基于創客教育理念的高中化學實驗教學策略研究

楊金玉

【摘要】“創客教育理念倡導自由開放、創新創意及探究體驗，將其應用于高中化學實驗教學可顯著提升教學質效，有助于培育學生化學學科核心素養?；诖?，文章通過梳理相關文獻提煉關于創客教育的理念與思想，闡釋創客教育理念在高中化學實驗教學中的應用價值，重點結合實際教學案例探究基于創客教育理念的高中化學實驗教學策略。

【關鍵詞】創客教育理念? 高中化學實驗? 教學策略

【中圖分類號】G633.8 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）21-0126-02

高中化學是一門以實驗為基礎，以實踐為核心的學科，對于學生科學精神、實踐能力、創先創造意識具有較高要求，在教學中融匯創客教育理念的核心觀點，將實踐與探究的主動權交給學生，使其在發現問題—提出假設—實驗操作—證據推理—驗證假設的一系列過程中感受實踐與創意產出的樂趣，既可以提升高中化學實驗教學實效性，又能夠培育學生化學學科核心素養。

1.相關概念及理論依據

創客教育是一種融合多領域、多學科知識及技能，遵循自由開放、知行合一、自發探究、主動體驗原則，以探究實踐、創造性及個性化學習方式為主的用以培育創新型人才的現代化教育模式。行政先生提出的知行合一教育思想對于創客教育理念在高中化學實驗教學中的運用具有極強的解釋力，其與創客教育理念同樣倡導自發、探究，主張解放學生的頭腦、雙手，其思想精髓也為高中化學實驗創客教育模式的構建提供了新思路。

創客教育與建構主義學習理念相得益彰，同樣注重實踐過程，強調學生作為實踐的主體應當在獨立思考、合作探究、生活經歷及儲備知識的調動、教師指導及同伴幫助下建構知識體系，逐步突破固定化及慣性思維，進而逐漸成長為具有獨立人格、時刻處于發展之中、具備創新創意能力、可依靠合作及分享解決實際問題的現代化人才。

2.基于創客教育理念的高中化學實驗教學策略

文章該部分以“二氧化硫化學性質探究”實驗教學為例。

2.1 創設情境，發散思維

建構主義學習理論視域下，學生的學習，即認知過程需要以實際問題為驅動?？紤]到高中生思維活躍，傾向于通過自主探究發現問題，筆者在課堂導入階段以聯系舊知為引，通過引導學生回顧二氧化硫性質發現教材內實驗裝置、流程中存在的問題，以此發散學生思維。

師：同學們，上節課我們已經初步掌握了二氧化硫的性質，誰能說一說二氧化硫有哪些性質呢？

生1：二氧化硫是有毒物質。

生2：二氧化硫是酸雨的“罪魁禍首”。

生3：二氧化硫溶于水。

師：非常棒。本節課我們要通過實驗驗證二氧化硫的化學性質，在實驗中需要運用大量的二氧化硫，對我們的身體與環境都會造成一定的負面影響。從這種層面來看，大家有沒有發現教材上設計的實驗裝置、實驗過程有哪些不足？

生1：沒有尾氣收集裝置，可能會造成環境污染。

生2：我們要進行五、六次實驗，每次都需要重新連接實驗儀器，十分麻煩。

師：大家說得非常好。其實教材只是給我們提供了一個實驗思路，具體的實驗還需要我們根據實際情況來組織，大家有信心改進實驗，使其更加綠色環保、科學有效嗎？

生：有！

上述實驗教學導入案例將“創新、改造”的引導意圖巧妙地融入到舊知中，學生自主分析便可發現教材內實驗流程的不足，再加上筆者的設問、指導，學生產生優化改進實驗以保護環境、簡化操作的內在動因。

2.2 微課助力，要點精講

創客教育最為鮮明的特點便是融合了多學科知識技能與數字化工具，豐富了學生的學習與創意成果產出途徑。微課是信息化及數字化技術與教育領域深度融合的產物，其具有篇幅短、主題明確、內容精煉的特點。高中學生已經具備一定的知識總結與歸納推理能力，將其運用于高中化學實驗教學中可為創客教育理念的落實助力，為學生創意成果產出提供必要的知識與技能支撐。

筆者在正式授課時播放了時長為五分鐘的“二氧化硫化學性質”微課視頻，學生一邊觀看視頻一邊翻閱教材內的實驗，記錄下二氧化硫的性質，初步形成驗證二氧化硫性質的方法。為幫助學生對二氧化硫化學性質有更為深入的認知，筆者對微課視頻內容進行補充：“二氧化硫中的硫元素為中間價態，其化合價既能夠升高，又能降低?！睂W生在微課視頻引導及筆者的指導下總結出二氧化硫的化學性質：

①二氧化硫與水反應生成亞硫酸：SO2+H2O？圮H2SO3;②二氧化硫具有酸性氧化物的通性;③能使澄清石灰水變渾濁;④二氧化硫具有漂白性;⑤二氧化硫具有氧化性;⑥二氧化硫具有還原性。

