高中化學實驗教學方法改進策略

羅卞霞

【摘 ?要】化學實驗是承載學生科學探究意識的重要環節，也是培養學生化學創新思維，增強學生問題解決能力的必要途徑。學習化學知識，從化學實驗設計上要發揮其“素養為本”的作用，改進和創新化學實驗，從源頭上優化實驗目標，關注學生實驗探究和學科素養生成，讓化學實驗更好地服務于教學。

【關鍵詞】高中化學;實驗課程;教法創新

根據高中化學課標要求，要注重真實情境的創設，突出學生問題解決思維和動手實踐能力。從學科育人目標上，實驗課程是化學學科素養發展的重要載體，通過化學實驗，指導學生參與化學探究，認識物質和變化，培養學生的化學科學思維?；瘜W實驗旨在發展學生的科學探究和創新意識，提高學生的學科核心素養。但長期以來，化學實驗教學囿于現有條件，存在一些問題。教育家朱正元倡導“瓶瓶罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”。學生通過參與實驗體驗，在實驗中觀察實驗現象，體認科學知識，從動手探究中增長科學品質。教師要明晰實驗課程設計“育人”功能，立足化學學科特點，改進實驗教學方案，促進學生科學探究、創新思維的全面發展。

一、梳理化學實驗教學中的常見誤區

化學實驗要突出對化學學科教學的服務功能。但在化學實驗設計與教學中，還存在一些誤區：①突出生活化，削弱學科特質。在化學設計中，一些教師為了便于學生體認化學概念，以生活化實驗來指導學生，反而忽視化學學科嚴謹、規范的學科特質。②追求微型化，干擾實驗現象觀察。一些教師在實驗設計中，將微型化作為變革的評價指標，導致實驗過程簡要，實驗現象不明顯，或者降低學生對實驗現象的準確辨析。比如，在“二氧化硫”氣體制備與性質檢驗實驗中，利用注射器來替代實驗主體裝置。操作方法如下：先將亞硫酸鈉膠囊置于注射器中，放在四槽藥片板上，再利用注射器，汲取濃硫酸，連接注射器與導管。整個實驗可以形成相對密閉的實驗環境，提高了實驗的安全性、環保性。但對于實驗現象的觀察，由于實驗過程需要提前做好試劑的放置，不太適合學生操作。單純由教師進行實驗演示，整個制備過程、對二氧化硫性質的檢驗又集中于注射器有限的空間。實驗現象不明顯，反而削弱了實驗教學功能。③強調一體化實驗，弱化實驗功能。在實驗設計中，一些教師過于追求一體化實驗。④傾向實驗現象顯性化，偏離實驗目標。一些教師在改進實驗方法時，以放大實驗現象為目標，反而破壞實驗原型，偏離了實驗固有的教學價值。⑤追求數字化實驗，忽視學生動手操作實踐?，F在很多化學實驗都可以通過數字化方式來直觀地呈現出來。學生在虛擬環境下可以看到動態的實驗過程，但這種模擬實驗方式削弱了學生的動手參與和操作技能，雖然提高了實驗學習的便捷性，但卻剝奪了學生的動手體驗。一些學校盲目推崇微課、動畫、仿真實驗，看似節省了時間，增強了化學實驗的趣味性，但卻不能很好地兼顧學生的動手操作能力。因此，教師要轉變化學實驗教學觀，抓住化學實驗動手探究契機，讓學生從實驗體驗中增強勤于實驗的信心，獲得嚴謹、務實、專注的科學態度，發展學生必備的實驗技能。

二、學科素養導向下化學實驗的創新設計路徑

化學學科核心素養作為實驗課程改革的指導思想，教師要立足實驗原型，帶領學生參與實驗過程，從實驗方法、實驗操作中，發現問題，讓學生從實驗創新中獲得學科思維和創新品質。

