運用課堂實驗提升學生化學實驗能力探究

吳惠蘭

【摘 要】本文主要探討高中階段化學實驗對學生實驗能力的培養，作者通過自己多年的經驗分析了高中化學實驗的類型，并總結了教師選擇課堂實驗的原則，最后以實例分析如何運用課堂實驗提升學生化學實驗能力。

【關鍵詞】實驗類型 選擇原則 案例分析

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）02B-0139-02

化學是一門以實驗為基礎的學科。高中課堂教學提倡多樣化的教學形式，要求課堂教學以科學探究為主。因此，教師面對教材，不僅需要思考如何根據學情、教學要求等設計好課堂教學，還要把控課堂實驗教學。高中化學實驗能夠激發學生學習化學的興趣，課堂實驗運用得當，可以將化學課堂教學變得生動有趣，還能培養學生的實驗能力。筆者根據自身教學實踐，淺談如何運用好高中課堂實驗，培養學生的化學實驗能力。

一、高中化學實驗的類型

恰當的高中課堂實驗可以活躍課堂氣氛，激發學生學習化學的興趣。高中課堂的實驗類型根據實驗目標可以分為：（1）制備實驗，比如人教版必修 1 第二章第一節《物質的分類》內容，在第二部分“分散系及其分類”的 “科學探究”中，關于制備氫氧化鐵膠體的實驗。（2）配制溶液實驗，比如人教版必修 1 第一章第二節《化學計量在實驗中的應用》，其中的第三部分內容“物質的量在化學實驗中的應用”，需要配制一定物質的量濃度的溶液。（3）性質實驗，比如人教版必修 1 第三章第一節《金屬的化學性質》中，金屬鈉單質的燃燒實驗和鈉單質與水反應的實驗。（4）探究性實驗，比如人教版必修 1 第三章第二節《幾種重要的金屬化合物》，第一部分內容“鈉的重要化合物”中的“實驗 3-5”關于過氧化鈉與水的反應。教師可以根據本實驗設計一個學生探究性實驗，比如“探究過氧化鈉與水反應后的產物”。此外，高中課堂教學過程中遇到的實驗，根據教學要求，教師的教學設計安排還可以分為：教師的演示實驗、學生演示實驗、學生分組實驗等。例如，《金屬的化學性質》“鈉的燃燒”和“鈉與水的反應”實驗中，教師根據教學要求，教案設計需求，學校配備實驗條件等情況，既可以設計成教師課堂中的演示實驗，也可以由學生進行實驗演示，亦可進行學生分組實驗。

二、高中化學課堂實驗類型選擇原則

學生喜歡實驗，不管是教師演示實驗還是學生自己分組實驗，一看到實驗儀器，學生的情緒就會亢奮。教師運用好學生對實驗的這種情緒，上好課堂實驗，激發學生學習的欲望，培養學生的實驗能力。但普通高中化學課堂教學中涉及的實驗非常多，教師在進行課堂教學時，不可能都開展學生探究性實驗。高中化學教學普遍存在耗時多、教學課時少的情況，教師需要趕在 2 年以內完成高中化學必修與選修模塊的教學。雖然已經由現行的高中化學考試大綱規定學生從 4 個選修模塊“化學與生活”“化學與技術”“物質結構與性質”和“有機化學基礎”中選擇1個模塊作答，變成從“物質結構與性質”和“有機化學基礎”中任選1個模塊作答，教師還是要完成教學進度，教學時間非常緊迫。這就需要教師根據自身的情況合理的選擇不同的課堂實驗類型。以下是針對每周安排的化學課時 4-5 節的普通高級中學，對高中化學課堂實驗類型選擇需要遵循的原則：

（一）簡單實驗以教師演示為主。簡單實驗可以定義為：需要的儀器少，操作簡單，所涉及到的實驗知識量少。比如，《金屬的化學性質》中，學習金屬鈉的化學性質時，針對課本上出現的實驗 3-2、實驗 3-3，可以設計為教師演示實驗。教師演示實驗可以更好地把控課堂教學秩序，引導學生觀察實驗現象、分析實驗的結論，可以培養學生的實驗觀察能力，透過實驗現象分析本質的方法技巧。不足之處，就是學生沒有自己親身體驗實驗過程，不利于培養學生的動手能力和自主學習能力。

