高中化學實踐型作業的設計策略

作者簡介：沈書芹（1982—），女，貴州省貴陽市白云區第二高級中學。

在高中化學作業設計中，傳統作業往往以書面形式為主，存在形式單一、內容枯燥等方面的不足。實踐型作業具有趣味性、互動性和綜合性等特點，可以彌補傳統作業的不足，不但能夠幫助學生在實踐探究中加深對化學原理的理解，夯實化學知識基礎，而且能夠方便教師全面了解學生的學習進度，從而有針對性地調整教學策略，推動化學教學的良性發展。本文系統闡述高中化學實踐型作業設計的重要意義及實施策略。

一、高中化學實踐型作業設計的重要意義

（一）激發學生學習熱情

在高中化學教學中，由于化學原理復雜抽象、化學公式復雜多變，學生往往會對化學學習產生畏懼。高中化學實踐型作業具有趣味性、互動性和綜合性等特點，可以很好地活躍課堂氣氛，緩解學生的抵觸情緒，從而讓他們以更加飽滿的熱情投入課堂學習。

（二）豐富作業形式

高中化學實踐型作業的形式更加有趣，內容也更加豐富。在作業形式上，高中化學實踐型作業多采用趣味實驗、社會調研、主題科研等需要學生動手操作或調查分析的形式；在作業內容上，除了相關的化學知識，高中化學實踐型作業還融入與化學主題相關的生物、社會、科學等學習資源。

（三）深化知識理解

高中化學實踐型作業讓學生得以在化學情境中觀

察化學現象，感受化學變化，探究化學原理。通過這樣的實踐過程，學生能夠更加直觀地理解化學變化背后蘊含的微觀知識，深刻把握化學現象的本質。

二、高中化學實踐型作業設計策略

（一）趣味實驗，點燃探索欲

在設計高中化學實踐型作業時，教師可以融入趣味實驗元素，設計如“自制火山奇觀”（酸堿反應演示）、“彩虹瓶秘境”（溶液色彩變化）等一系列既安全又有趣的化學實驗，讓學生在實踐操作的過程中直觀地感受化學變化，發現化學獨有的魅力和樂趣，激發探索未知化學領域的欲望[1]。

以人教版高中化學必修第一冊第一章第三節“氧化還原反應”的教學為例。為了讓學生鞏固電子轉移、氧化劑與還原劑等相關知識，教師結合課本知識，設計以“魔法變色筆”為主題的趣味實驗作為實踐型作業。這項實踐型作業要求學生利用常見的化學試劑，如氯化鐵溶液、氯化鈉溶液、碳酸銅溶液等，制作能夠隨著氧化還原反應的發生而產生顏色變化的“魔法筆”。為了保證實驗的安全性，教師帶領學生前往實驗室完成該項作業。在實驗室中，有的學生小心翼翼地取出裝有氯化鐵溶液和硫氰酸鉀溶液的試劑瓶，先使用滴管量取適量的氯化鐵溶液滴入一支干凈的筆芯中，隨后用另一支滴管吸取硫氰酸鉀溶液，逐滴加入氯化鐵溶液中。此時，溶液逐漸由黃色變成鮮明的血紅色，這是因為鐵離子與硫氰根離子之間發生絡合反應，形成具有血紅色特征的絡合物。此時，“魔法筆”的制作已經初步完成。接著，學生使用這支筆在紙上畫出簡單的圖案。隨后，學生使用蘸取維生素C溶液的細毛刷從紙上拂過，圖案逐漸變為淺綠色。這是因為維生素C溶液作為一種強還原劑，與鐵離子發生氧化還原反應，將其還原成亞鐵離子，從而產生顏色的變化。這樣神奇的變色現象勾起學生的好奇心，他們主動思考這一神奇現象背后的氧化還原反應基本概念、電子轉移的過程及不同物質在反應中的性質變化等。有的學生在此實驗的基礎上，嘗試改變實驗條件，如調整試劑濃度、更換不同的還原劑等，觀察并記錄實驗現象的變化。這樣的實踐型作業有助于推動學生對“氧化還原反應”單元知識的靈活運用。

