新高考背景下高中化學實驗教學的有效路徑

新高考改革對高中化學提出了更嚴苛的要求，特別是化學實驗教學。新高考注重學生實踐能力和創新思維的發展，提出了新的化學實驗教學標準。縱觀高中化學教學現狀，在科學探究意識的激發、實驗操作規范性方面，依然有改進的空間。教師更需要基于新高考導向，探究高中化學實驗教學的改革策略，為高中化學實驗教學的有效實施奠定基礎。

一、新高考背景下高中化學實驗教學的價值

（一）有利于啟發學生的多維思維

化學實驗具備實踐與理論雙重特性，其實踐維度要求學生運用化學實驗工具或設備，遵循特定的操作步驟來執行實驗任務；從理論上講，實驗流程包括搜集實驗數據、制訂內容計劃以及撰寫實驗報告。實現既定目標要求學生掌握一定的抽象與邏輯推理能力，熟練處理實驗設計，準確理解化學理論，解析實驗變量及其反應條件，這些技能與高考考核標準高度一致。在此背景下，學生通過自主操作滴定管，結合化學反應的動態過程，逐漸形成知識應用能力，還能促進其邏輯思維能力的發展[。同時，學生在化學實驗教學中，可以在理解反應原理和實驗數據后，自主操控變量實驗或對比實驗，從中獲得發展思維、探究思維等能力的發展。

（二）有利于提高學生的動手操作能力

高中化學實驗教學著重實踐操作，學生基于對物質性質的理解和反應機理的認知，通過驗證化合反應和離子鑒定等具體知識，強化學習效果，深化記憶。例如中和滴定實驗需要精準控制試劑用量，焰色反應需規范操作流程。這種實驗教學模式能幫助學生在操作中建立“量”的概念，鞏固化學計量計算能力，有助于學生深入理解知識本質，學生通過觀察實驗中的顏色變化及氣體生成等現象，能夠建立起宏觀現象與微觀機制的關聯性認知，同時，形成實驗安全意識，了解規范化操作的重要性。

（三）有利于培養學生的創新思維能力

化學作為研究物質組成與變化規律的學科，其發展史本質上是通過實驗突破認知邊界的過程，從元素周期表的發現到綠色合成工藝的創新，均需經過嚴謹實驗驗證。新高考中物質制備方案設計、工藝流程優化類試題占比顯著提升，這對學生的創新思維與遷移能力提出更高要求。一方面，教師可借助銀鏡反應、原電池設計等探究性實驗，引導學生發現異常實驗現象，激發創新意識；另一方面，將新型催化劑研發、碳中和技術等前沿成果融入教學，通過模擬工業制備實驗拓展思維維度，為培養具有創新能力的化學人才奠定基礎。

二、新高考背景下提升高中化學實驗教學有效性的要素分析

（一）改進高中化學實驗硬件設施

高中化學實驗教學依賴充足的硬件資源作為支撐。學校需基于國家教育政策，優化實驗條件，增加實驗設施投資，以契合高考對實驗教學的標準。為滿足高中化學教學及實驗要求，需配置必要設備，包括酒精燈、試管、量筒、pH試紙、滴定管及電子天平等，以創造適宜的實驗條件。學校應根據具體需求，周期性地對實驗設備實施維護與保養，設立專屬化學實驗室，并強化環境的維護與修繕工作。此外，學校可根據自身的實際情況，構建智能化、專業化與情境化的化學智能實驗室，以支撐高中化學實驗教學的順利實施。例如：實驗室中集成多媒體設施，運用視頻、動畫及虛擬仿真工具演示風險實驗（如濃硫酸稀釋過程、氣體爆炸模擬）與精細操作（如滴定技術、結晶提取），旨在使學生直觀掌握原理，增強實驗教學效能。

（二）明確高中化學實驗教學目標

新高考背景下，教師在高中化學實驗教學中，需要圍繞具體目標進行設計，確保學生通過實驗形成科學探究能力，促進學科核心素養的落實。教師需結合化學課程標準，基于高考對實驗能力的考查要求，明確實驗題型的關鍵考查點（如實驗方案設計、現象分析、誤差解釋），并以此制定教學目標。一方面，需強化學生的實驗操作技能，例如規范使用儀器（如移液管、容量瓶）、準確記錄數據、分析實驗結果。學生不僅需掌握實驗步驟，還需在實驗前提出探究問題（如“濃度如何影響化學反應速率”），設計驗證方案，最終通過實驗得出結論。另一方面，需注重培養科學態度與社會責任意識。例如：在“污水處理模擬實驗”中滲透環保理念，在“易燃試劑操作”中強調安全規范，引導學生形成嚴謹的實驗習慣和正確的學科價值觀。通過多維目標的設定，幫助學生明確實驗研究方向，提升探究質量。

