高中化學教學中實驗情境創(chuàng)設(shè)方法研究

黃麗丹

縱觀當前的高中化學實驗教學，學生理解停留在淺層、知識遷移能力薄弱、沒有建構(gòu)相應的思維方法。基于此，教師要通過創(chuàng)設(shè)實驗情境，深化學生對知識的理解，提升學生的知識遷移能力，以為學生化學核心素養(yǎng)提升奠定堅實的基礎(chǔ)。

創(chuàng)設(shè)化學實驗情境，可以將學生置身于真實情境中，可以引導發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，以全面提升學生的綜合素養(yǎng)。本文以高中化學實驗教學為研究對象，簡述了實驗教學情境教學的理論依據(jù)，分析了利用化學實驗創(chuàng)設(shè)教學情境要遵循的原則。文章最后結(jié)合教學實踐探究了高中化學教學中實驗情境創(chuàng)設(shè)的基本方法，以期望在有效教學策略的指導下提升化學實驗教學效率，以推動高中化學實驗教學的有序開展。

一、高中化學實驗教學情境創(chuàng)設(shè)的理論依據(jù)

《普通高中課程標準》指出：教師要在遵循學生已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建與學生認知相符的情境，引導學生探究，以調(diào)動起學生的積極性、自覺性，深化學生對化學知識、科技與社會發(fā)展關(guān)系的理解，以從根本上提升化學實驗教學效果。

（一）建構(gòu)主義理論指導

建構(gòu)主義指出：教學不應該是教師單向向?qū)W生灌輸?shù)倪^程，而應該是學生主動建構(gòu)的過程。建構(gòu)主義強調(diào)通過設(shè)計真實的化學實驗情境，誘發(fā)學生的主動參與，并在真實情境中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。世界上的每一個知識都是在具體情境下產(chǎn)生的，所以知識只有回歸情境之中才能被學生理解和合理的應用。當學生已經(jīng)完全適應某個實驗情境，他們便不會產(chǎn)生興趣。當外部情境和學生的認知結(jié)構(gòu)沒有關(guān)聯(lián)時，學生也不會產(chǎn)生興趣。只有當外界情境和學生認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突或矛盾，才能調(diào)動起學生的學習熱情。化學實驗情境創(chuàng)設(shè)正是在學生認知沖突上開展的。

（二）腦科學成果給實驗情境創(chuàng)設(shè)以啟發(fā)

大腦如何處理信息成為科學界的重點關(guān)注對象，而最新的研究成果被廣泛應用到了教育理念之中。基于腦科學思維開展教學實踐，可以推動教育的有效開展。人的大腦有一個遇到新鮮事物便產(chǎn)生興奮的細胞，可以對此做出強烈的反應。由此可見，教育的根本便是發(fā)現(xiàn)學生的好奇心，利用學生的好奇心，讓他們對新鮮事物產(chǎn)生激烈的反應。腦科學研究表明：情感在學生學習中發(fā)揮著重要作用，情境和認識都是人腦神經(jīng)整體功能的體現(xiàn)，而教學情境的創(chuàng)設(shè)則很好地體現(xiàn)生動、形象的特征，可以為學生的學習提供良好條件。因此，基于化學教材，設(shè)計與生活活動相符的化學實驗情境，可以為學生的探究提供良好的環(huán)境，可以助力學生實現(xiàn)既定的教學目標。

二、利用化學實驗創(chuàng)設(shè)教學情境的原則

第一，目的性原則。新課改倡導讓學生在真實、形象的情境中完成學習。通過創(chuàng)設(shè)化學實驗情境，不僅可以深化學生對理論知識的理解，還能讓學生獲得豐富的學習體驗。但部分教師在創(chuàng)設(shè)實驗情境的過程中，沒有遵循實驗情境創(chuàng)設(shè)的目的性原則，以至于實驗情境創(chuàng)設(shè)流于表面，不能幫助學生更好地完成學習任務。第二，全程性原則。部分教師單純地認為創(chuàng)設(shè)化學實驗就是激發(fā)學生的學習熱情，引出新課知識點。課堂是情境的連續(xù)體，實驗情境的創(chuàng)設(shè)不局限于新課導入，還能幫助學生解決重難點知識，鞏固課堂知識。在這一過程中，情境創(chuàng)設(shè)是連續(xù)的、整體的。第三，可接受性原則。情境構(gòu)建必須基于學生認知，引導學生將所學知識遷移到新情境中來，但知識遷移會受到其他因素的影響，因此教師必須精心設(shè)計情境，唯有如此才能被學生理解和接受，才能將實驗情境的教學作用發(fā)揮到最大。所以實驗情境創(chuàng)設(shè)要遵循學生學情，實驗中出現(xiàn)的問題要引導學生通過自主思考與小組合作解決，這樣才能實現(xiàn)學生知識的正遷移。

