基于主體發展的高中化學實驗教學優化策略

張云飛

（福建省壽寧縣第一中學，福建壽寧 355500）

引 言

實驗不僅是化學教學中最直觀、最生動、最活躍的教學方法，而且也是培養和發展學生思維創新能力的重要手段。《普通高中化學課程標準(2017年版)》指出：要從“提高學生的科學素養和促進主體發展”的角度出發，從“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三個維度構建全新的化學課程目標體系；強調在豐富的實驗和探究性學習活動中，學生要經歷和體驗科學探究的過程。然而，目前在高中化學實驗教學中，仍存在傳統的“教師講述和學生傾聽”的教學方法，更多的實驗是用來驗證實驗的合理性和正確性[1]。這樣就忽視了學生作為實驗主體的主觀能動性與自主探究性，缺乏自主思考的時間和空間，也難以更深層次地體驗到實驗中更多的價值。因此，教師應創新優化實驗探究和活動探究的教學，把實驗教學的重心轉移到學生自主學習的道路上，讓學生在自主參與“做科學”的探究性實驗中，深刻體驗科學探究過程，感知實驗，理解和體會其包含的豐富的化學思想與方法，培養和發展學生的實驗操作能力和創新能力。

一、新課標下高中化學實驗的新變化

魯教版《高中化學》教材立足學生的發展需要，著眼于學生科學素養的提高。在必修課和選修課的實驗中，實驗內容不僅分布廣泛，而且探究性實驗的比重也有一定的增加。同時，化學實驗內容與新課改之前傳統的化學實驗相比，探究性實驗的比重也有一定的增加。教材中專門設置了有關實驗探究的欄目和相關實驗探究方案設計等內容，注重改進原有教材中的實驗裝置設計，以簡化實驗操作方法?；瘜W實驗內容更趨生活化，遵循“注重培養和發展學生實驗操作能力和創新能力”的新課程理念。如何更好地發揮和利用實驗的價值，充分發揮實驗教材的功能，創新優化實驗探究和活動探究的教學，這都是廣大化學教師需要面對和解決的問題。

二、新課標下高中化學實驗的追求目標

《走進新課程》一書明確指出，學生是學習和發展的主體。這就決定了化學實驗探究過程是學生自主學習的過程，教師是學習活動的指導者和組織者。因此，高中化學教學中，教師必須重新審視化學實驗的價值，探索中學化學實驗教學的追求目標，充分發揮化學實驗在培養學生創新能力中的作用。教師要從“提高學生的科學素養和促進主體發展”的角度出發，應以“量變”引起“質變”為本體論，將“重實驗與探究”作為實驗教學的教學觀，把化學實驗的“教學”轉變為“指導”，把“學習”轉變為“思維”，以進一步激發和喚起學生學習化學、積極主動參與化學實驗的興趣和熱情，從而轉變學生化學學習的學習態度和學習方式，在親歷和體驗實驗探究的過程中獲得對化學現象、過程的明確、具體的感性認識，理解和掌握基本的化學實驗技能和方法，提升學生的實驗水平和創新能力，這也是高中化學實驗教學所追求的目標。

三、基于主體發展的高中化學實驗教學策略

1.改進和優化常規實驗設計，發揮實驗效應

常規實驗設計的改進包括：改進教材中現有的實驗裝置設計，以簡化實驗操作方法，使操作更方便，效果更明顯；改變藥品的選擇及其滴加順序，以提高實驗效果和成功率等[2]。比如，在教學實踐中，我們常常會遇到一些實驗裝置不合理、實驗現象不明顯等現象，此時教師就應對常規實驗裝置進行改進和優化設計，以利于學生的觀察認知，形成概念，獲得知識和技能。

例如，在“碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩定性比較”這一實驗過程，教材中是將兩種物質分開進行實驗。實驗操作步驟繁雜，用時也比較長，在45分鐘的課堂上很難完成整個實驗操作。另外這種設計中，兩種鈉鹽的熱穩定性比較實驗對比不明顯、不直觀。在實驗中，教師可對兩套裝置進行合并，并進行如下改進：實驗裝置一，可先將一支小試管放入一支大試管，再在小試管中裝入碳酸氫鈉固體，另一支大試管中裝入碳酸鈉固體。在實驗裝置二中，我們用透明膠帶把兩支相同的試管綁在一起，將兩種鈉鹽分別裝入試管。通過改進，不僅節約了實驗時間，實驗現象對比也更為明顯，有利于學生進行觀察和分析。

2.改進和優化實驗教學手段，激發參與意識

實驗教學手段的創新是實驗教學改革的關鍵因素之一。目前，隨著教育信息技術的發展和普及，高中實驗教學手段的創新正在向更深層次、更廣闊的領域發展。網絡技術、計算機技術和傳感技術在中學化學實驗教學中的有效應用，不僅豐富了傳統實驗教學內容和化學實驗內涵，而且增強了化學實驗教學效果，有利于激發學生主體參與實驗探究的意識和積極性，促進探究活動的開展，使學生在親歷和體驗化學實驗探索的過程中更好地理解知識，培養和提高學生的綜合能力。