在完成高中化學實踐型作業的過程中，學生可以用肉眼觀察化學反應發生的奇幻過程。這些真實的經歷能夠很好地調動學生的學習積極性，讓他們以更加飽滿的熱情投入化學學習。

（二）社會實踐，強化責任感

在高中化學教學中，教師可以巧妙地設計社會實踐，讓學生在社會調研的過程中，直觀地體會化學知識在社會各個方面的實際運用，感受化學知識對于社會進步和國家發展的重要意義。這樣的實踐經歷有助于顯著提升學生運用化學知識解決實際問題的能力，增強學生的社會責任感及主人翁意識[2]。

以人教版高中化學必修第二冊第八章第三節“環境保護與綠色化學”的教學為例。該單元的教學目標是幫助學生了解綠色化學的核心理念，讓學生學習如何利用課本上的化學原理及方法保護環境。為了順利完成這一單元的教學目標，教師巧妙地設計“綠色化學實踐行動”這一社會實踐類化學作業，讓學生在實踐的過程中，了解綠色化學在社會各領域中的應用現狀及問題挑戰。具體來看，學生需要自行分組，任選一個作業主題。有的小組選擇以“社區塑料廢棄物處理情況”為主題，深入學校周邊社區，調查社區內塑料廢棄物的處理情況，并探索如何利用化學方法提高塑料廢棄物的回收利用率；有的小組選擇以“石化企業廢水處置技術”為主題，通過走訪石化企業、問詢相關人員、咨詢領域專家等方式，了解目前石化企業去除廢水中的油類污染物的方法，對比常用的化學混凝法、氣浮法等技術的優劣勢，并提出優化建議。為了順利完成社會實踐，學生需要圍繞實踐主題設計合適的調查問卷。如在設計“社區塑料廢棄物處理情況”這一主題的調查問卷時，學生結合社區的實際情況，設計“社區基本情況填寫”“社區內塑料廢棄物的分類標準”“自前社區內塑料廢棄物的處置方法”等問卷模塊；針對“石化企業廢水處置技術”這一主題，學生圍繞“當前石化行業常用的油類污染物去除技術有哪些？”“目前采用的是哪種油類污染物去除技術？其效果如何？”“是否遇到過油類污染物去除過程中的技術難題？”等模塊展開。在問卷發放及走訪調查的過程中，學生還需要注重溝通的方式方法。如針對社區居民，多采用問卷填寫、聊天記錄的調查方式；針對企業責任人員，多采用問卷收集、深入訪談的方式。在與社會各領域人士的交流中，學生可以直觀且全面地了解綠色化學在不同領域的普及程度、技術應用水平、存在問題或挑戰等情況，從而豐富自身的知識儲備，增強社會責任感。在調研結束后，學生需要對調研結果進行定性和定量的分析，總結綠色化學的理念普及和技術應用現狀，并深入思考如何推動綠色化學理念的落實。

高中化學實踐型作業可以進一步深化學生對化學知識的理解，幫助學生在社會調研中了解化學知識在社會、文化、科學等領域的實際運用，讓學生深刻感悟化學知識對于推動社會進步和國家發展的價值，從而增強學生的社會責任感。

（三）跨學科整合，拓展應用域

為了進一步加深學生對化學知識本質的理解，拓寬學生的學習視野，教師可以將物理、生物、地理等其他學科的元素與化學進行巧妙融合，設計高中化學實踐型作業，讓學生在跨學科的實踐過程中提高知識遷移能力和創新運用能力，全面提升化學綜合素養[3]。