三、高中化學教學中實驗情境創(chuàng)設(shè)方法研究

化學實驗情境即在實驗教學中可以引發(fā)學生求知的欲望，能夠喚醒他們探究熱情的景物。構(gòu)建化學實驗情境可以將學生的主觀能動性發(fā)揮出來，可以讓學生自覺地進入到化學實驗課堂中去，進而在教師的引導下完成教學任務，并推動自身的成長與發(fā)展。基于此，文章從如下幾個方面論述了高中化學教學實驗情境創(chuàng)設(shè)的方法：

（一）基于微觀探析，構(gòu)建游戲?qū)嶒炃榫?/p>

游戲是學生認識世界的主要途徑。在高中實驗教學課堂上，為了讓學生掌握宏觀和微觀層下物質(zhì)、發(fā)展變化，教師可以巧用游戲構(gòu)建實驗情境。通過游戲情境設(shè)置，可以讓學生清晰地觀察實驗現(xiàn)象，可以讓學生掌握從微觀視角理解實驗原理的方法。同時，構(gòu)建實驗情境，還能引發(fā)學生的深入思考，集中學生的課堂注意力，讓學生對實驗情境、實現(xiàn)中的現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的探究興趣，以促進學生宏觀辨識和微觀探析核心素養(yǎng)的發(fā)展。比如，在教學《金屬鈉與氧氣反應》的教學中，教師可以設(shè)置“顏色大不同”的游戲情境。要求學生和同桌共同組成一個探究小組，先閱讀實驗內(nèi)容，以了解實驗。在實際游戲中，一名成員負責描繪溫度對金屬鈉顏色的影響以及顏色呈現(xiàn)，另一名成員負責用小刀切割金屬鈉、將金屬鈉放在熱坩堝中加熱，并將其顏色變化繪制出來，在真實游戲情境中開展操作，可以幫助學生很好地了解實驗原理。在整個“金屬鈉與氧氣反應”的化學實驗中，通過游戲情境構(gòu)建，不僅讓學生獲得了快樂，而且提升了學生的微觀探析能力，有效提升了本節(jié)課堂的教學效果。

（二）基于證據(jù)推理，構(gòu)建問題實驗情境

在化學實驗教學中，通過構(gòu)建問題實驗情境，可以促進學生推理和模型認知素養(yǎng)的發(fā)展。通過設(shè)置合理的情境，可以引導學生主動搜集數(shù)據(jù)，并對其開展分析和推理，以形成科學的結(jié)論。與此同時，通過問題情境構(gòu)建，還能調(diào)動起學生運用模型解釋化學現(xiàn)象的熱情，可以有效提升學生解決實際問題的能力。在問題的推動下，學生會產(chǎn)生想要一探究竟的欲望，并主動參與到實驗情境中去。通過自主操作、分析實驗現(xiàn)象，提升學生的實驗能力，培養(yǎng)學生科學、嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度。因此，在高中化學實驗教學中，教師可以在全面把握學生實際情況的基礎(chǔ)上，精選趣味實驗構(gòu)建問題情境，以喚醒學生證據(jù)推理意識。另外，還可以通過“意外”構(gòu)建問題情境，讓學生在問題的引導下一步步的探尋問題的本質(zhì)。比如，完成《模擬溶洞的形成》這一知識點之后，教師可以設(shè)置如下的趣味小實驗：準備石灰?guī)r、二氧化碳水溶液、酒精燈，然后將適量的石灰?guī)r放于裝有二氧化碳水溶液的試管中，此時會產(chǎn)生較大的碳酸氫鈣。然后將生成碳酸氫鈣的水放置于酒精燈上加熱，此時學生會看到白色沉淀。面對這一現(xiàn)象，教師可以提出問題：從上述的實驗中，你可以得出哪些結(jié)論？酒精燈在整個實驗中起到了什么作用？實驗過程除了生成白色沉淀還有什么？基于這一問題情境的構(gòu)建，學生開始推測實驗原理，并嘗試自主操作。在整個實驗教學中，不僅幫助學生鞏固了溶洞的形成，還在問題的推動下鍛煉了學生的證據(jù)推理能力。

