高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

摘 要：隨著課程改革的不斷推進(jìn)，化學(xué)已經(jīng)成為高中階段的重點(diǎn)課程。而實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一，對學(xué)生的科學(xué)能力發(fā)展有著重要作用。但在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)被忽視，學(xué)生的核心素養(yǎng)難以全面提高，因此，教師要從實(shí)驗(yàn)角度出發(fā)，積極落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，以推動學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。文章探討了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性以及實(shí)施原則，論述了具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；有效策略

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，還強(qiáng)調(diào)學(xué)生科學(xué)意識和科學(xué)探究能力的發(fā)展[1]。化學(xué)學(xué)科具有很強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性。在傳統(tǒng)教學(xué)中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往被忽視，教師更注重理論講解和灌輸，學(xué)生的化學(xué)能力只停留在理論層面，其應(yīng)用技能和科學(xué)素養(yǎng)難以提高。新課標(biāo)中指出：“高中化學(xué)課程應(yīng)當(dāng)開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。”據(jù)此，教師應(yīng)當(dāng)積極落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)全面健康的發(fā)展。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

化學(xué)是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，它與生活有著密切的相關(guān)性，正因如此，化學(xué)教學(xué)才更加應(yīng)當(dāng)與生活實(shí)踐相關(guān)聯(lián)。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是一種理論結(jié)合實(shí)踐的活動，學(xué)生能自主通過實(shí)驗(yàn)探索科學(xué)奧秘，掌握物質(zhì)性質(zhì)，增強(qiáng)科學(xué)意識，所以具有良好的教學(xué)價(jià)值。對于高中生而言，他們正處于思維與技能發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)學(xué)生有著高階思維發(fā)展的需求，更加渴望具有探究性、挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)活動，只有充滿探索性的學(xué)習(xí)方式才能調(diào)動他們的主動性，使他們落實(shí)自主學(xué)習(xí)能力。因此，在高中化學(xué)課堂開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)是十分必要的，它能有效地提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，在豐富的實(shí)驗(yàn)活動中，有效激發(fā)學(xué)生自主研究、自主操作的意識，提升科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能發(fā)展學(xué)生環(huán)保理念，使學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中更清晰地掌握各類物質(zhì)的性質(zhì)以及對環(huán)境的影響，建立科學(xué)的價(jià)值觀念和生活態(tài)度，在生活中有效應(yīng)用化學(xué)理念和化學(xué)知識。

二、新課標(biāo)背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則

化學(xué)是高中階段的重點(diǎn)課程，隨著新課標(biāo)的頒布與實(shí)施，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有了新的目標(biāo)和要求。新課標(biāo)中指出：“教師要充分認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特價(jià)值，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究活動。”實(shí)驗(yàn)?zāi)軉⒌蠈W(xué)生的思維，發(fā)展學(xué)生的知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，對學(xué)生的發(fā)展有著不可替代的作用[2]。因此，結(jié)合學(xué)生的發(fā)展需求，在新課標(biāo)背景下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

1.直觀性原則。化學(xué)知識之所以晦澀難懂，其主要原因是不夠直觀、形象，學(xué)生很難對微觀世界有清晰的認(rèn)知。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)有良好的直觀性，能讓學(xué)生動態(tài)地感受化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)現(xiàn)象，可以精準(zhǔn)地輔助學(xué)生把握物質(zhì)的性質(zhì)，有助于學(xué)生理解和掌握，直觀性是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最基礎(chǔ)要求。

2.過程性原則。科學(xué)能力的發(fā)展依賴真實(shí)的參與和實(shí)踐，也就是說在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師必須遵循讓學(xué)生參與的原則，使學(xué)生真實(shí)地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，感受化學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生和結(jié)束，這樣才能激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)知識遷移，最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3.深度性原則。行為與思維發(fā)展相掛鉤，在化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)精神往往是在深度探索中才能實(shí)現(xiàn)的，據(jù)此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)就要注重學(xué)生的思維發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考，使低階思維轉(zhuǎn)向高階思維，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

三、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)課堂中的地位不容忽視，在新課標(biāo)背景下，要想充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值，就必須注重實(shí)驗(yàn)的探究性、實(shí)踐性和綜合性的落實(shí)，因此，教師在日常教學(xué)中要靈活地組織不同的實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生的綜合能力，推動學(xué)生素養(yǎng)的提升。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重“留白”，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思考意識

