新課程背景下高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動的實(shí)踐與思考

摘 要：在高中化學(xué)教學(xué)中，課外實(shí)驗(yàn)活動有助于學(xué)生更深入地理解化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)技能。在高中化學(xué)課程改革的背景下，教師借助科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠達(dá)到提升學(xué)生實(shí)踐水平、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。課外實(shí)驗(yàn)活動不僅能解決傳統(tǒng)課堂實(shí)驗(yàn)材料不足、空間限制等問題，也能為學(xué)生提供更充足的實(shí)驗(yàn)機(jī)會。探討開展高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動的策略，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，豐富學(xué)生的思維，提高學(xué)生的動手實(shí)驗(yàn)操作能力，進(jìn)而提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：新課程背景；高中化學(xué)；課外實(shí)驗(yàn)活動

作者簡介：邱惠鋒（1970—），女，廣西壯族自治區(qū)靖西民族高中。

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，為教育提供更廣闊的舞臺。高考化學(xué)命題注重對科學(xué)探究的考查，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)則是探究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法，因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)成了科學(xué)探究的重要途徑。課外實(shí)驗(yàn)活動是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，其能為學(xué)生提供鍛煉、實(shí)踐和探索的機(jī)會，通過實(shí)際操作，學(xué)生能直觀感受化學(xué)現(xiàn)象，更深入地理解和應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)理論知識，培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問題的能力。

一、課外實(shí)驗(yàn)活動在化學(xué)教學(xué)中的作用

在新課程背景下，課外實(shí)驗(yàn)活動的作用愈發(fā)凸顯。在課堂教學(xué)之外，教師通過組織學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動，可培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。首先，課外實(shí)驗(yàn)活動能增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)抽象概念的理解。學(xué)生需要在課外自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)材料、明確實(shí)驗(yàn)步驟、記錄實(shí)驗(yàn)過程、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而加深對理論知識的理解［1］。例如，通過實(shí)驗(yàn)觀察物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時的顏色變化、氣體生成等，從而更深刻地理解反應(yīng)原理。其次，課外實(shí)驗(yàn)活動可培養(yǎng)學(xué)生操作技能［2］。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭僮?、?zhǔn)確地測量，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鬟^程能鍛煉學(xué)生的操作能力，也能培養(yǎng)學(xué)生精益求精的精神。最后，課外實(shí)驗(yàn)活動可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與問題意識。化學(xué)學(xué)科的魅力之一就在于實(shí)驗(yàn)過程的不確定性，例如，實(shí)驗(yàn)過程與原方案不一致、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致等，這就需要學(xué)生主動思考并尋找解決方案。

二、新課程背景下高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動的實(shí)踐策略

（一）選擇和設(shè)計不同難度的實(shí)驗(yàn)項目

課外實(shí)驗(yàn)活動是高中化學(xué)教學(xué)中不可或缺的一環(huán)，其實(shí)踐性強(qiáng)，探究性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多樣，同時也具備靈活性和創(chuàng)新性，能促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識與實(shí)驗(yàn)技能，有利于學(xué)生個性化發(fā)展。教師在為學(xué)生選擇課外實(shí)驗(yàn)主題時，應(yīng)著重考慮學(xué)生的認(rèn)知水平、學(xué)科知識水平和學(xué)習(xí)興趣。針對不同水平的學(xué)生，教師應(yīng)選擇不同難度的實(shí)驗(yàn)項目，確保課外實(shí)驗(yàn)任務(wù)符合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。例如，在組織學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)活動前，對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，教師需要在課上為之設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，并且在課后也應(yīng)監(jiān)督學(xué)生的操作過程；對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好且有一定操作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，教師應(yīng)避免過多干預(yù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，盡可能將選擇權(quán)、操作權(quán)交給學(xué)生。

