本”的課堂 教學，在課堂上努力創設真實的問題情境，認真開展 好以化學課堂實驗為主的多種探究活動，培養學生學 習化學的興趣、實踐能力和創新精神。^[1]但是，目前有 相當部分教師罔顧指導意見與新課標的精神，不重視 化學課堂實驗，減少課堂實驗或口述講解實驗，或只 在網上下載實驗錄像來讓學生看。課堂上學生親自 做化學實驗的機會越來越少，學習化學的興趣在下 降。^[2]教師的這些觀念和做法，不利于學生實驗能力 的培養。化學實驗能力建立在學習者的直接經驗上， 它有別于抽象的學科知識、原理，它必需通過教師的 演示和學生的動手實驗才能獲得。直接經驗的深刻 意義在于，學習者通過直接認識各種儀器，掌握各種 實驗儀器的使用方法、使用功能和化學實驗基本操 作，提高了動手能力;通過如實記錄實驗現象和數據 及后期對數據的處理，形成嚴謹求實的科學態度和良 好的實驗習慣;通過直觀的實驗現象，建構起學習者 對化學知識的解釋，使學習者自覺地遵守實驗規則， 養成實驗安全與環境保護意識、規則意識。說到底， 化學學科核心素養要求培養學習者具有證據意識，實 驗本身不等于核心素養的發展，但它可以給學習者提 供最直接的“證據”，是核心素養發展的重要渠道，不 可或缺。

二、創造條件，開齊開足教材中的所有實驗 現行高中化學教材中的實驗，要求教師隨堂做演 示實驗或者學生自己動手做，通過課堂實驗的訓練， 使學生更深刻地認識實驗儀器的使用方法及操作規 范，幫助學生理解教師對實驗進行改進的意義，從而 啟發學生自行設計和改進實驗。

如 Fe（OH）2 的制備實驗，教材采用取少量新制備 的FeS04溶液于試管中，用長膠頭滴管吸少量NaOH 溶液（用加熱煮沸過的冷蒸餾水配制），將滴管尖端插 入試管里溶液的底部，然后再慢慢擠出NaOH溶液，并 認真觀察擠出瞬間及后面幾秒鐘Fe（OHL顏色的變 化。這個實驗操作起來很簡單 ，現象非常明顯 ，在課 堂上曾引起轟動，激發起學生強烈的興趣。教師可乘 勝追問：為什么FeSO4要新制？為什么NaOH溶液要 用加熱煮沸過的冷蒸餾水配置？為什么滴管要另類 操作？如何才能做到Fe（OH）2的“真面目”能比較長時 間地保持？ 思考評價過后，就可以布置學生設計 Fe（OH）2制備實驗更加理想的改進方案。學生通過學 習和查閱資料，就會設計出各種各樣的方案。此時， 教師一定要做好對各種方案的評價，并將近年來高考 對Fe（OH）2制備實驗的創新考查與學生共同討論分 析。可想而知，若沒有認真做好教材中的Fe（OH）2制 備實驗，就沒有辦法順利地設計出好的實驗裝置，對 Fe（OH）2制備及性質的理解也就不那么到位。換言之， 化學課堂實驗及背后的實驗裝置，實驗裝置背后的改 進意圖，要展開成一個完整的鏈條，讓學習者順著教 師搭建的鏈條一步一步從頭走到尾，去落實“科學探 究與創新意識”。把實驗開足開齊是為學習者提供了 “發現和提出有探究價值的問題”的前提。

