借助高中化學實驗教學提升學生的多元能力

摘 要：實驗教學是高中化學教學的重要組成部分，也是提升學生核心素養的重要方式。在高中化學教學中，教師要重視實驗教學，并在實驗的過程中促進學生能力的發展。基于能力發展的實驗教學能加深學生對化學知識的理解，進而促進學生化學綜合素質的提升。同樣，學生的能力得到發展，也能促進實驗教學質量的提高，進而更好地發揮實驗對化學教學的促進作用。

關鍵詞：高中化學;多元能力;實驗教學

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-9192（2022）03-0073-03

引? 言

傳統的化學教學弱化了實驗教學，教師更多地關注學生做題的質量與考試分數。實際上，實驗教學能更好地促進學生多方面能力的發展，更好地培養學生多元能力。將實驗的開展與學生核心素養的提升相結合，能增強學生多樣的化學體驗，讓他們迸發出個性思維火花[1]。借助實驗提升學生的多元能力，其實就是改變傳統的教學方式，讓學生盡可能地展示自己，將教師講授理論知識的時間變為引導學生經歷真實和豐富的實驗探究過程，使學生積累實驗經驗。借助實驗提升學生的能力，首先要求教師改變學生對實驗的態度，教師要讓學生參與到課堂實驗中;其次，教師要盡可能地開發真實的、有意義的、有創新的實驗，改變在實驗教學中只注重學生的動手操作能力而缺少對學生深入思考的引導的狀況。

一、借助實驗，培養學生的觀察能力

當前，大部分高中生的化學觀察能力不強，主要是觀察不到內核知識。究其原因，一方面，他們自主觀察的意識不強，不知道在生活中找尋相關的化學現象;另一方面，他們沒有養成細致觀察實驗的習慣，做實驗時關注的往往是實驗結果，而不是實驗過程。其實，觀察能力是學生學習化學的基本能力，在觀察中，學生能發現新的問題，看到新的現象，進而激發新的思考興趣。在觀察的同時，學生鍛煉了自己的分析、判斷、推理、運用等能力[2]。換言之，觀察促進了學生其他能力的發展。日常教學中，教師可將觀察能力與實驗創設結合起來，讓實驗促進學生觀察能力的發展，進而提高實驗教學的質量。

以蘇教版高中化學必修1專題3“氯氣及氯的化合物”一課為例，教師可以借助實驗讓學生探究氯水中的成分。首先，教師給每組學生發一個密封的塑料瓶，里面充滿純凈的Cl2。其次，教師指導學生將水通過注射器注入瓶中，引導他們觀察新制氯水的顏色。再次，教師指導學生向新制氯水中滴加石蕊試液，這時學生會發現氯水先變紅，后又褪色了。在實驗過程中，學生看到同一種事物在不同時間內顏色發生了變化，激發起探究實驗現象產生的化學原因的興趣。在此基礎上，教師再設置一個類似的魔術實驗：取一張紅色紙條，一半保持干燥，一半用水潤濕，然后把紙條放入裝有干燥氯氣的集氣瓶中，觀察現象。學生發現濕潤的紅色紙條褪色，而干燥的有色紙條沒有褪色。這時，學生會探究氯水的成分及漂白性的物質是什么。觀察是重要的自主探究活動，不同的學生面對同樣的實驗，會從不同的角度進行觀察，進而得到不一樣的結論，這能推動他們的深入思考。在學生觀察實驗現象時，教師要引導學生明白應觀察什么，觀察的目標是什么，還要引導學生記錄現象，培養學生發現問題的能力。記錄實驗現象能進一步激發學生的學習興趣，促進他們進行深入思考。當然，教師也要給學生留出充足的時間，讓他們盡可能地發現實驗中的一些奧秘。

二、借助實驗，培養學生的問題意識

要想提高學生的學習能力，教師要注重突出學生的主體地位，讓學生自主地思考問題，也就是說，要培養學生的問題意識。在高中化學教學中，教師可借助實驗培養學生的問題意識，引導他們進行深入思考[3]。

