新課標(biāo)下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展路徑

作者簡(jiǎn)介：王超（1986—），男，安徽省馬鞍山市外國(guó)語學(xué)校。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化的基本方法，是科學(xué)探究的一種重要途徑。但從實(shí)際情況來看，部分教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要點(diǎn)缺乏正確認(rèn)識(shí)，沒有結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要開展教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。在這種情況下，教師應(yīng)基于新課標(biāo)的要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化，從而充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的育人作用，為學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展提供助力。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）有助于降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并設(shè)置實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，有助于使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的主題、原理及所需材料等，形成對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的初步認(rèn)識(shí)[]。此外，教師在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作中提供良好的感官體驗(yàn)，增進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，對(duì)降低學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的難度有著積極作用。

（二）有助于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展

化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生動(dòng)手操作來完成任務(wù)，并掌握與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識(shí)。這樣不僅可以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有充分的了解，還能使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作中，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[2]。另外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能強(qiáng)化學(xué)生的合作意識(shí)，為學(xué)生提供交流的空間，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中明確自己的定位及分工，充分發(fā)揮自身的作用，為實(shí)驗(yàn)圓滿完成做出貢獻(xiàn)，這對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有著重要的影響。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原則

（一）安全性原則

安全性是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要原則。在實(shí)驗(yàn)開始前，教師應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)的流程進(jìn)行研究，明確其中潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，在此基礎(chǔ)上制定完善的實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度及安全操作守則[3]。同時(shí)，教師還需加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的安全教育，使學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中的風(fēng)險(xiǎn)，掌握對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)急處理方法，以保障實(shí)驗(yàn)的安全進(jìn)行。

（二）趣味性原則

趣味性原則要求教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使其能激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的探究興趣，吸引學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)。這樣也能營(yíng)造輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的熱愛之情，進(jìn)而達(dá)到寓教于樂的效果。

（三）開放性原則

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并提出關(guān)于實(shí)驗(yàn)的問題，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果[4]。通過這種方式，教師能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，還能在引導(dǎo)學(xué)生思考的過程中，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法。

三、新課標(biāo)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

1.明確實(shí)驗(yàn)流程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣

高中化學(xué)教師若想保障實(shí)驗(yàn)的有序開展，就需要提前制定科學(xué)、完整的實(shí)驗(yàn)流程，給予學(xué)生正確的指導(dǎo)。這樣不僅可以減少實(shí)驗(yàn)過程中誤操作現(xiàn)象的發(fā)生次數(shù)，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度及責(zé)任意識(shí)。因此，教師首先需對(duì)實(shí)驗(yàn)主題加以明確，并在實(shí)驗(yàn)開始前為學(xué)生詳細(xì)闡述關(guān)鍵點(diǎn)，安排合理的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。其次，教師需對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)設(shè)，以幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟

例如，在教學(xué)人教版必修第一冊(cè)“離子反應(yīng)”這節(jié)課時(shí)，針對(duì)CI、 CO₃^2- 以及 SO₄^2- 等離子的檢驗(yàn)，教師應(yīng)詳細(xì)講解本節(jié)課實(shí)驗(yàn)涉及的離子反應(yīng)原理，以及如何通過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來驗(yàn)證離子反應(yīng)的存在。然后，教師應(yīng)示范正確的實(shí)驗(yàn)方法（包括試劑的使用、儀器的操作以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄方面）。在實(shí)驗(yàn)完成后，教師可讓學(xué)生仿照表1對(duì)離子檢驗(yàn)方法進(jìn)行匯總，使實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果更加直觀，進(jìn)而完善學(xué)生的知識(shí)體系。

可見，通過明確實(shí)驗(yàn)流程，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師能使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.完善實(shí)驗(yàn)裝置，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)裝置是推進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有序開展的重要因素，也是減少安全風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師應(yīng)樹立創(chuàng)新意識(shí)，基于實(shí)驗(yàn)需要，對(duì)現(xiàn)有的裝置進(jìn)行改進(jìn)，為實(shí)驗(yàn)的開展提供便利。同時(shí)，教師還需關(guān)注實(shí)驗(yàn)裝置的維護(hù)和更新，定期進(jìn)行檢查，及時(shí)處理安全隱患，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