2.3 小組合作，激發創意

當學生掌握探究二氧化硫化學性質實驗的基本知識，并產生主動創新改造教材實驗裝置、流程的意識后，筆者開展了小組合作學習活動。首先，將學生分為若干小組，分組的原則為“同組異質”，即各個小組知識、學習及實踐水平基本相同，但小組內各個成員之間的知識儲備、能力、學習興趣等具有較大的差異性，此種分組方式的作用在于最大程度上促成學生創意思維的碰撞，實現學生間的優勢互補。其次，請學生圍繞“優化改進教材實驗，保護環境并精簡流程”這一實驗目標進行自主分工、合作交流。最后，請各小組代表說出本組的想法與討論結果，經過小組間點評及筆者提出專業化的建議完善學生實驗方案。

小組1：在教材的實驗裝置后增加尾氣收集裝置。

師：說得很對，可以有效解決污染問題。但是二氧化硫有許多化學性質，每驗證一個性質便需要組裝一次實驗裝置，我們要加設許多尾氣收集裝置，無形中造成了資源的浪費，還可以再進行改造優化嗎？

小組2：將所有的實驗組合成一個實驗，二氧化硫依次通入水、高錳酸鉀溶液中，增加一個尾氣收集裝置就可以了。

師：這個創意十分可行，但是我們需要很多二氧化硫啊。老師的演示實驗用的是提前制備好的二氧化硫，怎樣保證二氧化硫“源源不斷”呢？

小組3：我們可以增加制備二氧化硫的裝置，試劑充足就能產生足夠的二氧化硫。

師：非常棒，但我們還需要注意一個問題，二氧化硫溶于水，如果依次通入到溶液中，可能還是會造成二氧化硫浪費，我們該怎么做才能降低二氧化硫的消耗呢？

2.4 動手實踐，團結互助

當學生明確實驗改進流程及方案后，筆者請學生按照討論階段的分工自主組織實驗操作。為保證每一名學生都能在實驗中獲得創新創造能力的提升，筆者采用課堂巡視的方法為學生解答疑惑，適當指導學生的操作方式。同時，鼓勵平時不愿意參與課堂活動、不愿發言的學生積極投入到實驗實踐中，引導學生一邊實驗，一邊交流方法并實時記錄下實驗現象。

2.5 成果展現，分享創意

基于創客教育理念的高中化學實驗教學中最為有效的策略之一便是“創意成果可視化”，即請各小組學生展示自己所組裝的創新化實驗裝置，結合記錄的實驗現象簡要介紹自己的實驗流程，從實驗現象推導出實驗結論。

小組1：將二氧化硫裝在注射器中可以控制反應速率。現將二氧化硫通入品紅溶液，發現品紅溶液褪色，說明二氧化硫具有漂白性;再將二氧化硫通入石蕊試液，發現石蕊試液變紅，說明二氧化硫溶于水并且具有酸性氧化物的通性;最后將二氧化硫通入石灰水中，發現其變渾濁。

生評：小組1未驗證二氧化硫的氧化性和還原性。

小組2：以亞硫酸鈉與濃硫酸制備二氧化硫，順次通入酸性高錳酸溶液、濕潤的pH試紙、被石蕊試液浸濕的棉花及H2S氣體，最終以裝有氫氧化鈉溶液的燒杯作為尾氣收集裝置。

生評：小組2未驗證二氧化硫的還原性與氧化性，實驗裝置有一點復雜。

小組3：連接裝有濃硫酸的注射器及裝有亞硫酸鈉的試管，試管中導管的另一端連接試紙條，分別為濕潤的品紅試紙、濕潤的氫氧化鈉棉團、濕潤的高錳酸鉀試紙，最后以裝有氫氧化鈉溶液的燒杯作為尾氣收集裝置。

生評：小組3實驗裝置簡單，操作便捷，但不能驗證氫氧化鈉的氧化性。

2.6 總結提升，反思優化

在成果展示階段，各小組已經了解到其他小組的優勢及自身不足之處。對于高中生來說，自主設計優化改進實驗難度較大，為幫助學生樹立創新創意的信心，筆者指出課堂實驗時間較短，在短時間內制定出新型實驗方案實屬不易，請學生不要灰心。同時，對學生的實驗參與表現、創意成果進行簡短的點評，提出更為專業的建議。最后，布置課下作業，請學生根據本節課的所感、所獲再次優化實驗方案，在下節課進行展示，以此激發學生自主探究、持續創新的意識。

創客教育理念視域下，高中化學實驗教學應以學生為主體，通過創設情境發散學生思維，開展小組合作活動促成學生創意思維的碰撞，使學生在合作互助中進行實驗操作，實現創意成果的產出。同時，注重創意經驗的分享與創意流程的反思，使學生形成“茍日新，日日新，又日新”的創新創造習慣，進而培育學生創新素養。

參考文獻：

[1]王書紅.創客教育與高中化學實驗教學的有效融合[J].學苑教育，2020（31）：35-36.

[2]范媛媛.基于創客教育理念的高中化學實驗教學模式探究[J].中學生數理化（教與學），2020（8）：13.