高中化學實驗教學的融合創(chuàng)新研究

梁少河 薛玉艷

摘 要：傳統(tǒng)教學一味地以提升學生學習成績?yōu)橹鳎率浇虒W則是成績與綜合素質(zhì)兩手抓，這對于即將邁入高等學府的高中生而言甚為重要。化學是一門公認的難教難學科目，尤其是實驗教學板塊，很多高中在化學教學上都采取了重理論輕實踐的方法，此舉雖然能夠在一定程度上確保學生的考試成績，但卻與素質(zhì)教育理念相悖。

關鍵詞：高中化學;實驗教學;核心素養(yǎng);弊端;融合創(chuàng)新;數(shù)字化手持技術;策略

在高中的必學科目中，數(shù)理化往往困擾著很多學生和教師，尤其是化學學科，學生明明傾注了較大的精力，但由于學習任務過于繁重，化學成績和化學實驗能力依然得不到有效提升。在此種情況下教師應適當?shù)馗纳平虒W方式，并給予學生學習指導，協(xié)調(diào)好化學實驗課程和理論課程之間的關系，以理論指導實驗，以實驗印證理論，使兩者起到相輔相成的作用。

一、化學實驗教學概述

化學教學共分兩個部分，一部分是理論教學，另一部分則是實驗教學;實驗教學又分為兩部分，一部分是化學思維的建立，另一部分是化學實踐能力的積累。只有掌握綜合化學能力，才能夠有效促進化學核心素養(yǎng)的形成。化學核心素養(yǎng)包含了五部分，分別是宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任，也可以將其歸納為學生在學習化學的過程中所形成的價值觀念、品格和能力。化學實驗以操作為主，也是高中學生必須具備的一種能力，包括了如何正確地選擇實驗物品、規(guī)范操作實驗過程、觀察并記錄實驗過程、寫實驗報告等。化學實驗思維反映了學生的應變能力、思考能力以及創(chuàng)新能力，如學生通過某一個實驗能夠得出何種結論、實驗過程出現(xiàn)意外情況如何快速準確地處理等。在此過程中教師自身也應積極尋找創(chuàng)新融合的途徑，如對現(xiàn)有的傳統(tǒng)實驗儀器進行適當改造，或是購買新型實驗儀器，也可以向其他學科的教師探討教學方法，找到更適合當代高中生的化學實驗教學方法[1]。

二、傳統(tǒng)化學實驗教學弊端

（一）學生實驗能力不足

雖然學生在初中時就已經(jīng)接觸過化學學科，也親身參與到實驗課堂中，但是相較于初中化學而言，高中化學所涉及的知識內(nèi)容更加廣泛，邏輯思維性也更強。面對這類知識很多學生已經(jīng)首先在心理上對其進行了判斷，認為自己恐怕難以掌握這些知識，即使在新課改的要求下很多高中已經(jīng)逐漸將化學實驗納入到正式課程中，但根據(jù)實際教學情況來看，很多學生雖然對化學實驗充滿著興趣，但卻因經(jīng)驗不足或是對化學危化品的恐懼而不敢操作。面對此種情況，教師除了要不斷鼓勵鞭策學生外，也要找到癥結所在，并利用一些簡單的小實驗來打開學生通往高中化學實驗的大門，如開展一些數(shù)字化手持實驗，學生能夠通過數(shù)字化設備更仔細地觀察實驗步驟，也能夠充分保證學生的人身安全[3]。

（二）實驗器材不完善

由于化學實驗長期得不到重視，因此很多學校的化學實驗器材都出現(xiàn)了設備老化、損壞、儲備不足的情況，一些新的數(shù)字手持技術設備沒有及時配備，這也導致了在實驗課堂上一些學生因?qū)嶒炂鞑膯栴}而不得不終止實驗，甚至有些學生根本無法進行實驗。基本的實驗設施得不到保障就更遑論開展融合創(chuàng)新實驗活動，也難以為學生養(yǎng)成化學核心素養(yǎng)提供助力。

（三）實驗教學創(chuàng)意性不足

在以往高中的化學實驗課程教學中，受應試教育的長期影響，所教授的內(nèi)容主要是讓學生對化學反應的結果與過程進行驗證。雖然，該種實驗教學方式已經(jīng)在以往的教育中取得了一定的成果，但是，只能為學生帶來結果，加深對知識內(nèi)容的記憶，無法培養(yǎng)并強化學生的創(chuàng)新性思維。換言之，當化學實驗教學的目的變成了對化學結果的驗證，那么會限制學生創(chuàng)新精神的發(fā)展。此外，在傳統(tǒng)的高中化學實驗教學的各個階段中，大多數(shù)都是以教師動手為主，學生即便能夠?qū)嵅伲仓皇菍處煹膶嶒炦M行觀察、模仿而進行的。該種做法雖然能夠讓學生更順利地完成實驗學習內(nèi)容，卻讓整個過程變得過于僵化、教條，學生自身的思路與地位也并未充分地得到重視，從而促使學生在實驗課程的學習中依然處于“被動式”學習狀態(tài)，對實驗課程教學效果的提升極為不利，難以進一步強化學生的邏輯思維能力與學習能力。

