新課程背景下高中化學課外實驗活動的實踐與思考

摘 要：在高中化學教學中，課外實驗活動有助于學生更深入地理解化學知識，培養學生的創新思維和實驗技能。在高中化學課程改革的背景下，教師借助科學合理的實驗教學，能夠達到提升學生實踐水平、培養學生學習興趣的目的。課外實驗活動不僅能解決傳統課堂實驗材料不足、空間限制等問題，也能為學生提供更充足的實驗機會。探討開展高中化學課外實驗活動的策略，以激發學生學習化學的興趣，豐富學生的思維，提高學生的動手實驗操作能力，進而提升學生的化學素養和學習能力。

關鍵詞：新課程背景；高中化學；課外實驗活動

作者簡介：邱惠鋒（1970—），女，廣西壯族自治區靖西民族高中。

新課程標準強調培養學生的創新思維、實踐能力和綜合素質，為教育提供更廣闊的舞臺。高考化學命題注重對科學探究的考查，而化學實驗則是探究和學習物質及其變化的基本方法，因此，化學實驗成了科學探究的重要途徑。課外實驗活動是化學實驗的重要組成部分，其能為學生提供鍛煉、實踐和探索的機會，通過實際操作，學生能直觀感受化學現象，更深入地理解和應用所學的化學理論知識，培養科學思維和解決問題的能力。

一、課外實驗活動在化學教學中的作用

在新課程背景下，課外實驗活動的作用愈發凸顯。在課堂教學之外，教師通過組織學生參與實驗活動，可培養他們的實驗技能、科學探究能力和科學素養。首先，課外實驗活動能增強學生對化學抽象概念的理解。學生需要在課外自主設計實驗方案、選擇實驗材料、明確實驗步驟、記錄實驗過程、得出實驗結論，從而加深對理論知識的理解［1］。例如，通過實驗觀察物質發生化學反應時的顏色變化、氣體生成等，從而更深刻地理解反應原理。其次，課外實驗活動可培養學生操作技能［2］。學生在實驗中需要嚴謹地操作、準確地測量，并進行數據處理和分析。嚴謹的操作過程能鍛煉學生的操作能力，也能培養學生精益求精的精神。最后，課外實驗活動可培養學生的創新思維與問題意識。化學學科的魅力之一就在于實驗過程的不確定性，例如，實驗過程與原方案不一致、實驗結果與預期結果不一致等，這就需要學生主動思考并尋找解決方案。

二、新課程背景下高中化學課外實驗活動的實踐策略

（一）選擇和設計不同難度的實驗項目

課外實驗活動是高中化學教學中不可或缺的一環，其實踐性強，探究性強，實驗內容多樣，同時也具備靈活性和創新性，能促進學生團隊合作與交流，培養學生的安全意識與實驗技能，有利于學生個性化發展。教師在為學生選擇課外實驗主題時，應著重考慮學生的認知水平、學科知識水平和學習興趣。針對不同水平的學生，教師應選擇不同難度的實驗項目，確保課外實驗任務符合學生的最近發展區。例如，在組織學生開展課外實驗活動前，對于學習基礎較差的學生，教師需要在課上為之設計實驗方案，并且在課后也應監督學生的操作過程；對于學習基礎較好且有一定操作經驗的學生，教師應避免過多干預學生的實驗過程，盡可能將選擇權、操作權交給學生。

對于課外實驗主題的選擇，應盡可能符合課堂教學要求，確保實驗項目能夠鞏固和拓展學生所學的知識。在內容難度和操作復雜度方面，教師應根據不同年級的學生選擇不同類型的實驗。比如，對于低年級的學生，可選擇簡單易行的實驗；而對于高年級的學生，則可在保證學生人身安全的基礎上，選擇和設計更具挑戰性的實驗［3］。例如，組織低年級的學生開展“pH值對植物生長的影響”課外實驗活動，學生需要在課外自主觀察不同pH值下植物的生長狀況并實時記錄數據，最后得出實驗結果。這一課外實驗活動不僅能培養學生觀察能力、數據分析能力和總結能力，也能增強學生對pH值測定原理與影響結果的認識。對于高年級的學生，教師則可以組織開展“電解質溶液電導率”或者“氣體的制取與性質”等課外實驗活動，使學生在親歷實驗過程的同時，也能深入理解課堂所學化學知識及其應用。此外，對于具有一定操作能力的學生，教師在鼓勵學生自主設計實驗方案的同時，也應要求學生盡可能地打破思維限制，主動提出新的創意和想法，培養學生的創新能力和科學探索精神。總之，教師應確保高中化學課外實驗活動能達到鞏固學科知識、鍛煉實踐技能和培養創新能力的目標，為學生提供更有意義的學習體驗。