例如，“弱電解質的電離”知識理論性、抽象性比較強，學生難以理解，一直是高中化學實驗教學中的一個教學難點。在實驗過程中，我們可以利用傳感器有效化解實驗難點，使實驗變得易于操作。例如，實驗時利用電導率傳感器和傳感器，就能生動地演示化學反應過程，把弱電解質的電離過程以量化的形式展現給學生，這樣便于學生觀察。通過學生收集實驗數據，繪制相關曲線，再理解電解質的概念，學生就很容易了。這彌補了傳統實驗方法的不足，增強了“弱電解質的電離”實驗的可操作性和可觀測性，激發學生自主參與“做科學”的意識，積累豐富的化學實驗經驗，獲得實驗技能，發展操作實踐能力和創新潛能。

3.改進和優化實驗教學方法，提高探究能力

（1）加強和改進驗證實驗。由于驗證性實驗過分側重對實驗結論的驗證，因此很多教師在教學時習慣于按照教材預設好的實驗教學情境進行重復驗證實驗結果，這樣的實驗過程缺少了探究性，不利于培養學生的探究意識和探究能力[3]。所以，在化學實驗教學中，教師應根據具體的實驗目標與重點，把教材中的驗證性實驗進行改造或改進，使之變成探索性實驗，鼓勵和引導學生進行自主設計、自主探究，從中發現問題并解決問題，培養學生使用科學方法的創新精神，也使得實驗探究更有意義、更有效果。

例如，“氨的噴泉實驗”“銅和濃、稀硝酸的反應”等實驗，都可以變成探究性實驗。從實驗設計開始，引導學生自己動手、思考、分析與探究，不僅滿足學生動手、動腦、求新的心理需求，而且給學生提供一個自我解決問題的途徑和實踐的機會，激發創造性潛能的發揮，使學生在親身體驗和經歷多種實驗活動的過程中，獲得和習得科學探究的方法，提升科學探究能力。

（2）充分利用分組實驗。分組實驗是一種由學生自己設計的，并通過協同合作進行實驗，從而再現化學現象、揭示規律的自主性實驗活動。因此，在小組實驗過程中，教師應營造一個生動活潑、激發學生思考和探索的環境，為積極實驗提供條件和機會。在實驗過程中，應鼓勵學生在小組內進行分工協作，在小組討論、相互啟發、相互啟發的過程中，增強實驗探索的主動性，體驗實驗準備、實驗設計、實驗操作的完整性，獲得和習得科學探究的方法，提升科學探究能力。

例如，在“氯離子檢驗的對比實驗”的分組實驗過程中，學生發現：把AgNO3溶液滴入碳酸鈉溶液里，會產生一種棕色與白色相間的沉淀（Ag2O和Ag2CO3）。這時再滴入稀硝酸，沉淀會逐漸消失，產生大量氣泡，但還殘留白色沉淀，這個白色沉淀是什么？引導學生小組討論分析，有的學生提出Na2CO3溶液中可能含有SO42-、SO32-、Cl-等離子，再引導學生小組合作設計實驗加以驗證，很快發現原來是硝酸中混有Cl-，若改用新配制的稀硝酸，再實驗一次，一切就正常了……這樣實驗中利用生成性資源，并把它作為再次實驗探究的著眼點，不僅能夠有效增強學生的實驗意識，還能培養他們的實證精神和嚴謹的科學態度，促進科學素養的形成。

（3）自主實驗制作與設計?；瘜W實驗的根本在于學生動手親自實踐，培養自主探究能力[4]。因此，化學實驗教學中，教師應鼓勵和指導學生自主設計實驗，既可省去教師對實驗原理、方法、步驟講解的時間，同時以問題為引導，學生自主探究和討論，逐步修正實驗方案，自主完成實驗，促進學生在自主參與“做科學”的探究性實驗中，積累豐富的化學實驗經驗，獲得實驗技能，發展操作實踐能力和創新潛能。

在化學實驗中，教師不要過多地干預學生設計實驗，而應提供機會，讓學生通過獨立探究來獲取新知識，在新情境中解決新問題，產生新見解，激發創新動機。學生在自主設計與探索中，充分感受和體驗化學實驗的全過程，增強主動參與實驗探究的興趣，發展操作實踐能力和創新潛能，培養科學的探索精神和學習態度。

結 語

總之，基于學生主體發展的高中化學實驗教學，能有效促進學生參與科學探究的積極性和主動性，開發他們的智力潛能，激發他們的創新意識和能力，積累豐富的化學實驗經驗，獲得實驗技能，發展操作實踐能力和創新潛能，培養善于學習、樂于探究、有效合作的學習品質，促進學生主體主動發展。

[1]王瑞生.新課改背景下高中化學實驗教學優化策略[J].明日風尚,2016,(14):34.

[2]亓英麗,畢華林.化學教學目標設計的反思與對策[J].化學教育,2012,33(08):11-14.

[3]洪文偉.高中化學實驗課改進策略探究[J].西部素質教育,2015,(02):21.

[4]韓軍禮.高中化學探究性實驗有效教學研究[D].魯東大學,2014.