三、高中化學實驗教學的融合創(chuàng)新策略

（一）合理設置實驗課程

新課改后，我國很多高中都已經(jīng)在逐步完成化學課程設置的優(yōu)化工作，但部分學校還是未能完成此方面建設，或是整體效果依然不理想，今后化學教師還是要不斷地對此方面進行優(yōu)化，盡量確保理論與實踐能夠緊密聯(lián)系在一起。為了實現(xiàn)多樣化教學，化學教師除了基本的化學實驗課外，也可以嘗試以班級為單位或是以小組為單位來開展一些化學實驗活動，由教師給出幾個主題讓學生自由選擇并組隊，獨立完成實驗的設計、操作和試驗報告等內(nèi)容。此舉不僅可以激發(fā)學生的參與熱情，還能夠考核學生的化學核心素養(yǎng)程度如何，但要注意的是活動期間教師必須全程在場，以免發(fā)生意外[4]。

（二）全面提升學生實驗能力

化學實驗課堂的主體是學生，然而傳統(tǒng)化學實驗卻是由教師做示范，學生再進行模仿，然后再由教師對整個實驗進行講解，這在很大程度上削弱了學生的主體地位。今后應該將課堂交給學生，一些簡單的實驗操作可以由教師講解一些注意事項，并告知學生正確的操作步驟，然后由學生獨立完成，有問題時及時向教師請教，這樣一來學生就不能夠一味依賴教師，只能自己動手操作。

例如：進行“物質(zhì)的分離與提純”中由海帶中碘元素的分離與檢驗這一課題，在操作之前教師可以向?qū)W生提出問題，即是否有學生能夠講出本次的方案設計，或是哪位學生能夠指出本次實驗的注意要點等。在進行實驗時學生需要將實驗要用的海帶清洗干凈，但不可用水浸泡，只能夠使用刷子一點點清理，否則會破壞碘化物影響后續(xù)的實驗，再選擇酒精燈、三腳架、泥三角、玻璃棒等實驗儀器，然后利用托盤天平稱取一定數(shù)量的干燥海帶，并放入容器中，再對其進行灼燒灰化，這一實驗步驟的目的是為了提取無機鹽，原理是有機物經(jīng)過灼燒后分解成CO2和H2O發(fā)散掉。實驗過程中學生需要對其進行攪拌，以達到海帶均勻受熱的效果，灼燒完畢后需要將玻璃棒等器具放置在石棉網(wǎng)上進行冷卻，如果放置不當不僅可能導致玻璃棒碎裂，還可能會燙傷到其他同學。完成實驗后教師可以讓學生在實驗報告上寫上本次實驗出現(xiàn)的現(xiàn)象，即海帶在經(jīng)過加熱后會出現(xiàn)卷曲現(xiàn)象，隨著溫度的升高其會出現(xiàn)焦糊的味道，也會有很多白色煙霧，最終成為細小顆粒，有些也會成黑色粉末。這個實驗相對較為簡單，危險系數(shù)不高，通過類似的實驗可以逐漸提升學生的動手能力和思維能力[5]。

（三）完善實驗器材基礎配置

有條件的學校應適當加大對化學實驗室的資金投入，根據(jù)課程要求來設立實驗室，再對現(xiàn)有的器材進行整合，損壞的器材進行維修，失去使用價值的進行統(tǒng)一處理。再由化學教師開具一張購置清單，列出一些數(shù)字化手持技術儀器，由專人負責采購器械，盡量滿足實驗課程的需求。另外，做好器材和實驗物品的管理工作，尤其是危化品方面，最好能夠做到雙人制管理，出借和歸還都應做好登記工作。有些器材和物品在存放上也很有講究，因此要做好通風防潮準備，更要做好消防工作，以免發(fā)生意外。

（四）應用現(xiàn)代化教育手段

多媒體教學屬于現(xiàn)代化教育手段的一種表現(xiàn)形式，其可以將復雜的知識具體化，并為學生創(chuàng)設學習情境，因此很受廣大師生喜愛。在高中化學實驗教學中也可以融合應用這一教學方法，因為雖然大多數(shù)的實驗活動都可以在校園內(nèi)進行，但很多實驗現(xiàn)象都是轉(zhuǎn)瞬即逝，往往學生還沒有觀察到，這種現(xiàn)象就已經(jīng)消失。在這種情況下既可以使用多媒體設備對實驗過程進行控制，也可以將整個實驗過程錄制下來，然后將細節(jié)部分進行畫面處理，如放大，或是慢放，這樣一來學生就能夠更仔細地觀察到實驗過程。同時教師也可以將各個實驗內(nèi)容制作成微課，然后上傳到校內(nèi)平臺，或是班級群，以供學生參考和研究。