實(shí)驗(yàn)是一種綜合性的探究活動，它與學(xué)生的思維發(fā)展和操作技能發(fā)展有著密切的關(guān)系。但受傳統(tǒng)教育模式的影響，當(dāng)前學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)往往惰于思考，只被動地接受知識，極大地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)果。要想全面提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，就必須從學(xué)生的思考意識入手，利用有效的方式激發(fā)學(xué)生主動思考，才能激活探究主動性，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力。對于高中生來說，他們渴望挑戰(zhàn)和突破，不喜局限于被動的環(huán)境，所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師不能“傾囊講授”，而應(yīng)當(dāng)嘗試“適可而止”，有意識地為學(xué)生提供“留白”思考的機(jī)會，讓他們在自主思考中對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行判斷，在自主體驗(yàn)中感受實(shí)驗(yàn)的樂趣。

以魯科版高一必修第一冊《元素與物質(zhì)分類》教學(xué)為例，這一節(jié)主要引導(dǎo)學(xué)生以元素的觀點(diǎn)認(rèn)識物質(zhì)，通過研究建立分類觀點(diǎn)，能充分了解元素與物質(zhì)的分類關(guān)系。在教學(xué)中，學(xué)生會學(xué)到一種重要的混合體——膠體，膠體與溶液、懸濁液等一樣，都是一種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里形成的分散系，那么它們到底有怎樣的不同呢？教師可以先對膠體、溶液、懸濁液等的概念予以講解，然后指出它們都是一種混合物，各自擁有的性質(zhì)是什么樣的。但對于哪種物質(zhì)是膠體、哪種是溶液或懸濁液，教師不再細(xì)講，而是留白，讓學(xué)生能進(jìn)行自主思考，通過實(shí)例去了解膠體與溶液、懸濁液的本質(zhì)區(qū)別是什么。這樣的留白讓學(xué)生感受到極大的挑戰(zhàn)，他們會聯(lián)系生活進(jìn)行思考，結(jié)合不同物質(zhì)的含義進(jìn)行拓展探索，在生活中找到相關(guān)的物質(zhì)，驗(yàn)證不同混合物的特點(diǎn)。學(xué)生的積極性被調(diào)動，他們不再是被動接受知識，而是主動去探索知識的結(jié)論，也就進(jìn)一步加深了他們對不同混合物的理解，學(xué)會依據(jù)它們的性質(zhì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來區(qū)分。

（二）開展趣味演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探索興趣

演示實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂上的必備內(nèi)容，教師通過具體的實(shí)驗(yàn)操作演示，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)步驟、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、掌握實(shí)驗(yàn)原理[3]。但傳統(tǒng)課堂上，演示實(shí)驗(yàn)多與枯燥的講解相融合，甚至教師只是簡單地演示一遍，很多學(xué)生還沒有體會到實(shí)驗(yàn)的趣味，演示就已經(jīng)結(jié)束了，這不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的產(chǎn)生，久而久之，甚至?xí)档蛯W(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動性。都說“興趣是最好的教師”，只有讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)感興趣，才能推動他們主動探索實(shí)驗(yàn)原理。因此，教師應(yīng)當(dāng)改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，選取學(xué)生感興趣的元素和方式，讓學(xué)生在觀察中積極體會，感受科學(xué)探索的趣味性，有效地提升實(shí)驗(yàn)動力，主動參與或組織實(shí)驗(yàn)。

以高一必修第一冊《電解質(zhì)》教學(xué)為例，本節(jié)課主要引導(dǎo)學(xué)生掌握電解質(zhì)的概念及判斷方法，能理解電離的概念。對于學(xué)生來說，電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是陌生的話題，這是從一個(gè)全新的角度對化合物進(jìn)行分類，為了幫助學(xué)生更好地掌握電解質(zhì)和非電解質(zhì)以及電離等相關(guān)理論知識，就需要借助演示實(shí)驗(yàn)來推動。教師可以融入一些趣味的元素，讓學(xué)生形象地感受到什么是電解質(zhì)，什么是電離。比如，教師指出：“我們都知道，水能導(dǎo)電，現(xiàn)在我這里有一種神秘液體，我們來看看它能不能導(dǎo)電。”隨即將兩種液體與燈泡、直流電相連。學(xué)生在對比實(shí)驗(yàn)中看到水的導(dǎo)電性明顯低于另一種神秘液體，他們就會產(chǎn)生極大的興趣。此時(shí)教師再引導(dǎo)學(xué)生來驗(yàn)證這一液體是什么。隨后教師再結(jié)合學(xué)生驗(yàn)證的結(jié)果，引入電解質(zhì)的概念，進(jìn)一步利用多媒體演示電離后的物質(zhì)組成和變化。在整個(gè)過程中，學(xué)生會積極思考，形象地掌握和了解相關(guān)概念。這樣的趣味演示實(shí)驗(yàn)給了學(xué)生自主思考和表達(dá)的空間，他們會感覺到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性，有效提升實(shí)驗(yàn)探索興趣。

