基于主體發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略

張?jiān)骑w

（福建省壽寧縣第一中學(xué)，福建壽寧 355500）

引 言

實(shí)驗(yàn)不僅是化學(xué)教學(xué)中最直觀、最生動、最活躍的教學(xué)方法，而且也是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維創(chuàng)新能力的重要手段?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出：要從“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和促進(jìn)主體發(fā)展”的角度出發(fā)，從“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三個維度構(gòu)建全新的化學(xué)課程目標(biāo)體系；強(qiáng)調(diào)在豐富的實(shí)驗(yàn)和探究性學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生要經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。然而，目前在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，仍存在傳統(tǒng)的“教師講述和學(xué)生傾聽”的教學(xué)方法，更多的實(shí)驗(yàn)是用來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的合理性和正確性[1]。這樣就忽視了學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)主體的主觀能動性與自主探究性，缺乏自主思考的時間和空間，也難以更深層次地體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)中更多的價值。因此，教師應(yīng)創(chuàng)新優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究和活動探究的教學(xué)，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重心轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的道路上，讓學(xué)生在自主參與“做科學(xué)”的探究性實(shí)驗(yàn)中，深刻體驗(yàn)科學(xué)探究過程，感知實(shí)驗(yàn)，理解和體會其包含的豐富的化學(xué)思想與方法，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力。

一、新課標(biāo)下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新變化

魯教版《高中化學(xué)》教材立足學(xué)生的發(fā)展需要，著眼于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。在必修課和選修課的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅分布廣泛，而且探究性實(shí)驗(yàn)的比重也有一定的增加。同時，化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與新課改之前傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，探究性實(shí)驗(yàn)的比重也有一定的增加。教材中專門設(shè)置了有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究的欄目和相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究方案設(shè)計等內(nèi)容，注重改進(jìn)原有教材中的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計，以簡化實(shí)驗(yàn)操作方法?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更趨生活化，遵循“注重培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新能力”的新課程理念。如何更好地發(fā)揮和利用實(shí)驗(yàn)的價值，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教材的功能，創(chuàng)新優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究和活動探究的教學(xué)，這都是廣大化學(xué)教師需要面對和解決的問題。

二、新課標(biāo)下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的追求目標(biāo)

《走進(jìn)新課程》一書明確指出，學(xué)生是學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體。這就決定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過程是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，教師是學(xué)習(xí)活動的指導(dǎo)者和組織者。因此，高中化學(xué)教學(xué)中，教師必須重新審視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價值，探索中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的追求目標(biāo)，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力中的作用。教師要從“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和促進(jìn)主體發(fā)展”的角度出發(fā)，應(yīng)以“量變”引起“質(zhì)變”為本體論，將“重實(shí)驗(yàn)與探究”作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)觀，把化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“教學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸笇?dǎo)”，把“學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤八季S”，以進(jìn)一步激發(fā)和喚起學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)、積極主動參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情，從而轉(zhuǎn)變學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式，在親歷和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程中獲得對化學(xué)現(xiàn)象、過程的明確、具體的感性認(rèn)識，理解和掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和方法，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和創(chuàng)新能力，這也是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所追求的目標(biāo)。

三、基于主體發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

1.改進(jìn)和優(yōu)化常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)效應(yīng)

常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的改進(jìn)包括：改進(jìn)教材中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計，以簡化實(shí)驗(yàn)操作方法，使操作更方便，效果更明顯；改變藥品的選擇及其滴加順序，以提高實(shí)驗(yàn)效果和成功率等[2]。比如，在教學(xué)實(shí)踐中，我們常常會遇到一些實(shí)驗(yàn)裝置不合理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等現(xiàn)象，此時教師就應(yīng)對常規(guī)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計，以利于學(xué)生的觀察認(rèn)知，形成概念，獲得知識和技能。

例如，在“碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性比較”這一實(shí)驗(yàn)過程，教材中是將兩種物質(zhì)分開進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作步驟繁雜，用時也比較長，在45分鐘的課堂上很難完成整個實(shí)驗(yàn)操作。另外這種設(shè)計中，兩種鈉鹽的熱穩(wěn)定性比較實(shí)驗(yàn)對比不明顯、不直觀。在實(shí)驗(yàn)中，教師可對兩套裝置進(jìn)行合并，并進(jìn)行如下改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置一，可先將一支小試管放入一支大試管，再在小試管中裝入碳酸氫鈉固體，另一支大試管中裝入碳酸鈉固體。在實(shí)驗(yàn)裝置二中，我們用透明膠帶把兩支相同的試管綁在一起，將兩種鈉鹽分別裝入試管。通過改進(jìn)，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時間，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比也更為明顯，有利于學(xué)生進(jìn)行觀察和分析。

2.改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，激發(fā)參與意識

實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的關(guān)鍵因素之一。目前，隨著教育信息技術(shù)的發(fā)展和普及，高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新正在向更深層次、更廣闊的領(lǐng)域發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和傳感技術(shù)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用，不僅豐富了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵，而且增強(qiáng)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，有利于激發(fā)學(xué)生主體參與實(shí)驗(yàn)探究的意識和積極性，促進(jìn)探究活動的開展，使學(xué)生在親歷和體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索的過程中更好地理解知識，培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合能力。