例如，在教學(xué)人教版必修第一冊(cè)“氧化還原反應(yīng)”這節(jié)課時(shí)，教師讓學(xué)生使用鐵粉、稀硫酸、FeCl溶液與FeCl溶液等材料開展實(shí)驗(yàn)，根據(jù)FeCl溶液與FeCl溶液在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的變化，確定Fe是否具有還原性。在實(shí)驗(yàn)開始前，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行全面檢查，確保各裝置性能符合實(shí)驗(yàn)要求，如確保氣體發(fā)生裝置的氣密性良好，觀察玻璃儀器表面是否破損。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)裝置的正確使用方法，并思考實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)方法。對(duì)此，有的學(xué)生提出需對(duì)裝置連接部分進(jìn)行加固，避免實(shí)驗(yàn)時(shí)有氣體排出；有的學(xué)生則提出可使用電子天平替代托盤天平，提高所稱藥品質(zhì)量的準(zhǔn)確度，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

可見，通過這種方式，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣能得到有效激發(fā)，學(xué)生也能在實(shí)踐中掌握更多與化學(xué)反應(yīng)及物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展科學(xué)探究及問題解決能力。

（二）巧妙利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

1.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)化學(xué)觀念

在新課標(biāo)背景下，教師可通過創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境的方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟，并從不同的角度探究實(shí)驗(yàn)原理、現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，以此增進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。同時(shí)，教師還可設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過對(duì)問題的思考后完成實(shí)驗(yàn)，并通過自己的親身體驗(yàn)，探尋解決問題的方式。這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念，還能為學(xué)生學(xué)習(xí)水平的提升打好基礎(chǔ)。

例如，人教版必修第二冊(cè)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)5“不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”旨在指導(dǎo)學(xué)生從轉(zhuǎn)化的角度學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)，并認(rèn)識(shí)不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。為此，首先，教師可以“硫元素在自然界中的奇幻之旅”為主題創(chuàng)設(shè)情境，向?qū)W生展示硫單質(zhì)和硫酸鹽礦物的圖片，再提出“硫元素在自然界中為什么能以-2、0、+4 及 ⁺⁶ 等多個(gè)化合價(jià)對(duì)應(yīng)的形態(tài)存在？”“不同化合價(jià)的硫元素之間是怎樣轉(zhuǎn)化的？”這兩個(gè)問題，引導(dǎo)學(xué)生將抽象的化合價(jià)知識(shí)與自然現(xiàn)象聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究興趣。其次，在實(shí)驗(yàn)操作階段，教師可應(yīng)用系列任務(wù)創(chuàng)設(shè)情境。如對(duì)于硫元素從 ⁺⁶ 價(jià)轉(zhuǎn)化為 +4 價(jià)的實(shí)驗(yàn)，教師可設(shè)置以下探究任務(wù)：第一，觀察實(shí)驗(yàn)裝置，思考各裝置的功能、作用；第二，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與硫元素價(jià)態(tài)變化存在哪些聯(lián)系；第三，在確定有二氧化硫生成后，思考如何在不中斷實(shí)驗(yàn)的前提下，驗(yàn)證氣體產(chǎn)物的性質(zhì)。最后，在實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段，教師可從環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域出發(fā)，讓學(xué)生思考二氧化硫直接排放對(duì)環(huán)境造成的危害，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料、小組討論等方式，探尋適宜的尾氣處理方案，以此將化學(xué)知識(shí)與社會(huì)責(zé)任相結(jié)合，促使學(xué)生從完成實(shí)驗(yàn)進(jìn)階到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

可見，通過創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，借助合理的問題引導(dǎo)學(xué)生深入思考，教師不僅可以讓學(xué)生對(duì)硫元素化合價(jià)方面的特點(diǎn)有全面的理解，還能在實(shí)驗(yàn)中提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)及責(zé)任感。

2.開展合作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究素養(yǎng)

教師應(yīng)在新課標(biāo)背景下，注重合作實(shí)驗(yàn)的開展，基于學(xué)生間的交流，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，并引導(dǎo)學(xué)生在合作中開展多元化的實(shí)驗(yàn)探究。同時(shí)，合作實(shí)驗(yàn)可以增強(qiáng)學(xué)生的溝通與協(xié)作能力，幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究素養(yǎng)。