對于課外實(shí)驗(yàn)主題的選擇，應(yīng)盡可能符合課堂教學(xué)要求，確保實(shí)驗(yàn)項目能夠鞏固和拓展學(xué)生所學(xué)的知識。在內(nèi)容難度和操作復(fù)雜度方面，教師應(yīng)根據(jù)不同年級的學(xué)生選擇不同類型的實(shí)驗(yàn)。比如，對于低年級的學(xué)生，可選擇簡單易行的實(shí)驗(yàn)；而對于高年級的學(xué)生，則可在保證學(xué)生人身安全的基礎(chǔ)上，選擇和設(shè)計更具挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)［3］。例如，組織低年級的學(xué)生開展“pH值對植物生長的影響”課外實(shí)驗(yàn)活動，學(xué)生需要在課外自主觀察不同pH值下植物的生長狀況并實(shí)時記錄數(shù)據(jù)，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這一課外實(shí)驗(yàn)活動不僅能培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、數(shù)據(jù)分析能力和總結(jié)能力，也能增強(qiáng)學(xué)生對pH值測定原理與影響結(jié)果的認(rèn)識。對于高年級的學(xué)生，教師則可以組織開展“電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率”或者“氣體的制取與性質(zhì)”等課外實(shí)驗(yàn)活動，使學(xué)生在親歷實(shí)驗(yàn)過程的同時，也能深入理解課堂所學(xué)化學(xué)知識及其應(yīng)用。此外，對于具有一定操作能力的學(xué)生，教師在鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案的同時，也應(yīng)要求學(xué)生盡可能地打破思維限制，主動提出新的創(chuàng)意和想法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)探索精神?？傊?，教師應(yīng)確保高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動能達(dá)到鞏固學(xué)科知識、鍛煉實(shí)踐技能和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目標(biāo)，為學(xué)生提供更有意義的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（二）聯(lián)系實(shí)際問題設(shè)計課外實(shí)驗(yàn)活動

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀指出，知識是學(xué)習(xí)主體憑借自己的經(jīng)驗(yàn)獲取的，因此學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生主動認(rèn)知的過程，學(xué)生需要對外部信息進(jìn)行獨(dú)立加工并形成自己的見解。高中化學(xué)課堂理論學(xué)習(xí)與課外實(shí)驗(yàn)論證的結(jié)合能使學(xué)生更深刻地理解課程內(nèi)容，遵循了以學(xué)生為主體的活動設(shè)計原則。因此，教師需聯(lián)系學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與生活環(huán)境，為學(xué)生設(shè)計課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使學(xué)生主動參與課外實(shí)驗(yàn)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(xué)習(xí)）理念的教學(xué)設(shè)計規(guī)律，向?qū)W生提供與問題相關(guān)的資源和指導(dǎo)，使學(xué)生圍繞問題情境展開自主探索，最終建構(gòu)經(jīng)驗(yàn)體系，形成新的知識。所以，教師需要將學(xué)生置于實(shí)際問題情境中，以問題為引導(dǎo)，以實(shí)驗(yàn)探究為主線，以教師為指導(dǎo)，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生通過小組合作和自主實(shí)驗(yàn)獲取化學(xué)知識。

離子選擇性沉淀是高中化學(xué)課程中離子反應(yīng)的一個重要應(yīng)用，通過開展“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”課外實(shí)驗(yàn)活動，學(xué)生能將課堂上學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實(shí)際操作中，加深對化學(xué)原理的理解。教師應(yīng)做好以下實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，確保學(xué)生順利進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)操作。第一，教師在課上向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)理論知識，包括相關(guān)反應(yīng)機(jī)理、離子沉淀規(guī)律等，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)背景和理論有清晰的認(rèn)識。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中溶液中產(chǎn)生不溶性物質(zhì)而形成沉淀的基本原理，使學(xué)生認(rèn)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(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，由教師根據(jù)學(xué)生學(xué)情組織成立學(xué)習(xí)小組，幫助學(xué)生制訂小組合作規(guī)則。第三，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)單，學(xué)生需要自主查閱與此次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的材料，復(fù)習(xí)與“沉淀”相關(guān)的化學(xué)知識。第四，提出此次課外實(shí)驗(yàn)活動所要解決的問題：本實(shí)驗(yàn)中加入試劑的順序可否調(diào)整？如果調(diào)整，會有怎樣的結(jié)果？在實(shí)驗(yàn)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(xué)生分小組就以上問題展開討論，明確課外實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，制訂實(shí)驗(yàn)方案。第五，學(xué)生在課后分小組參與實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并于下次課堂上進(jìn)行匯報［4］。通過這一實(shí)驗(yàn)活動，可使學(xué)生掌握溶解、過濾、蒸發(fā)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，還能認(rèn)識化學(xué)方法在物質(zhì)分離和提純中的重要作用。