以蘇教版高中化學必修1專題3第2單元“離子反應”一課為例，教師可以設置不同溶液的導電性探究實驗。教師可準備相關的實驗藥品與器材，并將學生分成若干小組，每個組的桌子上都放5支250mL燒杯，分別裝著150mL濃度均為0.1mol/L的鹽酸、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液、氯化鈉溶液、氨水。之后，學生在5種溶液中分別放入相同規格的石墨電極，當接通電源時，他們會看到5只燈泡都亮起來，接著他們發現鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉溶液對應的燈泡較亮，醋酸、氨水對應的燈泡較暗。此時，學生會提出問題：為什么會有這樣的現象？是不是不同的電解質的電離能力大小是不一樣的？接下來，教師鼓勵學生根據觀察到的現象提出一些問題，目的是讓學生不斷發現新的問題，揭開化學知識的本質。

傳統教學中，教師設置實驗只是為了讓學生驗證教材中的實驗現象與一般結論。事實上，在實驗教學中，教師更要注重培養學生不斷思考的習慣。筆者曾對高中生的化學學習方式做了一個簡單的調查。大多數學生說，學習化學就是將教師課堂講解的知識慢慢消化，再做一些題目進行適當的鞏固。這說明，學生都忽略了提問這個環節。學生要有發現問題的能力，能圍繞教材、講義等提出自己的問題，這樣才能達到事半功倍的效果。大多時候，教師備課主要依據學生的作業情況、課堂反應情況，如果學生多提問，教師就可以根據提問的情況開展課堂教學。實驗既給學生帶來了更直觀的認知，也給學生提供了動手操作的機會。這樣，學生的學習體驗多了，其發現的問題也就多了，對化學知識的理解也就更深刻了。

三、改進實驗，培養學生的創新能力

創新思維是高階思維的一種，是學生重要的化學學科素養。對學生來說，創新能力意味著擁有了發現問題的能力、表達自己觀點的能力，也意味著個性化解決問題的能力。當前，創新能力是學生比較缺少的能力，這一方面是由他們的學習方式決定的，另外一方面是由教師過度地關注知識點的講解與考試結果的教學方式造成的。教師可以借助實驗提升學生的創新能力。在實驗過程中，學生需要剖析每個實驗現象背后的本質原因，思考實驗中運用到哪些知識，能解決哪些問題等。這些思考的過程就是學生借助實驗進行創新的過程，是能力不斷發展的過程。

以蘇教版高中化學必修2專題7第2單元“硝酸”一課為例，教師先用如圖1的實驗，帶領學生探究銅和稀硝酸的反應。

教師演示這個實驗，讓學生觀察實驗現象。學生觀察到集氣瓶中收集到無色的氣體，由此說明銅與稀硝酸反應生成了一氧化氮。這時，教師引導學生思考：這個實驗是否嚴謹？通過這個現象是否可以得出銅與稀硝酸反應生成了一氧化氮？學生經過思考認為理由不足，原因是二氧化氮能和水反應生成一氧化氮。教師進一步引導學生思考這個實驗還存在哪些缺點，并讓他們提出一些改進的辦法。學生經過討論，把裝置改成如圖2所示，實驗步驟如圖2中的①②③。

通過步驟①制備氣體;步驟②蓋上橡膠帽防止氣體與空氣接觸;步驟③拔去注射器的橡膠帽，把活塞往里拉吸入少量的空氣后，快速蓋上橡膠帽。這時，學生可以觀察到針筒里無色氣體變為紅棕色，說明銅與稀硝酸反應生成了一氧化氮。這個裝置不僅簡便易操作，還能節約藥品，使實驗現象明顯，同時更能減少氮氧化物對環境造成的污染。從這個實驗改進過程來看，教師將學生作為實驗教學的主體，激發了學生的創造潛能，讓他們的能力得到了進一步發展。

四、借助手持技術，培養學生在實驗中內化認知的能力

手持技術與現代信息技術一樣，都是高中生學習化學的過程中可以使用的重要資源。將手持技術與實驗相結合，能讓實驗更便捷、更直觀、更實時、更準確。教師在教學過程中根據實驗的特點及學生接受認知的能力融入手持技術，能完成當前條件下無法實現的實驗，也能讓學生進一步了解先進的科學技術，獲得科學的學習方法，提升他們內化認知的能力。手持技術，即數字化手持技術實驗，又稱為掌上實驗室，是由計算機和微電子技術相結合的新型數字化實驗手段。一般來說，它是由數據采集器、傳感器和配套的軟件組成的定量采集和處理數據系統。如果教師將一些抽象的認知以手持技術的方式呈現出來，學生就更容易理解，也容易將這些認知內化為自己的素養。

