基于學生發展的高中化學教學實驗設計要點

張龍輝

摘 要：教育作為國家大事一直深受各界各方重視，政府、社會相關部門和教學從業人員一直在嘗試各種方法對教學體制進行調整和改善，高中作為學生學習生涯的重要階段，如何創新教學模式，如何提高學生綜合素質和學習成績是急需解決的重點任務，在新課標改革的浪潮下，高中化學教學實驗的設計要以促進學生對知識的理解吸收和持續熱愛為基礎，同時提升學生的認知理解水平和技能操作水平，從而達到學生對化學學科核心價值和核心邏輯的深度掌握。

關鍵詞：學生發展；高中化學；教學實驗；實施要點

考慮到我國的高考制度，高中化學在實際教學中還要以提高學生成績為最終目標，而提高成績的根本前提是對化學課程大綱知識的深度理解和靈活運用。要達到此目標，就要求教師在進行教學活動時充分利用化學中存在大量實驗操作的學科特性，融“理論”于“實驗”，注重理論學習和實踐活動的結合，根據所在學校的硬軟件設施，對知識原理、器皿辨識、儀器裝置、實驗步驟等課程內容進行靈活安排，確保教學成果。下面對達到此目標的指導思想和操作方法進行詳細分析。

一、化學教學實驗的基本概念

在化學實驗中，根據實驗對象和目的的不同可以將實驗類型分為“科研類實驗”和“教學類實驗”，高中化學教學實驗做為教學類實驗的一種，是指老師和學生根據相應的學習目標，通過對實驗設備、儀器或裝置的運用來改變被實驗對象的性質和狀態以此獲取化學相關知識的實踐教學活動。高中化學實驗的構成基礎主要是“實驗層次”、“實驗主體”和“實驗類別”，“實驗層次”由低至高分為基礎實驗——拓展實驗——探究實驗；“實驗主體”分為學生操作實驗和老師示范實驗；“實驗類別”分為操作技能類實驗、性質驗證類實驗和主體探究類試驗。教學人員在對化學實驗教學進行設計時，要根據以上的構成基礎明確實驗定位。一般來說，完整的化學實驗由實驗名稱、目的、原理、用品、儀器、步驟、結果等部分共同組成。

二、化學教學實驗的目標

教學目標是衡量教學效果的主要依據和標準，既是是教學活動的出發點，也是教學活動的歸宿，在高中階段，化學教學目標主要包括“認知領域”“技能領域”“步驟方法”“學習價值觀”四部分內容，不同的目標內容有不同的衡量層次。

（一）認知領域

認知領域的化學教學目標層次分為知道、理解、掌握和判斷，知道即對實驗內容和實驗過程的基礎掌握；理解即對實驗過程所需的儀器、物質發生的一系列變化和運用到的原理有明晰的概念，并能對實驗方法、實驗步驟和操作要領有初步理解；掌握即能靈活運用化學理論知識和實驗方法解決相對簡單的實驗問題；判斷即能對掌握到的化學知識進行融會貫通，能用專業標準判斷自己或他人的實驗行為和實驗結果是否準確。

（二）技能領域

技能領域的化學教學目標層次分為模仿、操作和遷移，模仿即為觀察老師的實驗示范，認識儀器、化學物品，并跟隨老師的步驟完成實驗過程；操作即熟練、獨立、正確地完成整個實驗操作；遷移即多次反復的對實驗過程進行練習，直到完全掌握所有的操作細節，把每一操作動作完成到位。

（三）步驟方法

步驟方法的化學教學目標層次分為經歷、感知和探究，經歷即親自參與到化學實驗當中，有真實的實驗體會；感知即對化學實驗的操作程序、操作方法和規則有一定程度的了解掌握；探究即可以運用所學知識和以往的化學實驗經驗去解決在學習中遇到的新問題。

（四）學習價值觀

學習價值觀的化學教學目標層次分為體驗、反應和領悟，體驗即參與化學實驗中的感悟；反應即在參與化學實驗之后對實驗的看法，比如認為實驗是否具有解決實際問題的價值；領悟即對化學實驗背后邏輯的總結歸納，通過對所學化學知識的理解吸收形成自己的價值觀念。