（二）聯系實際問題設計課外實驗活動

建構主義學習觀指出，知識是學習主體憑借自己的經驗獲取的，因此學習應當是學生主動認知的過程，學生需要對外部信息進行獨立加工并形成自己的見解。高中化學課堂理論學習與課外實驗論證的結合能使學生更深刻地理解課程內容，遵循了以學生為主體的活動設計原則。因此，教師需聯系學生的學習經驗與生活環境，為學生設計課外化學實驗任務，使學生主動參與課外實驗活動并解決問題。與此同時，教師遵循PBL（Problem-Based Learning，即基于問題的學習）理念的教學設計規律，向學生提供與問題相關的資源和指導，使學生圍繞問題情境展開自主探索，最終建構經驗體系，形成新的知識。所以，教師需要將學生置于實際問題情境中，以問題為引導，以實驗探究為主線，以教師為指導，以學生為主體，讓學生通過小組合作和自主實驗獲取化學知識。

離子選擇性沉淀是高中化學課程中離子反應的一個重要應用，通過開展“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子”課外實驗活動，學生能將課堂上學到的理論知識應用到實際操作中，加深對化學原理的理解。教師應做好以下實驗引導，確保學生順利進行課外實驗操作。第一，教師在課上向學生介紹實驗中涉及的化學理論知識，包括相關反應機理、離子沉淀規律等，使學生對實驗背景和理論有清晰的認識。根據化學反應中溶液中產生不溶性物質而形成沉淀的基本原理，使學生認識到，在合適的條件下，特定的離子會沉淀成固體顆粒。第二，在實驗準備階段，由教師根據學生學情組織成立學習小組，幫助學生制訂小組合作規則。第三，為學生提供實驗相關的學習任務單，學生需要自主查閱與此次實驗相關的材料，復習與“沉淀”相關的化學知識。第四，提出此次課外實驗活動所要解決的問題：本實驗中加入試劑的順序可否調整？如果調整，會有怎樣的結果？在實驗操作中所加試劑為何要略微過量？怎樣證明沉淀是否完全？學生分小組就以上問題展開討論，明確課外實驗目標，制訂實驗方案。第五，學生在課后分小組參與實驗操作，記錄實驗數據和實驗現象，并于下次課堂上進行匯報［4］。通過這一實驗活動，可使學生掌握溶解、過濾、蒸發等化學實驗操作的基本技能，還能認識化學方法在物質分離和提純中的重要作用。

（三）立足生活經驗開發課外探究實驗

陶行知的“生活即教育”理念認為，教育的根本意義在于生活的改變，生活無時無刻不在發生著改變，而生活無時無刻不含有教育意義，因此教師應該通過課外實驗活動讓學生感受課程知識的運用與價值。所以，高中化學課外實驗活動不僅要強調理論經驗的獲取，還要強調以生活經驗為基礎，聯系理論與實踐，促進學生智力和能力的發展。

例如，教師為學生設計“巧克力和薯片熱量大小的比較”課外實驗活動，所需實驗材料容易獲取，實驗步驟簡單明了，適合在課外環境進行，不需要特殊的實驗室設備。實驗將化學原理與學生的日常生活聯系起來，使他們能夠在實踐中理解化學反應的應用，加深對化學知識的印象。此次課外實驗活動目的是讓學生直觀感受到“熱量”這一概念，激發學生學習化學的積極性。在此次課外實驗活動中，學生需要了解不同食物之間熱量的差異，通過觀察和實際測量來獲取數據，以感受熱量的概念，并認識到合理安排飲食的重要性。學生需要在課外自主設計實驗方案，獲取實驗數據和實驗結果，得出巧克力和薯片的熱量。在實驗中，學生將通過測定食物燃燒產生的能量來比較其熱量，得出最終的實驗結論。該實驗從學生熟悉的零食入手，融入化學知識，通過直觀的方式讓學生認識熱量的概念，并引發他們對于健康飲食的思考。