例如，人教版必修第二冊(cè)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)7“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”的目標(biāo)在于體會(huì)濃度、溫度及催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并通過改變反應(yīng)條件，認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的決定性作用。為此，教師以“硫代硫酸鈉 （Na₂S₂O₃ ）與硫酸（ .H₂SO₄ ）的反應(yīng)”為主題，在實(shí)驗(yàn)開始前，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作討論，確定實(shí)驗(yàn)流程、所需裝置等，并針對(duì)可能影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素進(jìn)行探討。隨后，教師將學(xué)生分成兩組，讓學(xué)生分別探究濃度和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。在實(shí)驗(yàn)過程中，圍繞濃度探究的小組成員分工明確，能從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)，加入 .1mL0.1 mol/L的 Na₂S₂O₃ 溶液和 1mL 蒸餾水的試管中出現(xiàn)渾濁的時(shí)間晚于加入2mL0.1mol/L的 ∣Na₂S₂O₃ 溶液（未添加蒸餾水）的另一支試管，進(jìn)而得出結(jié)論一在其他反應(yīng)條件相同的情況下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率通常越快。圍繞溫度探究的小組則將兩支添加了 2mL 0.1mol/L 的 Na₂S₂O₃ 溶液的試管分別放入盛有不同溫度的水的燒杯中，等待一段時(shí)間后，在兩支試管中添加 |H₂SO₄ 溶液，一邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一邊計(jì)時(shí)，比較兩支試管中出現(xiàn)渾濁的時(shí)間，并從微觀粒子運(yùn)動(dòng)等角度，圍繞實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入討論，最終得出結(jié)論在其他反應(yīng)條件相同的情況下，反應(yīng)物溫度越高，反應(yīng)速率通常越快。

可見，通過讓學(xué)生開展合作實(shí)驗(yàn)，在與其他同學(xué)的探討中完成實(shí)驗(yàn)，并了解知識(shí)的生成過程，教師能夠有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理等知識(shí)的掌握，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。

（三）完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系

教學(xué)評(píng)價(jià)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是幫助學(xué)生加深自我認(rèn)識(shí)、找到不足之處的有效途徑。通常情況下，教師較難在課堂上對(duì)學(xué)生做出全面的評(píng)價(jià)。對(duì)此，教師可以視頻的形式記錄實(shí)驗(yàn)過程，捕捉學(xué)生在此過程中的行為細(xì)節(jié)，以便給予學(xué)生更具針對(duì)性的反饋與指導(dǎo)。同時(shí)，學(xué)生也可以在課后觀看教師拍攝的視頻，實(shí)施自我評(píng)價(jià)，以此在后續(xù)學(xué)習(xí)中進(jìn)行改進(jìn)、提升。

例如，人教版必修第二冊(cè)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)4“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”涉及除雜知識(shí)，需要教師通過教導(dǎo)粗鹽中雜質(zhì)離子的去除方法，讓學(xué)生理解粗鹽提純過程中化學(xué)反應(yīng)的原理。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師可將多媒體技術(shù)與教學(xué)評(píng)價(jià)相結(jié)合，運(yùn)用希沃白板展示關(guān)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的影像，并帶領(lǐng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)流程，針對(duì)學(xué)生在操作中出現(xiàn)的如過濾時(shí)漏斗下端未緊貼燒杯內(nèi)壁、蒸發(fā)時(shí)沒有及時(shí)攪拌等問題進(jìn)行詳細(xì)講解。教師還可以借助在線問卷或?qū)W習(xí)平臺(tái)，全面了解學(xué)生對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)需要，從而為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議。

可見，通過教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的記錄和對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)施，學(xué)生能夠主動(dòng)反思自己在實(shí)驗(yàn)中的不足。教師也可以通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的了解，優(yōu)化教學(xué)方案設(shè)計(jì)，以使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)符合學(xué)生的特點(diǎn)。這不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與感。

結(jié)語

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要制定有效的教學(xué)策略，從而充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的促進(jìn)作用，助力學(xué)生后續(xù)成長(zhǎng)。為此，本文基于對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性及原則的分析，提出了明確實(shí)驗(yàn)流程、完善實(shí)驗(yàn)裝置、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境、開展合作實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。筆者希望這些策略能夠?yàn)槠渌處熖峁﹨⒖己徒梃b。

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