（三）基于創(chuàng)新意識，構(gòu)建生活實驗情境

在創(chuàng)新型社會，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識不僅是學生自身發(fā)展的需要，更是推動社會發(fā)展的根本動力。而且在《普通高中課程標準》中，也提出了培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的要求。因此在化學實驗教學中，教師要緊密聯(lián)系生活構(gòu)建實驗情境，讓學生積極參與到實驗方案設(shè)計、操作中來，并通過記錄實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，開展分析得出最終的結(jié)果。在基于生活構(gòu)建實驗情境的過程中，教師要注意選擇與化學知識、學生生活相近的用品，讓學生在熟悉的情境中開展探究，可以推動學生良好實驗探究能力的形成。化學是一門以生活為基礎(chǔ)的學科，勢必要應用于生活之中。因此，教師在創(chuàng)設(shè)實驗情境的過程中，要選擇學生熟悉的內(nèi)容，引導學生主動進入到實驗情境中來，并最終提升學生解決實際問題的能力。比如，在教學《獲取安全的飲用水》這一章節(jié)知識教學中，教師可以指導學生開展“自制純凈水器具”的實驗。在實驗過程中，教師要大膽地放手，鼓勵學生利用生活材料完成自主探究。首先準備好實驗用到的材料：飲料瓶、塑料管、清洗干凈的沙子、紗布、蓬松棉包、活性炭、清洗過的小卵石、剪刀和鉆子。然后用剪刀剪去飲料瓶的瓶底，用剪刀在瓶蓋出鉆出一個小孔插入吸管（方便液體流出），然后用紗布將小卵石、石英砂、活性炭包裹起來，最后將瓶口倒置，再依次放入蓬松棉、包裹紗布的活性炭、包有紗布的石英砂以及包裹紗布的小卵石，并通過瓶底和瓶壁的粘連，做成一個可以自由開合的蓋子。安全用水和大家的生活有著緊密關(guān)系，所以學生對自制凈水器會充滿興趣。在上述生活情境的教學中，喚醒了學生的探究動力，通過學生準備材料、自主設(shè)計和實驗提升了學生的探究能力。

（四）基于社會責任，構(gòu)建新聞實驗情境

社會責任是高中化學核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在以“核心素養(yǎng)”為目標的教學中，教師不僅要注重知識傳授，更要注重發(fā)展學生的社會責任，同時也要引導學生關(guān)注社會熱點話題，以增強學生的社會責任。為了培養(yǎng)學生的社會責任感，教師要善用新聞時事構(gòu)建實驗情境。以新聞時事為依托構(gòu)建實驗情境，一來可以引發(fā)學生的深入思考，二來可以引導學生主動探究新聞背后的原理。教師要注意，在構(gòu)建實驗情境的過程中，要合適的引入當下的環(huán)境問題，比如白色污染、重金屬中毒等，以社會熱點構(gòu)建實驗情境，會調(diào)動起學生的探究熱情，會在無形當中提升學生的責任感。比如，在教學“我們需要食品添加劑嗎”這一知識點的時候，為了深化學生對食品添加劑的理解，為了增強學生的社會責任，在化學教學課堂中教師利用多媒體為學生播放了一則新聞報道：2017年3月，被告人黃某在其丈夫被告人鄭某、兒媳被告人施某的協(xié)助下，在一家生產(chǎn)雞翅、雞爪、豬蹄的鹵制品中添加了硝酸鹽，并在市場銷售，經(jīng)檢測食品添加劑均超出國家規(guī)定的標準范圍。在看完這則新聞報道之后，學生會產(chǎn)生這樣的問題：食品添加劑對人體有害嗎？為什么當今的食品中都會添加食品添加劑？食品添加劑都有哪些？有規(guī)定使用標準嗎？通過新聞事件構(gòu)建實驗情境，可以讓學生自主進入到知識學習中來，不僅深化了學生對食品添加劑的客觀認知，而且讓學生樹立起了超強的社會責任感。

化學實驗情境構(gòu)建可以優(yōu)化課堂過程，可以幫助學生把握新舊知識關(guān)聯(lián)，可以促進學生思維的發(fā)散。同時構(gòu)建化學實驗情境還能讓學生產(chǎn)生積極向上的情感，可以讓他們愛上化學。綜上所述，在高中化學實驗教學中，通過創(chuàng)設(shè)實驗情境不僅可以喚醒學生的探索欲望，還能提升學生的自主操作能力，并為學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展與形成奠定堅實的基礎(chǔ)。