三、增補實驗，更好地解釋相關原理，增加趣 味性

如蘇教版《化學1》中對Na？。？的性質，只在資料卡 中提出，Na2O2是一種淡黃色固體粉末，與H2O反應生 成NaOH和O₂，與CO₂反應生成Na2CO₃和0₂。這樣的 描述比較簡潔，但較為生硬，忽視了學習者的認知規 律，所以學生很難記住這兩個化學反應方程式。但是 如果增加Na2O2與水和NazO？與CO？反應的趣味實驗， 那么效果完全不同。用脫脂棉包住少量Na？O2固體粉 末，放在蒸發皿中，然后通過長膠頭滴管往脫脂棉上 滴幾滴水（或者通過長玻璃導管往脫脂棉上緩緩吹 氣），都會很快觀察到脫脂棉著火燃燒。按學生已有 知識，水和CO？都可以用于滅火，但這個實驗分別是 “滴水生火”“吹氣生火”，接著引導學生分析原因，感 受生成氧氣以及放熱反應，并書寫化學反應方程式， 讓實驗過程與原理更加貼合，能運用模型解釋化學現 象，揭示現象的本質和規律。

四、改進實驗，使實驗更簡單易行，突顯實驗 效果

教師改進教材中的實驗，對學生有很強的模仿示 范作用。有時即便是簡單的改進，也會發揮出神奇的 效果。雖然談不上高大上，但對其他同行來說易仿易 學，非常有價值。

圖1 Na₂CO₃與NaHCO₃的熱穩定性比較 如蘇教版《化學2》中做乙醇的催化氧化實驗時， 將裝有少量無水乙醇的試管，置于50紀左右的熱水浴 中，然后將加熱的鋼絲迅速插入乙醇中，重復操作幾 次，觀察鋼絲顏色的變化及最后乙醇氣味的變化。這 個實驗可以改成不用水浴加熱無水乙醇，將銅絲加熱 后直接懸空在試管中無水乙醇的液面上方5mm處，不 但可以觀察到銅絲顏色和聞到乙醇氣味的變化，還可 以感受到利用灼熱的銅絲使乙醇揮發，實驗時間也 短。此實驗還可以改成將銅絲在酒精燈火焰內外焰 間移動，觀察到銅絲顏色變化和感受酒精燈燃燒時內 外焰的酒精燃燒充分情況。

再如，在討論Na₂CO₃與NaHCO₃的熱穩定性時，可 用“套管實驗”來改進（如圖1）。甲為NaHCOj，乙為 Na？CO3，加熱后可觀察到，A燒杯中出現氣泡后，B燒 杯中才接著出現氣泡，A燒杯中氣泡減少，但最后只 有B燒杯中的澄清石灰水會變渾濁;同時小試管中內 壁出現小液滴，棉花球中包裹的無水CuSO4粉末變藍 色。如此改進，對比性更強，同時更進一步認識實驗 儀器并創新使用，從而激活學生的創新精神，大膽地 去改進實驗，使實驗現象更加直觀，現象更加明顯^[3]。

五、融合技術，為課堂實驗增添活力

現代信息技術在化學課堂實驗教學中的應用不 斷發展，與化學課堂實驗教學的融合日益深入。當 前，電子白板、交互式觸控一體機、手持技術、數碼顯 微技術、手機等各種拍照技術等應用逐漸熟練，教師 應積極創造條件融合這些先進技術，讓技術的直觀性 和形象性服務于課堂實驗教學。如應用數碼顯微鏡 觀察鋼鐵的吸氧腐蝕過程，或應用延時攝影技術在短 短幾分鐘內呈現需幾天時間反應才有較明顯現象的 鋼鐵的吸氧腐蝕過程。將反應時間較長、平時課堂難 于完成的實驗，采用這些先進的信息技術展示給學 生，推動學生根據宏觀現象進行微觀探析。

綜上所述，化學課堂實驗是在新課標背景下的一 種以學習者為中心的教學活動，而這種活動的實質是 教學范式變革，教師綜合運用實驗方法技能，有機結 合教材的知識與方法，創造條件優化課堂實驗教學， 培養觀察、思考、動手、操作、實踐和創新能力，讓學生 感受到化學世界的魅力。

參考文獻：

[1] 教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北 京：人民教育出版社，2018.

[2] 魏書彬，陳加柱.淺議高中化學實驗教學的問題與對 策[J]化學教學，2015（11）.

[3] 羅銀先.發揮化學實驗優勢培養學生創新意識[J]福 建教育學院學報，2003（9）.

（責任編輯：張賢金）