高中化學實驗教學中培養學生創新素養的探究

劉蕊

【摘要】實驗是化學學科的基本屬性，也是學習化學的基本要求。在社會經濟快速發展背景下，基礎教育也進行了深化改革，這是基于社會對建設人才的發展需求，也是教育教學與時俱進的典型體現。因此，創新素養成為當前教育活動中的重要內容。高中化學作為一門重要的課程學科，而化學實驗教學主要是為了培養學生的科學素養，對學生創新素養的培養亦有積極的影響。

【關鍵詞】高中化學 ?實驗教學 ?創新素養 ?培養

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）32-0113-02

前言

創新素養，是指在學習過程中形成的涵蓋了知識、能力、態度等多維度、多層面、多元化的發展與提升，最終形成可以應付日常活動、實際問題、未來挑戰的關鍵能力與必備品格。在化學實驗教學中，創新素養主要包括兩方面：創新能力與創新品格。化學作為一門具有科學性的教學課程，其對學生綜合素質的培養有著重要的影響，而實驗教學是化學課程中重要的一項內容，能有效地鍛煉學生的實踐能力及操作能力，深刻掌握化學知識。因此，本文將對化學實驗教學進行分析，并提出培養學生創新素養的可行性策略，以期高中化學實驗教學質量的進一步提高。

一、現階段高中化學實驗教學發展問題

（一）以演示性實驗為主，學生主體參與性不足

高中階段的化學課程教學中，大多數教師主要是以自身為教學主體，并且受到各種因素的影響，所以很多的化學實驗教師都會以演示的實驗方式進行，學生未能實際地參與其中。在教師進行演示教學時，學生只是從旁觀望，缺乏必要的動手操作，只在乎實驗的最終現象及結果，并未對整個實驗過程進行相應的思考，學生也因為未實際參與實踐中而缺少成就感。譬如：在學習人教版“金屬化學性質”時，需進行鈉跟氧氣之間反應的實驗探究，在進行實驗時，學生一開始會被實驗所吸引，認真觀察此次實驗的現象，從實驗現象中得出結論：鈉是一種活潑的金屬單質，在常溫狀態下與空氣中的氧氣反應生成一種灰色物質。但是，這些知識在課后學生很快就會淡忘，因為學生沒有實際地進行實驗操作，缺乏思考等。比如，在課堂中為學生提供實驗操作機會引導學生進行實驗，讓學生在實驗中產生一定的思考，時刻注意自身在實驗操作中的方式等，學生就會形成一種記憶，并且完成實驗后會產生一種成就感，進一步加深了學生的印象。比如，在進行有關Cl2實驗室制法的教學時，讓學生結合所學化學知識探討實驗室制取氣體所需要注意的事項：所用藥品有哪些，參加的化學反應有哪些？儀器裝置是否科學，實驗操作是否規范;如何收集氣體;如何檢驗氣體;尾氣的吸收該如何操作？學生通過討論，明確裝配發生裝置順序是：放好鐵架臺→擺好酒精燈→根據酒精燈位置固定好鐵圈→石棉網→固定好圓底燒瓶。這樣，教師盡可能地提出富有探索價值的問題，讓學生探究，給出富有化學色彩的問題，讓學生通過實驗來驗證。久而久之，學生對化學實驗的積極性還有興趣就會提高，學生的實踐能力就會得到有效的培養及提升。因此，高中化學教師要為學生提供更多的實踐機會，改進傳統的演示教學。

（二）驗證實驗教學，缺乏創新性設計

在現階段的高中化學實驗教學中，驗證實驗教學方式也是占據著重要地位的教學手段，驗證實驗通常都是根據教材中的內容、步驟向學生展示對應的化學現象及結果。這主要是因為在實驗過程中，教師不能根據學情特點及課堂需要，巧妙引導學生針對實驗流程中的“實驗設計”進行創新，不能結合相關的資料對實驗的方式及有關的材料裝置進行探討，對實驗過程的規劃不夠合理等，而學生也只是對實驗的現象進行觀察，缺乏思考，未有效地對實驗本質進行探討。學生在開展驗證實驗過程中，完全根據教材內容及教師的指導進行，只要在合理的時間中規范完成實驗內容便可。整個實驗操作過程，學生就像是沒有思想的操作工，完全是為了驗證教材實驗結果而開展實驗，缺乏思考及探究等，在實驗中的更多體驗大概就是好玩，未結合教材內容進行深刻的理解。這樣的教學方式對嚴重阻礙學生發展，不利于學生創新素養的培養。