以人教版高中化學必修第二冊第六章第一節“化學反應與能量變化”的教學為例。學生需要學習化學反應與熱能、電能等能量類型間的轉化關系。為了幫助學生更好地鞏固單元知識，教師設計主題為“家庭能源利用中的化學反應與能量轉換探究”的跨學科實踐作業。學生需要分組探究家庭中常見的能源利用過程，并嘗試融入物理、生物等其他學科的知識進行綜合分析。有的小組以“探究燃氣熱水器的工作原理”為跨學科作業主題，首先，利用化學知識分析燃氣熱水器中發生的化學反應，即在燃氣燃燒的過程中，甲烷和氧氣發生反應產生二氧化碳和水，并在該過程中釋放大量的熱能；其次，借助物理知識分析熱能的損耗及影響因素，并探討提高能量利用率的措施。最后通過查閱大量文獻，嘗試結合地理知識探尋不同氣候類型下燃氣熱水器的能耗差異。有的小組以太陽能板為研究對象，首先，通過化學知識解釋太陽能板發電的原理，即太陽能板中的硅晶體中的硅原子被太陽光中的光子所激發，發生電子躍遷，從而產生電流；其次，嘗試結合物理知識計算太陽能電池板的轉化效率，探討光照強度、電池板材料、溫度等對轉化效率的影響；最后，結合“植物光合作用中光能的利用和轉化”這一生物學科知識，探討兩種現象在化學反應、能量轉化方式等方面的區別和聯系。在這樣的跨學科探究過程中，學生可以加深對化學反應與能量變化知識的理解，提升跨學科整合能力。

高中化學實踐型作業可以讓學生在接觸跨學科知識的同時，拓寬自身的學習視野，提高跨學科知識遷移和整合能力，從而促進學生的全面發展。

（四）科研項目，培育科研魂

科研項目對學生的知識掌握水平及技能運用水平提出更高的要求。學生不僅需要自主探索化學知識的基本原理及發展現狀，還需要在不同情境下，靈活運用化學技能解決各種未知的挑戰，并善于總結和分析科研過程，形成具有創新性和突破性的研究結果。完成科研項目的經歷，可以夯實學生的化學基礎，并提升他們的科研素養[4]。

以人教版高中化學選擇性必修1第二章第一節“化學反應速率”的教學為例。學生需要系統地學習化學反應速率的表示方法、化學反應速率的影響因素及化學反應活化能的相關知識。教師引導學生分組探索“催化劑的合成及其對特定化學反應速率的影響”這項作業。學生需要廣泛閱讀國內外關于催化劑的相關文獻，了解目前化學領域中常見的催化劑類型、催化作用機制及催化劑的研究前沿等，從而為后續的科學研究儲備知識。在此基礎上，學生需要圍繞“當前催化劑研究領域遇到的困境和挑戰”展開有效討論，從而選擇某一細化方向作為研究的切入點，確定科研項目的主題。如有的小組選擇以“金屬類催化劑的合成及對過氧化氫分解反應的影響”為主題，將銅、鋅等金屬元素作為原始材料，嘗試通過共沉淀法合成銅鋅復合氧化物催化劑，并研究該復合催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響。在實驗主題確定后，學生需要按照提前設計的科研方案開展具體的實驗研究。為了順利完成研究，學生需要自主探索各項實驗儀器的正確使用方式，并獨立使用這些儀器完成催化劑的合成、化學反應現象的觀察、反應時間的記錄、反應物剩余/生成物的稱量及定性和定量分析等科研項目。學生還需要學習各類統計學方法的使用，從而順利對實驗結果進行科學合理的分析，并撰寫正式的科研報告作為最終作業成果。

這樣的高中化學實踐型作業可以有效提升學生的科研素養和團隊精神，讓他們在實踐中深刻感受科研的魅力。這將為學生未來的科研之路鋪設堅實的基石。

結語

在高中化學教學中，教師應當不斷探尋和優化實踐型作業的設計策略，設計既具有探索性又富有層次性的化學作業，讓學生深化對化學知識的理解，拓展思維邊界，提高實踐能力，提升化學素養，最終實現更高效、更有趣的高中化學教學。

【參考文獻】

[1]凌燕.核心素養下高中化學實踐型作業設計的研究［J].試題與研究，2020（1）：27.

[2」朱春艷，葉燕珠，李忠水.數字化背景下化學單元作業設計與實踐：以蘇教版高中化學必修一“硫與環境保護”為例［J］.福建基礎教育研究，2023（11）：104-107.

[3］陳斐，張賢金.高中化學主題作業設計的實踐與反思：以“認識 Fe₃O₄ ”為例［J］.化學教學，2024（1）：79-83.

[4］陳芳芳．“互聯網 + ”模式下的高中化學實驗作業設計的實踐研究［J].高考，2021（32）：113-114.