（四）通過小組合作方式開展課外實驗活動

由于課堂實驗操作需要一定的時間，學生有可能來不及深入理解理論知識，因此教師可組織學生在課外時間進行實驗操作，詳細觀察實驗現象，鍛煉實驗設計、操作、數據記錄和實驗報告撰寫等實驗技能，培養科學探究精神和實驗設計能力。為確保課外實驗活動的順利開展，教師可對學生的學習基礎、認知層次和興趣愛好等進行全面分析，組織學生開展合作學習。在合作學習中，學生需明確自己所要完成的任務，并與組內其他同學密切配合。

例如，在高中化學知識體系中，氧化還原反應的相關實驗是探究題設計的重要切入點之一。教師不妨以氧化還原反應實驗為例，組織學生分組合作完成課外實驗，了解“氧化是指物質失去電子的過程，而還原是指物質獲得電子的過程”這一理論。首先，將學生分成若干個小組，每個小組由3—4名成員組成。小組成員可以扮演實驗設計者、實驗操作員、數據記錄員和實驗報告撰寫員等角色。其次，進行實驗操作。實驗設計者負責設計實驗方案，確定實驗的步驟和操作細節。例如，選擇不同金屬與鹽酸溶液反應，觀察氣體的產生情況。實驗操作員要根據實驗設計者提供的方案進行實驗操作，將不同金屬片分別放入試管中，加入一定量的鹽酸溶液，觀察氣泡產生的數量、速度等。數據記錄員則要記錄實驗操作過程中的關鍵數據，包括金屬種類、反應時間、氣體生成情況等。而實驗報告撰寫員則應整理小組成員的實驗數據，撰寫實驗報告，包括實驗的目的、過程、結果、討論等。最后，小組成員共同討論實驗結果，分析不同金屬的活潑性對氧化還原反應速率的影響。通過小組合作開展實驗活動，學生能深刻理解氧化還原反應的實質，培養了實驗設計、實驗操作和實驗報告撰寫的能力。在實驗中，每個小組成員都扮演不同的角色，相互合作，增強團隊合作意識和問題解決能力［5］。學生在合作中互相交流、討論，共同解決實驗中遇到的問題，培養批判性思維和實踐能力。

（五）基于STEAM教育理念鼓勵學生自主設計課外實驗

在新課程背景下，教師應以科學素養和科學能力培養為目標，通過課外化學實驗活動為學生提供實踐機會，培養學生的動手操作能力。STEAM教育主要涵蓋了科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數學（Mathematics）五個學科，旨在培養學生的學科核心素養，使學生綜合利用多學科知識解決問題。基于STEAM教育理念，教師需要根據學生的認知基礎和發展規律選擇課外實驗素材，鼓勵學生結合其他學科知識自主設計課外實驗。這樣才能充分體現出課外實驗的實踐性、探究性、跨學科性、創新性以及團隊合作等特性，有助于學生全面發展和綜合素質的提升。

例如，教師可組織學生自主設計“化學能轉化成電能”課外實驗，使學生了解化學反應與電能轉化的關系：在某些化學反應中發生電子的轉移，產生電流，意味著一部分化學反應過程中的化學能轉化成電能。該實驗的步驟如下。一是選取原料，如鋅片、銅片、酸性電解質（如稀鹽酸）、電池連接線、電流表、導線、電池、瓶塞、玻璃棒等。二是學生通過協商組建課外實驗小組，自行設計實驗方案，準備所需的材料和設備等。三是學生根據實驗方案自行進行實驗操作［6］，如將鋅片和銅片放入酸性電解質中，連接線路和組裝電池等，形成良好的實驗操作習慣。四是學生自行記錄下電流表指針以及鋅片和銅片的變化情況，收集實驗數據，分析電流的產生與反應過程之間的關系。五是學生在小組內針對設計方案與實際結果之間的差異展開深入探討，學會審視實驗的可行性和結果的合理性。六是指引學生深入思考化學反應如何在實驗中產生電能，討論實驗還有哪些改進的空間，培養學生的創新意識與解決問題的能力。

三、總結

在新課程背景下，高中化學課外實驗活動是提升學生綜合素質和實踐能力的重要途徑。在課外實驗活動中，教師應設計不同內容和難度的實驗項目，以滿足不同年級學生的學習需求。教師應結合陶行知的“生活即教育”理念，結合生活經驗設計實驗項目，增強學生對化學知識的現實應用的認識。在此基礎上，教師通過問題驅動學生參與課外實驗活動，培養學生的批判性思維和解決問題的能力；鼓勵學生自主設計實驗，激發學生的創新能力和實驗設計能力；根據學生反饋不斷調整實驗設計，使實驗活動更加適應學生的學習情況和需求。

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