二、培養學生創新素養的可行性策略

（一）增強開展探究性實驗的頻率

為更好地培養學生的創新素養，教師要結合新課程改革理念，合理、科學地調整教學內容，增強開展探究性實驗的頻率，從而激發高中生的學習積極性及樂趣，通過探究性實驗教學的增加，有效地突出學生的自主能動性，提高創新意識等[1]。

首先，教師要將演示性實驗以及驗證性實驗轉化為探究性實驗，對教材中的驗證性實驗進行合理的創新，使其成為探究性實驗。比如，在對人教版“檢驗銨根離子方法”進行實驗過程中，教師將演示實驗轉化為探究性實驗，設計探究性試驗的操作步驟及實驗流程以檢驗銨根離子中的主要成分，并利用其實驗現象還原結果推測性質。在此實驗操作中，教師要引導學生對相關資料進行查詢，對所用到的試劑、儀器等進行準備，并讓學生對實驗進行相應的設計，由學生自己全程完成。學生結合實驗過程，認真觀察實驗流程，并詳細記錄實驗結果，探究銨根離子在各種試劑中的反應及現象，通過一系列的實驗操作總結其檢驗的方法。當學生切實地參與實驗操作中，就會對整個實驗過程進行一定的觀察、思考以及探究，就會進一步提高學生的學習積極性。

其次，教師要構建趣味性、創新性、開放性的科學實驗氛圍，通過趣味性、創新性、開放性的實驗氛圍增強學生的實驗探究積極性，提高學生的實驗參與能動性，逐步激發學生的探究意識及創新意識。教師根據教學理念、學校及學生等的實際情況，設計及選擇具有一定安全性但又帶有一定趣味性的探究性實驗，譬如：引導學生進行噴泉實驗以及棉布染色實驗，讓學生產生相應的興趣，并根據實驗內容查找相關的實驗資料，對實驗裝置、應用材料進行合理的設計。通過這樣的方式使學生感受到實驗所帶來的成就感，激發學生設計創新性的化學實驗。

（二）積極開展課外創新實踐活動

積極開展課外創新實踐活動，是培養學生的科學探究精神、提高學生的實驗創新能力的重要途徑。傳統的高中化學教學思維認為，化學實驗操作具有一定的規范性、危險性、不確定性，化學實驗需要嚴格的實驗條件、操作步驟、流程規范等，針對實驗藥品的取用、存放、儀器的連接組裝及洗滌等，要詳細檢查與記錄，以確保實驗參與者的人身安全。對于高中生而言，減少不安全因素是教育的基本前提，對安全不確定的實驗操作盡量減少或避免，正是這樣的安全理念的束縛，讓學生在進行實驗過程中都產生一定的畏懼心理，不敢大膽開展實驗探究，并且在進行實驗過程中，教師會規定相應的時間及實驗內容，也進一步增加了學生的心理負擔，擔心在規定的時間內未完成實驗，害怕試劑有毒等，一部分心理素質較弱的學生對實驗的好奇感，常常被恐懼感所替代。所以，這并不利于培養學生的創新素養。比如，在銅和濃硝酸反應的實驗教學時，教師可以引導學生開展課外實踐活動，探究如何體現“綠色化學”的概念，讓學生盡量處于一個安全、自由的環境，如果以銅絲來代替，可以將銅片改為可調節高度的銅絲，也可以最大限度地接觸溶液，待觀察到比較明顯的實驗現象以后，因此我們就可以將銅絲轉化為濃硫酸溶液。學生觀察銅絲和濃硝酸分離，使反應停止，從而減少NO2有毒氣體的產生。