本文以“鋁熱反應”實驗為例，對化學教學實驗目標的四個內容進行分析：在鋁熱反應實驗中，要達到認知領域的目標層次，就要知道實驗所運用的化學反應方程式，初步了解實驗發生的化學反應現象；要達到技能領域的目標層次，就要學會氧化鐵和鋁粉的均勻混合，學會鎂條的砂紙打磨，知道點燃鎂條之前要在混合物上加入少量氯酸鉀；要達到步驟方法的目標層次，就要熟練實驗操作步驟，并能清楚明白實驗的注意事項以及注意事項的意義，比如知道實驗中蒸發皿要放入適量細沙，以防蒸發皿炸裂和熔融液體外濺傷人；要達到學習價值觀的目標層次，就要從實驗操作中發現樂趣，體會到化學世界的奇妙，從而激發對化學學科的熱愛和探究更深學問的好奇心。

三、化學教學實驗的策略

在化學實驗的實際教學中，教師應該充分發揮主觀能動性，從多角度多層面對教學活動進行策略設計，使教學內容富于創新和活力，從而引領學生思路、激發學生熱情。總結相關專業文獻和實際教學經驗，在設計化學教學實驗策略時，重點考慮實驗方法的選擇、裝置的改進、條件的篩選和操作的優化。

（一）靈活掌握實驗策略

高中化學教材是通用教材，里面的試驗案例較注重普適性，但各個學校因為地域、資金和師資力量的不同所提供的實驗環境也有所不同，因此在對教材的實驗案例進行教學設計時應充分考慮實際情況，降低實驗中的不利因素，如果實驗裝置或化學物品不足，要靈活采取補救措施，對實驗進行二次設計，比如將探究實驗和驗證實驗的操作形式互相轉換或者將常規實驗轉變為微型實驗，以硝酸氧化性的實驗研究為例，若實驗室較為簡陋，沒有通風設施，為降低一氧化氮的污染，教師可以將實驗改進設計為微型封閉實驗。

（二）對化學實驗進行體系設計

化學實驗教學設計的核心是化學實驗體系的設計，通過對化學體系進行對比分析、對比挑選和對比優化可以提升學生對化學實驗的綜合理解能力。比如在進行氨氣制取的實驗教學時，可以制定多個實驗方案（向下排空氣法、濃氨水直接加熱法、濃氨水和生石灰制氨氣法），讓學生多角度多方位對比觀察實驗過程，將實驗前期準備、實驗裝置、器材和化學物質使用種類、反應過程、環境污染等實驗相關數據進行詳細記錄，總結分析不同實驗方案的利弊，選取最優方案或對有缺陷的方案進行改進優化，讓學生在橫向對比中激發發散思維，提升學習效果。

（三）建立科學實驗觀

對化學實驗知識原理、操作方法的熟練掌握是學習的中心內容，而科學的化學實驗方法是化學學習的指南針，只有將科學方法融會貫通于化學試驗中才能進一步鞏固所學知識。根據有關文獻可知，學生在化學實驗學習中應該掌握的科學方法有十四種，其中最主要的是觀察、測量、交流、預測、建立模型、建立假說、歸納數據、得出結論等，對這些科學方法進行靈活掌握和應用有助于學生之間的溝通交流、有助于提高學生的科學素養。

化學實驗是拉近老師和學生關系的重要教學活動，在實驗過程中，化學物質彼此之間發生一系列奇妙的反應，而老師和學生在彼此的配合和溝通中也會產生情感的共鳴，教師要對這種情感善加運用，建立和諧愉悅的師生關系，增強自身感染力，以便在教學活動中更好地引領學生發現新知識、新樂趣，激發學生的自主研究能力，促使學生充滿熱情地暢游于化學世界。

四、結語

本文結合教學實例隨高中化學實驗教學活動要達到的目標層次進行了明確定位，對高中化學教學實驗的設計策略和設計要點進行了分析，探討了如何在科學實驗方法的指導下進行有效教學，為提升高中化學教學質量，促進學生發現學習樂趣、提高學習成績、取得長足發展具有重要意義。

參考文獻

[1]黃恭福，鄒海龍.基于學生發展的高中化學教學實驗設計研究[J].實驗教學與儀器，2016，33（1）：3-6.

[2]李愛林，糜紅葉.高中化學實驗教學的設計原則例談[J].高中數理化，2015（16）：54-54.

[3]成澤均.高中化學實驗設計與教學的創新探究[J].中外交流，2016（3）.