（三）科學制定高中化學實驗標準

高中化學實驗教學的有效開展需以規范的操作標準為支撐。為適應新高考對實驗能力的要求，需立足教材內容（如“物質的量濃度溶液配制”“原電池原理探究”），結合學生實際水平，制定分層次的實驗標準。例如：基礎實驗（如酸堿中和滴定）需明確步驟細節（如檢漏、潤洗、終點判定），探究實驗（如影響分解速率的因素）需規定變量控制與數據分析方法。同時，教師可參考近年高考實驗真題（如2023年全國卷“沉淀轉化實驗分析”），提煉考查重點，將其融入實驗設計。例如：在“鈉與水的反應”實驗中，從現象觀察、反應方程式書寫到安全注意事項，均需設定明確規范。通過標準化指導，學生能夠更高效地掌握實驗核心要點，減少操作失誤，提升學科關鍵能力[2]。

三、新高考背景下提升高中化學實驗教學有效性的策略

化學被視為高中階段的基礎學科，涉及化學原理、知識和性質等內容，學習這些內容離不開化學實驗的支持。所以，高中化學教師不僅要做好知識講解工作，更要培養學生的實驗操作和科學探究能力。引導學生在化學實驗情境中深化概念認知，明確物質轉化原理，在自主實驗設計中，發展拓展和實踐創新能力。具體操作如下：

（一）創建實驗情境，激發學生的實驗興趣

“興趣是最好的老師”，為提高實驗教學質量與效率，需通過情境創設激發學生的探究欲望，使其主動參與實驗設計與分析。傳統教學模式偏重教師演示，學生操作機會有限，導致實驗過程流于形式，難以深入理解反應本質。因此，教師需優化實驗教學模式，以學生動手實踐為核心，通過真實情境增強實驗代入感[3]。

以蘇教版必修一“鈉的性質探究”實驗為例。該實驗聚焦金屬鈉與水反應的劇烈現象及產物驗證，器材需求簡單（如鑷子、濾紙、酚酞試液等），適合開展分組探究。教學時，可創設“消防員如何撲滅金屬鈉火災”的實踐情境，引導學生思考鈉的性質與滅火方法的關系。實驗中，學生需完成以下任務： ① 用鑷子取綠豆大小鈉塊，吸干煤油后放入水槽； ② 觀察反應現象（熔化成小球、嘶嘶聲、溶液變紅）； ③ 收集氣體并驗證為氫氣； ④ 討論鈉保存方法及事故處理措施。通過“現象觀察一原理分析一實際應用”的遞進設計，學生既能掌握鈉的化學性質，又能理解實驗結論與生產生活的聯系。再如蘇教版選修四“鐵離子檢驗”實驗，教師可結合“水質檢測員”職業情境，提供含 Fe³⁺ 的待測水樣，要求學生設計檢驗方案。學生需自主選擇試劑（如KSCN溶液）、規范操作（膠頭滴管垂直懸空添加），觀察溶液顏色變化，并撰寫檢測報告。這種情境化教學能將抽象知識轉化為實際問題解決方案，顯著提升實驗參與度。

（二）以問題為導向，發展學生的科學思維

新高考背景下，教師需通過實驗教學培養學生基于證據推理的科學思維，使其能系統分析化學反應本質與規律。化學原理（如勒沙特列原理、氧化還原規律）均需通過實驗現象推導得出。教師應設計階梯式問題鏈，引導學生在“假設一驗證一結論”的閉環中構建認知體系，強化邏輯推理與批判性思維能力。

以蘇教版必修二“催化劑對過氧化氫分解速率的影響”實驗為例。教師可設計問題鏈： ① 不同催化劑（ FeCl₃ 、 MnO₂ 、生物酶）的催化效果有何差異？ ② 催化劑用量是否影響反應速率？ ③ 溫度變化會改變催化效率嗎？實驗前，學生分組討論提出假設（如“ MnO₂ 催化產氣速率最快”），利用注射器定量收集氧氣、秒表計時等方法驗證猜想。通過對比單位時間內氣體生成量，學生可歸納出“催化劑種類是影響速率的關鍵因素”等結論。實驗后延伸討論：醫用雙氧水消毒時為何產生氣泡較慢？如何通過實驗優化傷口處理方案？這種問題驅動模式能有效提升學生從現象到本質的推理能力。再如蘇教版選修四“濃度對化學平衡的影響”實驗，教師可設置探究問題：① 向 K₂Cr₂0₇ 溶液中滴加濃硫酸，溶液顏色如何變化？ ② 加入NaOH溶液后為何顏色恢復？ ③ 如何通過實驗證明濃度改變確實引起平衡移動？學生通過觀察橙紅色（ Cr₂0₇^2- ）與黃色（ Cr0₄^2- ）的相互轉化，結合比色卡定量分析濃度變化，最終理解勒沙特列原理的核心邏輯。實驗創新點：引入數字化傳感器（如pH計、分光光度計）精確測定數據，增強結論說服力。通過層層設問與實證分析，學生逐步形成“宏觀現象一微觀解釋一符號表征”的化學思維模型。

