如何開展高中化學實驗教學

實驗是科學研究的必要手段，是化學學科的基石，也是學習者信息的主要來源。在新課程新課標新高考三新環境下的化學教學中，化學實驗教學有著不可替代的地位。但如此重要的教學環節往往被教師和學生忽略。在教學中，通常會存在以下問題。

第一，重視知識的應用，忽略知識的生成過程。由于教學任務集中，對學生成績的重視，課堂教學中大量使用“高效率”的講、練模式。短時快速講解知識，輔助大量練習題，總結大量二級結論和解題技巧。這種重結果輕過程的教育方式，忽略了教育本來的目的——培養學生的科學素養，掌握科學研究的基本方法和手段。因此，在化學實驗教學中，教師往往一帶而過，甚至出現了有些學生從未進過化學實驗室的現象。

第二，重視化學實驗的講解，忽略化學實驗的過程體驗。在這樣的教育思想指導下，有些教師把做實驗變為講實驗，看圖說話，紙上談兵。教師重視對實驗重要考點的講解，而忽視實驗在教學過程中的重要作用，對為什么要在教學環節設計化學實驗，依據什么原理設計實驗，通過化學實驗可以達到什么樣的教學效果，考慮和思考得很少。

第三，重視對化學實驗成果的文字表述，忽略對實驗成果的展示。在化學實驗教學中，教師容易把注意力集中到實驗結論上，對實驗現象和實驗過程缺少必要的展示，也沒有充分考慮到實驗的重要參與者——學生的感官體驗。

第四，重視實驗的安全性，忽略學生動手能力的培養。目前，有些學校的實驗教學以教師演示為主，學生觀看實驗，很少能讓每一位學生親自動手做實驗。這時，就會出現學生實驗操作不規范，遇到突發情況不知如何應對等問題。化學實驗一般會涉及一些易燃易爆的藥品，有些學校不敢安排學生進行分組實驗，甚至一些常見必備藥品被視為危化品，不采購儲存，有些學生更是提化學實驗而色變，不敢接觸化學實驗，從而失去了培養基本動手能力的機會。

為解決以上問題，教師要在高中課堂積極開展化學實驗教學，發揮實驗教學在化學教學的重要作用，使學生獲得正確的科學研究方法，培養學生的科學素養。可以從以下幾個方面改善化學實驗教學。

一、完善化學實驗教學的過程

在進行課堂教學設計時，要把創設情境和實施實驗作為教學任務，以實驗的完成度、實驗的實施過程、實驗過程獲得有效信息為評估手段。要突出學生的主體地位，充分挖掘每一個學生在實驗過程中的潛能，達到完善學生思維，提高學生動手能力，培養學生科學學習方法的最終目的。

教師要將理解性學習的原則融入到實驗教學中，形成“創設不同情境，引導學生提出疑問（這里的疑問可以是驗證性的也可以是探究性的），再利用既有知識設計并完成實驗，驗證假設或收集事實證據。最后，通過整合各種信息得出結論”，即“質疑—實驗—思考”的新模式。這使學生將所學知識內化為解決實際問題的能力。

在講授SO2的性質一課時，可以利用學生的最近發展區，選取生活中熟悉的情境，激發學生的學習興趣。如用多媒體展示氣象報告，SO2作為大氣污染氣體，污染指數是氣象報告中不可缺少的一項。由于SO2可以導致酸雨形成，造成大量建筑、文物古跡的損壞，而變得“臭名昭著”。但是如果教學中一味強化二氧化硫的負面作用，就與化學教學的初衷相背離。在傳授化學知識時，切忌紙上談兵。要基于對具體問題的解決，尤其是在元素化合物性質的教學中，要滲透化學學科素養培養，讓學生在學習過程中不斷培養“科學精神”，提升學生應用化學知識服務于生活、生產的“社會責任感”。在導入新課的過程中，可以向學生展示紅酒的標簽，由此造成認知沖突，引導學生思考SO2的性質以及其在紅酒中的作用。以紅酒為例，構建性質與用途之間的內部聯系，完成SO2性質的知識鏈介紹。教師要引導學生進一步認識事物的兩面性，由此將辯證哲學思想引入課堂，引發學生思考。

成功導入新課后，教師要進一步為學生搭建探究平臺，讓學生通過合作交流，自主完成SO2性質的實驗探究。引導學生認識到，SO2是一種大氣污染物，需考慮微型實驗的設計，增強其環保意識。學生通過小組合作，集思廣益，利用所提供的具體實驗儀器，完成實驗設計并填寫實驗報告。在基于實際問題解決的具體情境中，問題層層遞進，最終SO2的性質在探究中得到內化。