（三）利用信息技術(shù)開展模擬實(shí)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)范圍

化學(xué)是研究微觀物質(zhì)的自然科學(xué)，很多化學(xué)現(xiàn)象或性質(zhì)不能利用肉眼觀察到，即使在生活中學(xué)生接觸到一些化學(xué)現(xiàn)象，也無法了解其化學(xué)本質(zhì)。如果只立足于書本講解實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難全面地掌握化學(xué)知識，尤其是一些有難度、有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生無法深入探索。所以，在信息化高速發(fā)展的背景下，教師可以積極利用信息技術(shù)在課堂開展模擬實(shí)驗(yàn)，將一些線下無法實(shí)施或難以實(shí)施的重要實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為“線上實(shí)驗(yàn)”，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢慢放、回放、放大操作過程和反應(yīng)過程，這樣就有助于學(xué)生拓展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)范圍，掌握更多平時(shí)無法涉及的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，提升實(shí)驗(yàn)綜合能力。

以高一必修第一冊《硫的轉(zhuǎn)化》教學(xué)為例，本課主要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識硫單質(zhì)，了解硫的主要性質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)了解不同硫元素的主要性質(zhì)。硫在生活中是一種非常重要的元素，學(xué)生要掌握不同價(jià)態(tài)的硫的性質(zhì)，其中二氧化硫、濃硫酸等有一定毒性和危險(xiǎn)性，尤其是在驗(yàn)證硫酸的特點(diǎn)時(shí)，學(xué)生很難近距離了解濃硫酸的性質(zhì)，因此此時(shí)教師就可以利用信息技術(shù)來模擬一些有難度的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。比如：用動畫形式模擬工業(yè)上如何利用硫單質(zhì)或含硫礦石制作濃硫酸的過程，使學(xué)生全面認(rèn)知硫單質(zhì)在轉(zhuǎn)化為濃硫酸過程中，硫元素的價(jià)態(tài)變化以及形態(tài)和性質(zhì)變化。此外還可以用多媒體等模擬真實(shí)的“酸雨”形成過程，讓學(xué)生對酸雨有清晰的認(rèn)知，模擬酸雨危害土壤、危害森林以及人類健康的過程，使學(xué)生對硫元素有更加全面的了解。在信息化模擬實(shí)驗(yàn)的幫助下，學(xué)生能觀察和體驗(yàn)到更多不同的實(shí)驗(yàn)，能“近距離”了解這些化學(xué)反應(yīng)的過程和結(jié)果，最終有效地拓展化學(xué)認(rèn)知，提升綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

（四）分組探究實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生自主操作能力提升

科學(xué)探究能力是化學(xué)教學(xué)中要培養(yǎng)的關(guān)鍵能力，探究實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)和發(fā)展。新課標(biāo)中要求：“高中生能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的化學(xué)問題，能依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，能提出進(jìn)一步探究或改進(jìn)的設(shè)想，養(yǎng)成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和勇于創(chuàng)新的精神[4]”高中生正處于高階思維發(fā)展的關(guān)鍵期，學(xué)習(xí)活動中的探究性很大程度上影響他們自主能力的提升。據(jù)此，教師應(yīng)當(dāng)積極落實(shí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，組織學(xué)生開展分組探究實(shí)驗(yàn)，利用開放的環(huán)境、自主的方式，鼓勵學(xué)生自由參與實(shí)驗(yàn)活動，在靈活且開放的方式下發(fā)展自主操作能力，主動思考實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)展創(chuàng)新思維和探索精神。