有些高中生對化學實驗探究有著濃厚興趣，并且動手操作能力也相對較強，在實驗過程中有一定的探究意識，而在實際的化學實驗教學課堂中，教師給予的實驗操作平臺太少，學生沒有較多的機會接觸實驗。對此，教師可建立科學合理的實驗室制度，使實驗室具有開放性，并在教師的指導下開展具有開放性的實驗探究課外實踐活動。通過這樣的方式延伸以及補充相關的化學知識，培養學生的探究、創新意識及能力，促進學生實驗技能的進一步提高，并培養、規范學生的實驗習慣及行為，有效地轉變化學學習思維方式，以學生的本質激發學生的實驗興趣，使其養成探究精神及創新精神[2]。

（三）開展小組學習，促進實驗探究

高中化學教學中學生創新素養的培養，既要培養學生的自主探究精神，發展學生的創新人格，又要關注小組合作，培養學生的分工協作意識與實驗參與能力。因此，在進行高中化學實驗教學中，教師可組織學生組建學習小組，小組成員中均有各自的學習任務與探究主題，進而促進學生積極地參與實驗探究。尤其是部分具有一定難度的實驗操作，可根據學生的實際能力，劃分合理的學習任務，共同完成實驗操作，可一同探討實驗的操作過程、問題等，在實驗結束后由教師對其結果進行相應的討論、評價及總結等。比如，在進行人教版“Na2O2性質實驗”時，教師可適當的轉換實驗內容讓學生對某樣品中Na2O2的含量進行探究實驗，讓學生在小組內進行相應的探討，制定實驗步驟，確定各種應用材料及儀器等。通過這樣的方式，讓學生感受到合作的高效性，提高自身的責任感，使學生在學習過程中增強情感的交流，產生相應的探究及創新意識，進而培養學生的創新素養。此外，小組學習與分工協作，能夠促進化學實驗交流、探討、發現，對于實驗的安全問題能夠落實到位，如稀釋濃硫酸的實驗操作，可以通過小組討論：濃硫酸具有強腐蝕性，該如何操作能夠保證實驗安全？學生通過小組內的探討交流，水與濃硫酸不發生化學反應，但如果將水倒入濃硫酸溶液中，會在短時間內釋放出大量的熱，尚未被稀釋的濃硫酸溶液會濺起來，容易燙傷實驗操作人員，明確：稀釋濃硫酸時，濃硫酸應慢慢沿器璧流入水中。

（四）設計問題情境，優化實驗教學

在高中化學實驗教學中，教師通過問題情境的設計，來激發學生的探究熱情，引導學生聯系實際生活學習化學知識。受傳統的應試導向的影響，高中化學實驗教學并不注重對教學情境的設計及實驗教學結構的優化，學生不會提出高水平的問題，不會質疑已有的化學觀念，不會深入探究前后知識的聯系并能自主建構，最終導致學生的創新能力不足，創新品質缺乏，創新素養有待發展。比如，教師在課前搜集市場上某保健品，該保健品以富含鐵元素并能有效補血為宣傳噱頭，銷量激增。但最近一段時間，市消費協經常會接連收到關于該產品的投訴熱線電話，有人反映該產品存在虛假宣傳的嫌疑，爆料該產品并不含富含鐵元素。對此，請你運用所學化學知識參與“市場打假”活動，通過設計實驗來探究該保健品中是否含鐵元素;如果實驗得出結論，該保健品含有鐵元素，那么能否通過實驗進一步驗證：鐵元素是以什么形式存在的？向藥品溶液中滴入少量硫氰酸鉀（KSCN）溶液，如果溶液變為血紅色，即為Fe3+，如果向溶液中通入氯氣，反應后再滴加少量硫氰酸鉀溶液，若溶液變為血紅色，則為Fe2+。通過情境設計，以問題鏈的形式將實驗的重點難點串起來，連成清晰的線，可以帶動更多的學生參與到化學課堂中來。

結語

總而言之，高中化學實驗教學對學生綜合素質的培養有積極的作用，教師通過合理、有效、規范的方式走進實驗探究，引導學生對實驗進行系統化、開放性、探究性的整理，激發學生的探究及創新意識，提高學生操作能力，促進學生創新素養的培養。

參考文獻：

[1]豆佳媛.基于化學學科核心素養培養的高中實驗教學策略研究[D].陜西理工大學，2018.

[2]徐瀟瀟.基于發展高中生核心素養的化學實驗教學研究[D].廣西師范大學，2018.