（二）涉及面廣、綜合性強的實驗可讓學生分組進行。綜合性強的實驗可以定義為：為了達到實驗目的，這個實驗過程中可能會涉及到配制實驗、制備實驗、性質實驗等。這類實驗要求學生具備比較強的實驗能力，教師必須對實驗有非常強的操控力，學生自覺性強，且必須嚴格按照實驗室規章制度要求來完成分組實驗。教師讓學生分組進行綜合性強的實驗時，需要對實驗過程中可能會出現的情況進行預設，并提前對學生做好相應的安全教育以及交代清楚分組實驗時需要注意的各種事項。合理的分組，有利于學生安全有序的進行實驗。

教師開展學生實驗時，需要對學生進行合理的分組，分組應當遵循以下幾個原則：（1）根據學生學科三維能力差異分組，組內遵循各層次學生均衡原則；（2）根據學生的性格分組，不同的學生性格迥異，如果沒有掌握好學生的情況，將大部分好動的學生分到一組，教師不好把控課堂實驗秩序的同時容易發生實驗意外，故分組時教師需要注意將不同性格的學生盡量均衡分組；（3）一個好的班長，對班主任開展教學教育工作起著事半功倍的作用。同樣，一個好的小組長，亦可以幫助教師更好的開展學生分組實驗。教師在進行學生分組實驗時，每組小組長的選擇盡量都是具有強組織協調能力的人。

這類型的實驗可以鍛煉學生的動手能力，思維拓展能力，非常適合學生動手操作。因此教師應合理運用此類實驗。

（三）趣味性強、生活中易取材的實驗以學生家庭實驗為主。課堂實驗不一定需要在課堂中完成，也可以選擇讓學生以家庭實驗等形式完成，再在課堂上匯報實驗結果。初中化學就有類似的趣味實驗，比如“自制指示劑”，學生利用身邊的有色植物，自制酸堿指示劑。在高中階段，教師也可以設計學生家庭實驗。比如在進行膠體的聚沉教學過程中，教師可以先行安排學生自制豆腐，學生根據網絡資源，完成自制豆腐的家庭實驗，并拍攝圖片或視頻在課堂上進行匯報即可。

這類型的實驗獨立操作性更強，更能鍛煉學生的自主學習能力，還能促進其他能力的提升，如制作實驗報告，并在課堂上做匯報等等。當課堂的容量有限時，教師不妨采取這類型的實驗以提升學生的動手實驗能力。

三、高中化學課堂實驗教學案例分析

根據高中化學課堂實驗類型選擇原則，筆者就人教版必修 1 第三章第二節《幾種重要的金屬化合物》的“鐵的重要化合物”內容中“鐵三角”的轉換進行實驗教學設計。本實驗采取分組實驗的原則。

第一，準備實驗材料：鐵粉、稀鹽酸、酸性高錳酸鉀溶液、新制氯氣、新制氯水、氯化亞鐵稀溶液、氯化鐵稀溶液、硫氰化鉀稀溶液（或鐵氰化鉀溶液）、氫氧化鈉稀溶液。

第二，提供信息。教師在對學生進行分組實驗前，提供給學生實驗需要用到的信息：（1）亞鐵離子與氫氧根離子先生成白色沉淀，逐漸變成灰綠色，最后變成紅褐色；（2）鐵離子遇硫氰化鉀，溶液立刻變成紅色，遇鐵氰化鉀，溶液立刻出現藍色沉淀；（3）鐵離子遇氫氧根離子立刻出現紅褐色沉淀；（4）中學常見的強氧化劑主要有酸性高錳酸鉀溶液、新制氯水等，能將強還原性的離子（比如亞鐵離子）氧化。

第三，學生分組實驗。實驗分組進行，根據不同的實驗效果可以分為幾個組：（1）亞鐵離子轉換成鐵離子以及檢驗出已生成鐵離子；（2）鐵離子全部轉換成亞鐵離子，并檢驗亞鐵離子；（3）鐵單質轉換成亞鐵離子實驗。鐵單質轉換成鐵離子的實驗會使用到有毒氯氣，因此該實驗由教師最后演示。另外，亞鐵離子轉換成鐵單質的實驗操作過于復雜，也不宜讓學生進行實驗，教師可用多媒體技術展示相關實驗。

“鐵三角”的轉換是高中階段的重要內容，涉及的知識點多，實驗綜合性較強，根據高中化學課堂實驗類型選擇恰當的原則，因此筆者將本課實驗設計為學生分組實驗和教師演示實驗的混合類型，有助于幫助學生更好地掌握“鐵三角”內容，同時，還培養了學生的動手操作能力，以及面對實驗出現的問題敢于質疑創新的科學精神。

新課改對高中化學教師的素質要求更高，對學生的要求也不僅僅局限于掌握課本知識，因此教師必須充分利用課堂實驗培養學生的實驗能力、自主學習能力，科學研究與創新精神。