高中化學開展自主設計實驗課的問題和解決策略研究

李喜鳳

摘 要：高中化學的知識非常的深奧，學生在學習上會存在很大困難，尤其實驗題目對于學生來說是一個巨大的挑戰。高中化學實驗問題融入了許多元素，抽象性、多樣性、復雜性的問題使學生在做題時經常沒有邏輯和思緒，要想使學生掌握化學實驗真正的內涵，就必須開展自主設計實驗課程，使學生轉換角度，對實驗知識進行學習。文章探究高中化學開展自主實驗課的問題和解決策略。

關鍵詞：高中化學;實驗設計;教學情境;操作能力

一、 引言

高考是學生人生道路上的第一道坎，而化學成績很大程度上影響著學生未來的大學選擇，要想提高化學成績，就必須得到實驗題目部分的分數。在教學過程中，教師要注重學生創新能力和自主實踐能力的發展，運用有效的教學方法，讓全班都能參與到實驗環節來，加強師生、生生的交流、合作，共同發展化學素養。

二、 開展自主設計實驗課的意義

大部分人認為只要高考分數高，考取理想的大學才是學習知識的目標，所以在教學過程中，教師經常采用“題海戰術”以及“填鴨式”和“灌輸式”的教學方法，而對于高中化學的學習單靠死記硬背是起不到良好的效果的。新課改指出要發展學生綜合能力，因此開展自主實驗課的意義就體現在，不僅能幫助學生掌握實驗題目的作答技巧，提高化學成績，而且還能促進學生思維、動手等各方面能力的發展。而且自主實驗課堂能有效發揮學生的主體作用，從而讓學生主動學習知識。由此可見，在高中化學合理地讓學生自主設計實驗的重要性。

三、 自主設計實驗課過程存在的問題

要想提高教學方法的有效性，就需要根據實踐發現其中的不足，而根據教學實踐自主實驗設計課堂研究經常會出現缺乏趣味性、引導性、多樣性的問題，教師需要分析這些問題產生的原因，制定合理的解決辦法。

（一）自主設計實驗課缺乏趣味性

自主設計實驗缺乏趣味性。部分教師認為自主設計實驗使得學生自由地去思考和操作，在這樣的環境下，自然能營造良好的氣氛，使課堂具有樂趣。但是，產生這樣教學效果的前提是學生都具備自主設計實驗的能力。對于學困生而言，他們在自主設計實驗的過程中完全沒有思路，面對多樣的實驗器材他們卻無從下手，從而使這部分學生失去對化學學習的自信。這樣的環境下容易使優等生成績越來越好，而學困生成績越來越差，這是導致自主實驗課缺乏趣味性的原因之一。缺乏趣味性的因素還存在于實驗的取材，如果只進行簡單、沒有難度系數的實驗，那么學生即使能完成實驗設計，也不會產生任何的興奮，不利于學生自主探究能力的培養。自主設計實驗課要想解決以上問題，就要從兩方面下手：首先是以小組的模式開展自主設計實驗，小組成員應該包含不同層次的學生，推動自主設計實驗課堂的發展;其次是要合理選擇設計實驗的內容，讓實驗變得具有挑戰性，滿足學生的求知欲望和好勝心理，從而使自主設計實驗變得更加有趣。

（二）自主設計實驗課缺乏引導性

自主設計實驗是以學生為主體的教學模式，學生擁有自主學習和探究的權利，但是并不意味著教師可以完全放手不管。完全將實驗設計交給學生，雖然能增加實驗的挑戰性，加強鍛煉學生探究能力和思維能力的效果，但是缺乏引導性的教學也會帶來很多不利影響。例如，化學實驗用品中含易燃、強酸等危險材料，容易傷害學生的身體，如果沒有很好的引導，容易使學生在操作實驗的過程中增加風險;如果教師沒有給予正確的引導，一旦學生在設計實驗步驟的過程中出現問題，那么對實踐實驗的過程將會產生消極的教學效果，浪費實驗器材和實驗時間，也阻礙學生化學思維能力的發展。因此，教師在自主設計實驗課堂中，應該發揮自己的引導作用，站在引導者的角度參與到課堂教學中，教師也可以利用多媒體、電子白板等技術來進行輔助和引導學生進行設計，從而保障自主設計實驗的順利進行。

（三）自主設計實驗材料缺乏多樣性

自主設計實驗是學生基于對教材內容的理解，根據教師所給的材料和條件來完成實驗的設計、實驗的過程和記錄實驗的結果。但是在以往的自主設計實驗課堂，學生經常都是簡單地按照教材中實驗的內容進行設計，沒有創新性和靈活性。究其原因，不是學生沒有多樣的實驗思路和步驟，而是實驗材料缺乏多樣性，沒有多樣性的器材，學生要想進行正確的實驗，那么只有一條設計的思路。因此，教師應該拓展課外知識內容，使學生在實驗的過程中能有多種路徑，豐富自主設計實驗材料。

四、 優化自主設計實驗課的教學環節

針對上述的教學問題，教師要結合現代新式的教學理念和教學技術，從設計實驗方案、實踐過程、實驗后的評價環節進行改善，從而加強對學生各方面能力培養的效率，營造良好的化學學習環境。

（一）自主規劃實驗方案，提高化學思維能力

自主設計實驗課的第一個步驟就是要學生對實驗的方案進行設計，這也是最關鍵的環節，實驗方案決定著實驗過程的體驗感，以及實驗結果的正確性。這個環節，教師的主要工作是引導學生掌握實驗器材的運用方式、設計合理的實驗材料和實驗目標，保障實驗過程的安全性和準確性;而學生的工作是通過合作交流和討論，設計出能利用現有的實驗器材達到實驗目標的方法。而設計實驗的方案也可以分為兩類：虛擬實驗方案規劃和真實實驗方案規劃，虛擬實驗方案規劃指的是學生利用信息技術平臺中的系統來進行方案的設計，而實驗過程是由系統進行模擬;真實實驗方案的就是學生通過自己動手進行實驗。兩者都有各自的優勢和劣勢。下面我將舉兩個具體的例子進行說明。

真實實驗方案規劃的例子：在教學“幾種重要的金屬化合物”這部分知識內容時，可以以“檢驗二價鐵離子”為主題，開展自主設計實驗課，準備實驗材料硫氰化鉀、氫氧化鈉溶液、酸性高錳酸鉀等，然后利用信息技術播放視頻，讓學生了解不同溶液的使用技巧，避免實驗對學生造成身體傷害。學生根據觀看視頻了解實驗器材的運用，并結合豐富多樣的思路，設計許多可行的實驗方案：①加入硫氰化鉀，不顯血紅色的情況下，再加入氯水顯血紅色，利用絡合反應的原理來設計實驗的方案。②加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有生成白色沉淀，產生白色沉淀后，是否迅速變成灰綠色，最后，變成紅褐色。③向溶液中加入酸性高錳酸鉀，若褪色，則有二價鐵，不褪色，則完全變質等。通過充足的材料，使學生在設計實驗的過程中有多條思路，有效培養學生的發散思維和舉一反三的能力。整個設計過程，先通過播放視頻來構建實驗情境，使學生具備掌握實驗器材的能力，也營造良好的教學氣氛，多樣性的材料可以打開學生的思路，拓寬學生的視野，從而幫助學生在面對不同關于二價鐵離子的實驗考題時都能得心應手，提高實驗方案規劃過程中的效率，促進自主探究能力的提高。