（一）基于教材實驗目標，強調實驗教育功能

教師要從化學實驗創新設計中查找和聚焦“問題”。如實驗中是否存在缺陷，針對一些化學實驗，其現象不明顯，或者實驗器材、實驗裝置不夠環保，在實驗檢驗環節未能產生理想的實驗產物。以此來優化實驗，具有可行性。同時，對實驗進行創新設計，要指向學生的“科學探究”“科學思維”“創新意識”“必備技能”等素養目標。學生在實驗探究中，要有所發現，要參與問題探究，要提出解決問題的方法和思路。比如，在探究“氨催化氧化的產物，為何是而非是”時，回顧本節教學重點，主要介紹氮的化合物。從實驗現象中分析與之間有何差異？兩者的性質有何特點？教師要指導學生，從實驗觀察、實驗情境中，遷移所學知識，培養學生的科學探究精神和優秀品質。另外，化學實驗設計創新要突出課外特色。結合實驗目標，可以圍繞實驗主題，融入拓展性實驗活動。例如，在“研究有機化合物的一般步驟”時，我們可以創設“玫瑰花中提取精油”的實驗情境，指導學生參與分離、提純活動，讓學生運用定性分析、定量分析，就實驗中有機化合物的實驗步驟進行歸納，增強學生實驗動手設計能力。

（二）聚焦化學學科素養，發展問題解決能力

在開展化學實驗的過程中，學生通過實驗認識化學知識點，從實驗探究中獲得學科素養。一些教師引入生活化理念，通過生活化實驗設計，激發學生參與實驗的主動性。這種實驗設計方法是好的，但不能忽視學科特質，更要讓學生能夠在實驗過程中正確、規范、科學地操作器材。比如，對于滅火器的設計，通過學生自己動手，借助碳酸氫鈉和硫酸鋁之間產生反應，讓學生深刻理解“雙水解”反應的特點。在實驗設計中，教師要指導學生從生活中尋找材料，通過對試劑投加量的調整，培養學生的發散思維。在學習硫酸、硝酸工業制法時，我們可以組織學生利用課下時間，去采集污水，設計污水處理和凈化實驗，讓學生從實驗中透徹領悟工業生產的原理，掌握污水凈化的流程和一般方法，從中增強學生的社會責任意識。但對化學實驗的生活化創新設計不能盲目，要加強實驗目標、實驗流程、實驗儀器操作的規范性，培養學生專業、認真、嚴謹、科學的學科精神。

（三）挖掘化學實驗價值，強化實驗教學功能

立足化學學科，開展化學實驗教學。教師要抓住實驗目標，促進學生發展學科素養?；瘜W實驗對學生科學精神的培養意義重大。但在實踐中，一些教師非常重視化學實驗微型化。針對化學實驗微型化問題需要注意的是，微型化作為實驗方案的改進思路，要確立化學實驗的教學功能，不能干擾實驗目標的達成。在微型化創新中，要精心構思，合理設置實驗。比如，乙酸乙酯的制備實驗，有教師采用醫療真空采血管、采血針，來構架實驗裝置，并通過水浴加熱方式，完成酯化反應。由于真空采血管所連接的實驗裝置具有密閉性，使得乙酸乙酯的溜出溫度下降，反應過程中，反應物、產物揮發不足，實驗現象不明顯。由此可見，微型化改進實驗方案并非完全恰當。一些教師講究微型化實驗，旨在倡導綠色實驗，或者為了方便學生操作實驗。但這樣做，對實驗裝置及實驗方案，要注重問題的解決。在一些微型化實驗中，反而增加了實驗材料，對實驗器具還要做到科學、規范回收。同時，實驗微型化，要真正讓學生從實驗中驗證實驗結論?；瘜W實驗要發揮其教育功能，幫助學生從實驗中加深對實驗原理的理解。因此，教師在實驗設計中，對于實驗條件、實驗環境的搭建，要科學、規范，助力學生從實驗材料、實驗器具、實驗裝置的搭建、實驗原理的分析與驗證中，提高實驗教學價值。