以高一必修第一冊《鐵的多樣性》教學(xué)為例，這門課主要引導(dǎo)學(xué)生掌握鐵元素的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化，應(yīng)用鐵及其化合物的性質(zhì)關(guān)系解決常見問題。鐵是非常常見的元素，它在人們生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著重要作用。在研究鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)時(shí)，教師可以組織分組探究實(shí)驗(yàn)，如分別列舉幾個(gè)探究主題：“硫酸亞鐵保存為什么要加鐵粉？”“蘋果切開為什么會由淺綠色變?yōu)樽攸S色？”“補(bǔ)鐵劑外面為什么要加保護(hù)層？”“氯化鐵為什么可以作為印刷電路板（主要成分是銅）的腐蝕劑？”等，讓學(xué)生依據(jù)鐵鹽和亞鐵鹽等相關(guān)性質(zhì)，對這些具體的探究主題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑，還可以自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，以小組形式交流、探討。在這樣開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，學(xué)生的思路就會更加開闊，他們會從不同角度分析鐵鹽與亞鐵鹽的相關(guān)性質(zhì)，將其與相關(guān)試劑、現(xiàn)象相聯(lián)系，也能往更深層次去思考，在探討中激發(fā)思維火花，在實(shí)驗(yàn)中提升操作技能。據(jù)此學(xué)生的科學(xué)探究能力就能大幅提高，有效地提升了實(shí)驗(yàn)效果。

（五）綠色環(huán)保實(shí)驗(yàn)，發(fā)展良好化學(xué)理念

化學(xué)是生活的一部分，化學(xué)教學(xué)與生活不可分割。尤其是綠色環(huán)保理念被提倡的當(dāng)今社會，化學(xué)原理和化學(xué)元素的應(yīng)用必然需要以綠色環(huán)保為核心原則。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)當(dāng)如此。只有讓學(xué)生理解化學(xué)與生活的關(guān)系，感悟綠色、環(huán)保理念的價(jià)值，才能使學(xué)生真正形成社會責(zé)任感，能正確地、科學(xué)地運(yùn)用化學(xué)知識解決生活問題。所以教師在日常教學(xué)中要注意綠色環(huán)保理念的融入，積極組織學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活開展綠色環(huán)保實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在實(shí)際參與中提升綠色化學(xué)理念，有效提升改造社會、發(fā)展社會的能力。

以高一必修第二冊《化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化》教學(xué)為例，這門課主要讓學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，依據(jù)不同能源的比較，關(guān)注社會熱點(diǎn)問題，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的意識。其中電池是化學(xué)反應(yīng)和能量轉(zhuǎn)化的重要載體，而當(dāng)前市場上有很多不同的電池，每種電池的能量效率、提供的電能以及在生活中的處理都是不同的，在學(xué)習(xí)和探索這些電池功能和原理的同時(shí)，學(xué)生還需要從綠色、環(huán)保角度掌握，能用更加科學(xué)的方法利用、處理或選擇電池。依據(jù)這個(gè)目標(biāo)，教師可以組織學(xué)生開展綠色環(huán)保實(shí)驗(yàn)，使他們既能在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中合理地處理廢棄物，也能結(jié)合綠色理念利用實(shí)驗(yàn)解決生活中的環(huán)保問題。如原電池實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后廢棄物的處理問題、生活中廢舊電池的投放回收問題等，在解決這些問題的過程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，以有效達(dá)到廢棄物綠色排放或安全回收的目標(biāo)。通過真實(shí)的與生活掛鉤的環(huán)保實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能建立科學(xué)的綠色化學(xué)理念，更能有效地將化學(xué)技能應(yīng)用到生活中去，改變生活、推進(jìn)生活，逐步增強(qiáng)社會責(zé)任意識，培養(yǎng)出良好的綠色創(chuàng)新能力。

結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的核心路徑，只有依托實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)，學(xué)生才能有效掌握化學(xué)知識，培養(yǎng)科學(xué)技能，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也有效地充實(shí)了課堂，為化學(xué)課堂注入了新的活力。因此教師要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融入，積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，用多元的實(shí)驗(yàn)豐富學(xué)生的化學(xué)體驗(yàn)，讓他們積極思考、主動探索，最終提升科學(xué)實(shí)踐能力，促進(jìn)終身發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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