（三）立足生活經(jīng)驗(yàn)開發(fā)課外探究實(shí)驗(yàn)

陶行知的“生活即教育”理念認(rèn)為，教育的根本意義在于生活的改變，生活無時無刻不在發(fā)生著改變，而生活無時無刻不含有教育意義，因此教師應(yīng)該通過課外實(shí)驗(yàn)活動讓學(xué)生感受課程知識的運(yùn)用與價值。所以，高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動不僅要強(qiáng)調(diào)理論經(jīng)驗(yàn)的獲取，還要強(qiáng)調(diào)以生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，聯(lián)系理論與實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生智力和能力的發(fā)展。

例如，教師為學(xué)生設(shè)計“巧克力和薯片熱量大小的比較”課外實(shí)驗(yàn)活動，所需實(shí)驗(yàn)材料容易獲取，實(shí)驗(yàn)步驟簡單明了，適合在課外環(huán)境進(jìn)行，不需要特殊的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。實(shí)驗(yàn)將化學(xué)原理與學(xué)生的日常生活聯(lián)系起來，使他們能夠在實(shí)踐中理解化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用，加深對化學(xué)知識的印象。此次課外實(shí)驗(yàn)活動目的是讓學(xué)生直觀感受到“熱量”這一概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。在此次課外實(shí)驗(yàn)活動中，學(xué)生需要了解不同食物之間熱量的差異，通過觀察和實(shí)際測量來獲取數(shù)據(jù)，以感受熱量的概念，并認(rèn)識到合理安排飲食的重要性。學(xué)生需要在課外自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出巧克力和薯片的熱量。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將通過測定食物燃燒產(chǎn)生的能量來比較其熱量，得出最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。該實(shí)驗(yàn)從學(xué)生熟悉的零食入手，融入化學(xué)知識，通過直觀的方式讓學(xué)生認(rèn)識熱量的概念，并引發(fā)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(shí)驗(yàn)活動

由于課堂實(shí)驗(yàn)操作需要一定的時間，學(xué)生有可能來不及深入理解理論知識，因此教師可組織學(xué)生在課外時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，詳細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，鍛煉實(shí)驗(yàn)設(shè)計、操作、數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)報告撰寫等實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力。為確保課外實(shí)驗(yàn)活動的順利開展，教師可對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知層次和興趣愛好等進(jìn)行全面分析，組織學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生需明確自己所要完成的任務(wù)，并與組內(nèi)其他同學(xué)密切配合。

例如，在高中化學(xué)知識體系中，氧化還原反應(yīng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)是探究題設(shè)計的重要切入點(diǎn)之一。教師不妨以氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)為例，組織學(xué)生分組合作完成課外實(shí)驗(yàn)，了解“氧化是指物質(zhì)失去電子的過程，而還原是指物質(zhì)獲得電子的過程”這一理論。首先，將學(xué)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(shí)驗(yàn)設(shè)計者、實(shí)驗(yàn)操作員、數(shù)據(jù)記錄員和實(shí)驗(yàn)報告撰寫員等角色。其次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)設(shè)計者負(fù)責(zé)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)的步驟和操作細(xì)節(jié)。例如，選擇不同金屬與鹽酸溶液反應(yīng)，觀察氣體的產(chǎn)生情況。實(shí)驗(yàn)操作員要根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計者提供的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生的數(shù)量、速度等。數(shù)據(jù)記錄員則要記錄實(shí)驗(yàn)操作過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括金屬種類、反應(yīng)時間、氣體生成情況等。而實(shí)驗(yàn)報告撰寫員則應(yīng)整理小組成員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報告，包括實(shí)驗(yàn)的目的、過程、結(jié)果、討論等。最后，小組成員共同討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析不同金屬的活潑性對氧化還原反應(yīng)速率的影響。通過小組合作開展實(shí)驗(yàn)活動，學(xué)生能深刻理解氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報告撰寫的能力。在實(shí)驗(yàn)中，每個小組成員都扮演不同的角色，相互合作，增強(qiáng)團(tuán)隊合作意識和問題解決能力［5］。學(xué)生在合作中互相交流、討論，共同解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，培養(yǎng)批判性思維和實(shí)踐能力。