數(shù)字化手持技術，是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器、配套軟件和電腦組成的實驗技術系統(tǒng)，能夠定量收集溫度、pH、 電導率、壓強、氧氣濃度（包括溶解氧）、二氧化碳濃度等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)變化過程與實驗過程同步進行，并以數(shù)字、圖像的方式實時顯示在電腦上，能夠較為直觀、定量和全面地輔助化學實驗教學。如：壓強對化學平衡移動影響的教學中，在探究增大壓強對反應：2NO2（g）N2O4（g） 平衡的影響時，傳統(tǒng)實驗是觀察體系中氣體顏色先變深后變淺，最后的顏色比原來深的現(xiàn)象。而實際操作時，顏色變化不是特別明顯，不夠直觀。如果融合運用數(shù)字化手持技術，則能將過程中肉眼看不到的壓強變化以數(shù)字、曲線的方式實時顯示在電腦上。學生可以看到：加壓瞬間，壓強突變到最高點，然后緩慢下降一些，最后重新建立平衡，平衡時的壓強會比原來的壓強大。學生可以推理得出：其他條件不變，增大壓強，化學平衡向著氣體系數(shù)減少的方向移動，并且只能減弱影響，而不能消除影響，有效突破教學難點。融合運用數(shù)字化手持技術，能培養(yǎng)學生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)，更好理解化學反應中的變化觀念與平衡思想。

（五）充分利用實驗教學資源

學校內(nèi)的化學實驗課程有限，教師若要以豐富的實驗教學資源作為輔助教學工具就要在網(wǎng)絡中搜羅與高中化學實驗相關的資源。教師也可以開展一些探究性實驗活動，通過這些實驗可以促進學生與學生、教師與學生之間的交流，也能夠在交流過程中逐步轉(zhuǎn)變陳舊的教學方式，以鹽類水解因素實驗為例，教師可以帶領學生一同使用數(shù)字化手持設備進行實驗，然后針對生成物濃度進行分析，這些實驗數(shù)據(jù)會在實驗過程中從一些探測工具中體現(xiàn)出來，如色度傳感器、數(shù)據(jù)采集器等。完成實驗后教師再利用多媒體設施在網(wǎng)絡中搜索相關實驗案例，并向?qū)W生進行展示和講解，將傳統(tǒng)實驗與多媒體教學法聯(lián)系在一起，能夠為學生創(chuàng)設出良好的學習情境，增加學生學習化學知識的興趣。

（六）提高高中化學教師自身的教學水平

無論想要創(chuàng)新何種教學內(nèi)容與方式，都無法脫離專業(yè)的教職工作人員，高中化學實驗課程也是這樣。伴隨著社會經(jīng)濟的騰飛與發(fā)展，教育行業(yè)對教師個人專業(yè)化水平與能力的要求也逐步提升。故而，在進行高中化學實驗課程完善工作的基礎上，還需要與現(xiàn)階段社會的實際發(fā)展要求相結合，在強化教學質(zhì)量的同時需要對創(chuàng)新性實驗教學的方式與內(nèi)容進行認真的貫徹與落實。并在教學的各個環(huán)節(jié)中對傳統(tǒng)化學實驗教學中的實際價值進行吸收與融合，取其精華，去其糟粕，并以此為基準，進行全面的改良與完善，從而形成對學生更有助力的實驗教學方法與內(nèi)容。例如：在教學“有機化合物”一課的內(nèi)容時，可以與授課時期所能夠接觸到的最新的研究成果進行結合，也就是在實驗中充分使用應用型材料。如在需要使用汽油的部分，用乙醇進行代替，而后對比二者的實驗效果，該種實驗手段能夠讓學生在后續(xù)的學習與工作中更加透徹地認知新事物，并在未來的發(fā)展中，具備更加獨到的見解與思路，從而促進思維的深度發(fā)展，完善個人化學實驗素養(yǎng)。教師個人能力的提升能夠為學生在思維、能力等方面的發(fā)展提供最有力的支撐，讓學生開闊視野、發(fā)展自身綜合能力。

結束語

良好的化學實驗教學能夠有效幫助學生建立完善的化學知識體系，也能夠使學生的思維能力和動手能力甚至是團隊協(xié)作能力得到全面提升。雖然目前來看高中實驗教學中依然存在一些問題，但相信在廣大優(yōu)秀教師和教育工作者的努力下，高中化學教學必然會突破瓶頸，實現(xiàn)高素質(zhì)教育。

參考文獻

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作者簡介：梁少河（1976—），男，漢族，福建建陽人，福建省福清第一中學，中學高級教師，理學學士。研究方向：高中化學教學與研究。

薛玉艷（1978—），女，漢族，福建福清人，福建省福清融城中學，中學一級教師，理學學士。研究方向：高中化學教學與研究。

本文系福清市教育科學研究“十三五”規(guī)劃2020年度立項課題“核心素養(yǎng)導向下高中理化實驗教學的融合創(chuàng)新研究”（立項編號：FQ2020GH040）的階段性成果。

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