（三）創新化學實驗，深化科學探究

新高考背景下，高中化學實驗教學需強化學生自主設計實驗、優化方案的能力，通過變量控制、對比分析、結論遷移等環節，培養嚴謹的科學探究素養。教師應基于教材基礎實驗（如“酸堿中和滴定”），通過材料替換、條件優化、裝置改進等方式拓展探究維度，引導學生在實證中理解學科本質[4]。

以蘇教版必修一“Fe的檢驗方法”實驗為例。教材采用直接滴加KSCN溶液法驗證 Fe³⁺ 存在，教師可創新設計： ① 提供含 Fe²⁺ 、 Fe³⁺ 的混合溶液，要求學生設計分離檢驗方案； ② 對比不同顯色試劑（如KSCN、NaOH）的靈敏度差異； ③ 探究溶液pH值對檢驗結果的影響。學生通過分組實驗發現“先加 H₂0₂ 氧化 Fe²⁺ ，再加KSCN溶液顯色”的優化路徑，并延伸討論“如何檢測補鐵劑中的鐵元素形態”。若實驗出現異常（如溶液未變紅），則引導學生回顧試劑添加順序、氧化劑用量等變量，培養誤差分析與方案迭代能力。再如蘇教版選修四“原電池創新設計”實驗，突破教材（銅鋅—稀硫酸模型）限制，提供檸檬、土豆等生物材料替代電解液，或探究不同金屬電極（鎂條、鉛筆芯）的電流輸出效能。學生通過多組對照實驗總結“電極活性差異與電解質導電性是決定電池性能的關鍵因素”，并嘗試解釋“為什么水果電池無法持續供電”。這種開放式探究將知識應用與實際問題解決結合，切實提升學生的創新思維與工程實踐能力。

（四）聯系生活實際，增強社會責任感

新高考背景下，化學實驗教學需強化學科價值與社會應用的融合，通過真實問題解決（如環境污染治理、資源循環利用），引導學生理解化學知識在可持續發展中的關鍵作用。教師應挖掘教材實驗的生活延伸點，在“現象觀察一原理分析”基礎上增加“社會影響評價”環節，促進學生形成科學倫理觀與公民責任感。

以蘇教版必修一“水體中氯離子的檢測與處理”實驗為例。教師可設計情境任務： ① 采集校園池塘水、自來水、雨水樣本； ② 使用硝酸銀溶液檢測氯離子濃度； ③ 對比《生活飲用水衛生標準》分析水質安全。實驗中發現池塘水氯離子超標后，延伸探究“如何用化學沉淀法（如加 Na₂C0₃ ）降低氯離子含量”。學生通過繪制處理方案流程圖、計算試劑投放量，理解工業廢水處理的科學原理。實驗總結階段，可討論“含氯消毒劑對生態環境的雙刃劍效應”，引導學生辯證看待化學技術進步與社會責任的關系。再如蘇教版選修四“食品中鐵元素含量測定\"實驗，教師提供補鐵劑、菠菜、動物肝臟等材料，要求學生用比色法測定鐵含量，對照《中國居民膳食指南》給出飲食建議。通過分析“缺鐵性貧血人群的營養干預方案”，學生既能掌握分光光度計使用方法，又能深刻體會“定量分析在公共衛生領域的應用價值”。這種教學策略使知識習得與責任意識培養同步實現[5]。

結束語

新高考改革對化學實驗教學提出更高要求，教師需以“素養導向、生活關聯、創新實踐”為核心，通過情境創設激活探究興趣、問題鏈設計發展科學思維、實驗改良深化探究能力、社會責任滲透強化學科價值，構建四位一體的教學體系。實踐中應充分挖掘蘇教版教材實驗的拓展空間，將“溶液配制”“物質檢驗”等基礎實驗與能源開發、環境保護等現實課題有機結合，使學生在解決復雜問題的過程中形成關鍵能力與必備品格，真正實現“知能并重、知行合一”的育人目標。

參考文獻

[1]王軍翔.化學學科關鍵能力與高考化學學科關鍵能力辨析及其啟示[].課程·教材·教法，2023，43（9）：121-129.

[2]周琦，張霞麗，趙桂，等.高考綜合實驗試題在化學教學中的引導作用和育人價值化學教學，2022（10）：88-92.

[3]單旭峰.高考化學學科關鍵能力的建構思路、基本內涵與考察實施路徑].課程·教材·教法，2022，42（6）：139-146.

[4]王景，陳元慶．“化學實驗方案設計”高考考點分析及其教學實踐[.化學教學，2020（1）：90-93.

[5]柳世明.在實驗教學中對學生探究能力的培養：以北京2019年高考化學實驗題為例試題與研究，2024（17）：16-18.