以高中化學選擇性必修1中的“強酸與強堿中和滴定”一課為例，學生在理解“為什么可以選用甲基橙或酚酞作指示劑”時有較大的障礙。教師除了引導學生以0.1mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL濃度為0.1mol/L的鹽酸為例，計算滴加19.98mL的NaOH和20.02mL的NaOH時溶液的pH值，還可以利用手持技術，直觀地畫出滴定過程中pH值的變化。將這個過程直接展示在學生的面前，會給學生帶來更強的視覺沖擊效果，加深學生的印象。

又如，“化學平衡移動的勒夏特列原理”對初學者來說是一個很抽象的概念，學生很難理解“減弱這種改變”的具體含義。教師可以通過研究壓強對化學平衡移動的影響來讓學生初步理解“減弱這種改變”。以N2O4（g，無色）?2NO2（g，紅棕色）為例，教師可以在課前做實驗并錄像，在課上給學生反復播放，使學生直觀感受“減弱這種改變”。圖3是實驗中的3張對比圖。

從針筒中氣體的顏色變化可以明顯地看出，減小壓強，平衡向生成二氧化氮的方向（氣體的物質的量增加的方向）移動，但達到新平衡時二氧化氮的濃度還是比舊平衡低，即“減弱這種改變”。

之后，教師再借助手持技術引導學生進行理解，如圖4所示。

從圖4中的壓強變化可以更直觀地看出，在其他條件不變時，增大壓強，平衡向壓強減小的方向（氣體的物質的量減小的方向）移動，但達到新平衡時的壓強比舊平衡的壓強大，即“減弱這種改變”。教師借助手持技術，很好地突破了勒夏特列原理這個難點，幫助學生快速掌握了這一抽象的知識。

五、借助實驗，培養學生的環保意識

化學學習不僅僅是讓學生學習課本中的知識，獲得一定的解題能力，還要讓學生形成多元的能力與多方面的責任意識。比如，教師可以在實驗教學中向學生滲透環保的重要性及如何提高環保意識，這也是學生核心素養的一部分。

以蘇教版高中化學必修1專題4“濃硫酸的性質”一課為例，教師設置實驗“蔗糖與濃硫酸”的碳化反應，先展示傳統的實驗裝置，在實驗前引導學生思考這樣的實驗裝置有何弊端。學生想到，在敞口燒杯中進行的反應會因為二氧化硫的產出影響教室的空氣質量。他們提出能否在帶有單孔橡膠塞的錐形瓶中進行實驗。還有的學生提出，既然需要排出二氧化硫，能不能在原先實驗的裝置末端增加氫氧化鈉溶液作為尾氣處理裝置。在實驗教學中滲透環保意識，并鼓勵學生利用所學知識改進實驗、解決問題，能夠培養學生學以致用的能力。同時，通過實驗教學，學生能直觀地獲得認知，在建構知識體系的同時，發展多元能力。

結? 語

隨著素質教育的不斷深化，高中化學實驗教學的目標已經逐漸轉向提升學生的多元能力，即教師關注的是學生在實驗過程中的能力發展，而不是最后的實驗結果。因此，教師要簡化實驗中的化學知識原理講解，重點拓展學生的思維能力，指導學生從具體的細節中發現問題，進而提升他們對化學知識的掌握和應用水平。

[參考文獻]

馬劍.基于核心素養培養的高中化學實驗教學[J].學周刊，2021（11）：25-26.

秦霞.基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學方法及實踐研究[J].新課程，2021（49）：53.

呂龍國.深度學習視野下高中化學實驗教學研究[J].學周刊，2021（35）：47-48.

作者簡介：黃美蝦（1977.1-），女，福建南靖人，任教于晉江市僑聲中學，中學一級教師。