當下，新能源鋰電池作為電動自行車、汽車、便攜電子設備等的動力，日益普及，由鋰電池帶來的火災也越來越多。教師可以通過拆解小型鋰電池，幫助學生學習原電池基本原理，通過深入分析及觀測發熱條件，了解鋰電池燃燒的原因。教師可以通過與金屬鈉的比較，促使學生獲得同主族元素相似性和遞變性的知識，還可以使學生學會鋰電池的養護及遇到突發事件的處理方法。

二、融合技術手段，增加觀察視角，提高參與度

在教學中，如果教師做實驗學生觀看，就很難引發學生思考，難以提高學生的化學核心素養，也給學生構建、提升邏輯思維能力造成阻礙。教師簡單地開展化學實驗演示，很難激發學生自主學習的欲望。

傳統的實驗方法和手段已經落后于現代科技的發展。隨著新材料、新裝置、新技術的應用，化學實驗的手段發生了很大變化。如中學階段的酸式滴定管和堿式滴定管已逐步被具有高強度耐腐蝕閥門的通用型滴定管代替，傳統的膠頭滴管已被塑料滴管替換，石棉網已經換成了陶土網等。電子技術、AI、ChatGPT、Sora等科技手段的發展，勢必會對傳統的展示方式產生巨大影響。先進科技的使用，可以更好地提高學生的參與度，更加便于觀察和比較。以這種直觀、生動、形象的教學方式助力實驗課堂，能夠加深學生對實驗內容的理解與認識，從而達到提升實驗教學質量的目的。如用動畫模擬水結冰和融化過程，可以把氫鍵的形成和作用很好地展示出來。高清高速攝影機還能展示水結晶的過程，展示晶體的規則幾何外形。使用電子傳感器測定中和滴定過程PH值，繪制滴定曲線簡單、方便、快捷。在氨氣實驗室制法的教學中，教師可以使用軟件設計一個動畫模擬程序，由學生確定制備方案，自由選擇裝置及藥品組合，在動畫模擬中展示過程及現象。當出現錯誤搭配組合及操作時，模擬現實展示現象提醒實驗失敗，如錯誤的收集方法收集不到氣體，倒吸引發試管炸裂等。這樣可以讓學生認識到如何正確進行實驗，規范操作，更好地理解實驗中的一些復雜操作，直觀地認識物質性質。學生完成總結與概括這一環節，進一步分析化學實驗的結果及化學實驗實施中各種風險，加強實驗效果。以此為基礎，教師便能夠強化學生的認知，讓學生對實驗的結果有更為深層次的把握，強化實驗效果，提升學生的綜合學習能力。

三、重視安全教育，培養動手能力

實驗教學是融合理論與實踐的重要環節。通過親自動手操作和設計撰寫實驗報告，學生能夠加深對知識的理解。此外，在實驗教學過程中，學生的觀察能力、搜集信息能力、數據分析能力和應對突發事件的能力均有所提升。

在講氯氣時，以人教版教材必修一作為主要資料，教師可將微型實驗引入教學，帶領學生改進實驗裝置，組織學生利用改進后的裝置進行分組實驗。改進后的微型裝置包括：三個大小不同的培養皿，小培養皿作為氯氣發生裝置，氯氣性質驗證實驗的試劑滴在濾紙上貼在中培養皿中，大培養皿中滴有少量氫氧化鈉作為尾氣吸收裝置。組織學生利用此裝置進行分組實驗：KI（含淀粉）溶液變成藍色，NaOH（含酚酞）溶液紅色褪去，FeSO4（含KSCN）溶液變成紅色，濕潤的有色布條褪色。實驗更加簡便、節約原料、注重環保。學生體會到微型實驗的優勢，培養了“綠色化學”意識。該實驗中，氯氣自發彌散取代了將反應物混合，而且立即就能觀察到反應現象。學生很容易就能掌握這組實驗的操作方法。

化學是一門以實驗為基礎的學科，而化學課堂也應該是一個以實踐教學為關鍵的課堂。中學化學課堂的實驗教學應當以學生的發展作為改進的重要方向。運用這種教學模式，不斷進行探索和總結，使實驗教學目標更貼近學生的實際需求，為學生的個人學習能力培養和學科思維的構建搭建平臺，為學生的全面發展提供必要準備。

（吳 瑩）