（五）基于STEAM教育理念鼓勵學(xué)生自主設(shè)計課外實(shí)驗(yàn)

在新課程背景下，教師應(yīng)以科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，通過課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。STEAM教育主要涵蓋了科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）五個學(xué)科，旨在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生綜合利用多學(xué)科知識解決問題?；赟TEAM教育理念，教師需要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和發(fā)展規(guī)律選擇課外實(shí)驗(yàn)素材，鼓勵學(xué)生結(jié)合其他學(xué)科知識自主設(shè)計課外實(shí)驗(yàn)。這樣才能充分體現(xiàn)出課外實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性、探究性、跨學(xué)科性、創(chuàng)新性以及團(tuán)隊合作等特性，有助于學(xué)生全面發(fā)展和綜合素質(zhì)的提升。

例如，教師可組織學(xué)生自主設(shè)計“化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能”課外實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)與電能轉(zhuǎn)化的關(guān)系：在某些化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生電流，意味著一部分化學(xué)反應(yīng)過程中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。該實(shí)驗(yàn)的步驟如下。一是選取原料，如鋅片、銅片、酸性電解質(zhì)（如稀鹽酸）、電池連接線、電流表、導(dǎo)線、電池、瓶塞、玻璃棒等。二是學(xué)生通過協(xié)商組建課外實(shí)驗(yàn)小組，自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備所需的材料和設(shè)備等。三是學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作［6］，如將鋅片和銅片放入酸性電解質(zhì)中，連接線路和組裝電池等，形成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣。四是學(xué)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析電流的產(chǎn)生與反應(yīng)過程之間的關(guān)系。五是學(xué)生在小組內(nèi)針對設(shè)計方案與實(shí)際結(jié)果之間的差異展開深入探討，學(xué)會審視實(shí)驗(yàn)的可行性和結(jié)果的合理性。六是指引學(xué)生深入思考化學(xué)反應(yīng)如何在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生電能，討論實(shí)驗(yàn)還有哪些改進(jìn)的空間，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與解決問題的能力。

三、總結(jié)

在新課程背景下，高中化學(xué)課外實(shí)驗(yàn)活動是提升學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力的重要途徑。在課外實(shí)驗(yàn)活動中，教師應(yīng)設(shè)計不同內(nèi)容和難度的實(shí)驗(yàn)項目，以滿足不同年級學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教師應(yīng)結(jié)合陶行知的“生活即教育”理念，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn)項目，增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)知識的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，教師通過問題驅(qū)動學(xué)生參與課外實(shí)驗(yàn)活動，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和解決問題的能力；鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力；根據(jù)學(xué)生反饋不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)計，使實(shí)驗(yàn)活動更加適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求。

［參考文獻(xiàn)］

馮明，程渡安，葉佳.基于BEAKER軟件的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：以堿金屬性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2023（8）：24-26.

焦志榮，高貴軍.基于綜合實(shí)踐活動課程的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)新體系研究［J］.河北北方學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2023，39（3）：46-51.

譚亞男，姬儒雪，程宇婕，等.STEM教育理念下開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：以“氯氣的制備及性質(zhì)的檢驗(yàn)”為例［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2023（2）：65-67.

余煥煥，李思源，高兆芬.如何利用高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生探究意識：以Fe3+與SCN-的配位平衡為例［J］.西部素質(zhì)教育，2021，7（23）：83-85.

張原旗，盧鳳琴，王冠淇，等.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用：以醬油中總酸及氨基酸態(tài)氮含量測定為例［J］.天津化工，2021，35（3）：121-124.

周蕾，孫曉春，王潔，等.云南省高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況的調(diào)查［J］.西部素質(zhì)教育，2020，6（5）：227-228.