（四）注重實驗整體性設計，激活學生科學思維

在高中化學實驗中，強調實驗創新，要堅持實驗設計的整體性、科學性、規范性、有效性原則。一些教師所采用的“一體化”設計方案，讓實驗過程安全、簡約。例如，加熱碳酸氫銨實驗，有教師采用密閉系統進行加熱反應，利用濕潤紅色石蕊試紙、變色硅膠、澄清石灰水對尾氣進行檢驗。整個實驗過程將反應裝置和產物檢驗整合在一起，避免了原實驗采用敞口反應的缺陷，更有利于學生對實驗現象、實驗原理的透徹理解。但對于“一體化實驗”設計，教師要把握實驗要點，注重各個環節、步驟的梳理與整合。“一體化實驗”并非都合理，教師要圍繞實驗目標，注重實驗的整體性設計。抓住實驗重難點，合理引入“一體化”裝置，讓實驗教學科學、高效、綠色。需要強調的是，在制備物質、檢驗實驗結果、收集實驗尾氣，以及尾氣處理等環節，建議教師利用結構化實驗方案，有所側重地整合實驗資源。

（五）彌補實驗不足，培養學生科學素養

化學實驗追求顯性并不算錯，但在實驗設計中，不能過于追求顯性化，而不顧實驗教學的學科價值。一些教師將追求理想實驗作為目標，對整個實驗流程、方案進行細致優化。在實驗教學中，實驗現象是學生認識化學的重要條件。不能讓化學實驗太完美，剝奪了學生對化學知識、化學問題的多樣化思考。針對創新實驗設計，不能一味強調“顯性化”。如對空氣中氧氣含量的測定實驗，要求紅磷在引燃時，在密閉空間，而原實驗密閉性較差，燃燒不充分。通過對實驗的創新設計，引入帶刻度的硬質玻璃管作為反應器，再利用激光筆，隔空引燃白磷，燃燒完全后，將玻璃管豎立于水槽中，待液面穩定后，觀察實驗現象較為理想。這一設計方案，彌補了過去實驗耗時長，氧氣體積測量結果不理想等缺陷。同時，在實驗方案上，對實驗原理的剖析更加直觀，增強了實驗現象，不損害實驗價值。如此的創新設計，既強化了實驗現象，又遵循了實驗目標，更具實驗育人價值。另外，關于數字化實驗問題。利用信息技術來輔助化學實驗，讓實驗更直觀，但并非對學生完全有益?；瘜W實驗更要注重學生的動手操作，參與實驗過程，不能為了“能省則省”“能數字化就數字化”的方式，學生僅僅是“看”實驗，而不是“做”實驗。比如“鹽類的水解”實驗，有教師利用色度傳感器、數據采集器，幫助學生直觀地觀看水解過程。在溶液配制過程中，利用真實的實驗方案，讓學生通過分析溫度、pH值、反應物濃度等條件，來培養學生的實驗動手能力。整個過程促進了學生對Fe3+水解的認識，對傳感器、采集器的靈活運用，讓學生體會到現代技術對化學實驗的創新價值。教師要給學生更多參與實驗設計的機會，讓學生參與實驗設計、搭建、操作、檢驗等環節，從中培養學生的科學素養。

三、結束語

總之，高中化學實驗教學要跳出“照方抓藥”的刻板思維，注重實驗的改進和創新設計。創新化學實驗，其目標在于發展學生的學科素養，不能脫離實驗初衷而一味地創新，要落腳于對問題的解決上，要結合實驗育人功能，最大化地挖掘實驗的知識價值和素養內涵。

【參考文獻】

[1]張平眾.高中化學實驗教學的改進策略[J].試題與研究，2018（13）：117.

[2]張一凡.高中化學實驗方法的改進策略分析[J].中學生數理化（學習研究），2017（6）：80.