例如，“弱電解質(zhì)的電離”知識理論性、抽象性比較強(qiáng)，學(xué)生難以理解，一直是高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個教學(xué)難點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們可以利用傳感器有效化解實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)變得易于操作。例如，實(shí)驗(yàn)時利用電導(dǎo)率傳感器和傳感器，就能生動地演示化學(xué)反應(yīng)過程，把弱電解質(zhì)的電離過程以量化的形式展現(xiàn)給學(xué)生，這樣便于學(xué)生觀察。通過學(xué)生收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制相關(guān)曲線，再理解電解質(zhì)的概念，學(xué)生就很容易了。這彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的不足，增強(qiáng)了“弱電解質(zhì)的電離”實(shí)驗(yàn)的可操作性和可觀測性，激發(fā)學(xué)生自主參與“做科學(xué)”的意識，積累豐富的化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展操作實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛能。

3.改進(jìn)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高探究能力

（1）加強(qiáng)和改進(jìn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過分側(cè)重對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的驗(yàn)證，因此很多教師在教學(xué)時習(xí)慣于按照教材預(yù)設(shè)好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這樣的實(shí)驗(yàn)過程缺少了探究性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和探究能力[3]。所以，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與重點(diǎn)，把教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造或改進(jìn)，使之變成探索性實(shí)驗(yàn)，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計、自主探究，從中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生使用科學(xué)方法的創(chuàng)新精神，也使得實(shí)驗(yàn)探究更有意義、更有效果。

例如，“氨的噴泉實(shí)驗(yàn)”“銅和濃、稀硝酸的反應(yīng)”等實(shí)驗(yàn)，都可以變成探究性實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)設(shè)計開始，引導(dǎo)學(xué)生自己動手、思考、分析與探究，不僅滿足學(xué)生動手、動腦、求新的心理需求，而且給學(xué)生提供一個自我解決問題的途徑和實(shí)踐的機(jī)會，激發(fā)創(chuàng)造性潛能的發(fā)揮，使學(xué)生在親身體驗(yàn)和經(jīng)歷多種實(shí)驗(yàn)活動的過程中，獲得和習(xí)得科學(xué)探究的方法，提升科學(xué)探究能力。

（2）充分利用分組實(shí)驗(yàn)。分組實(shí)驗(yàn)是一種由學(xué)生自己設(shè)計的，并通過協(xié)同合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而再現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象、揭示規(guī)律的自主性實(shí)驗(yàn)活動。因此，在小組實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)營造一個生動活潑、激發(fā)學(xué)生思考和探索的環(huán)境，為積極實(shí)驗(yàn)提供條件和機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)鼓勵學(xué)生在小組內(nèi)進(jìn)行分工協(xié)作，在小組討論、相互啟發(fā)、相互啟發(fā)的過程中，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探索的主動性，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作的完整性，獲得和習(xí)得科學(xué)探究的方法，提升科學(xué)探究能力。

例如，在“氯離子檢驗(yàn)的對比實(shí)驗(yàn)”的分組實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：把AgNO3溶液滴入碳酸鈉溶液里，會產(chǎn)生一種棕色與白色相間的沉淀（Ag2O和Ag2CO3）。這時再滴入稀硝酸，沉淀會逐漸消失，產(chǎn)生大量氣泡，但還殘留白色沉淀，這個白色沉淀是什么？引導(dǎo)學(xué)生小組討論分析，有的學(xué)生提出Na2CO3溶液中可能含有SO42-、SO32-、Cl-等離子，再引導(dǎo)學(xué)生小組合作設(shè)計實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，很快發(fā)現(xiàn)原來是硝酸中混有Cl-，若改用新配制的稀硝酸，再實(shí)驗(yàn)一次，一切就正常了……這樣實(shí)驗(yàn)中利用生成性資源，并把它作為再次實(shí)驗(yàn)探究的著眼點(diǎn)，不僅能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識，還能培養(yǎng)他們的實(shí)證精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的形成。

（3）自主實(shí)驗(yàn)制作與設(shè)計?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的根本在于學(xué)生動手親自實(shí)踐，培養(yǎng)自主探究能力[4]。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，既可省去教師對實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟講解的時間，同時以問題為引導(dǎo)，學(xué)生自主探究和討論，逐步修正實(shí)驗(yàn)方案，自主完成實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生在自主參與“做科學(xué)”的探究性實(shí)驗(yàn)中，積累豐富的化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展操作實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛能。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師不要過多地干預(yù)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，而應(yīng)提供機(jī)會，讓學(xué)生通過獨(dú)立探究來獲取新知識，在新情境中解決新問題，產(chǎn)生新見解，激發(fā)創(chuàng)新動機(jī)。學(xué)生在自主設(shè)計與探索中，充分感受和體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的全過程，增強(qiáng)主動參與實(shí)驗(yàn)探究的興趣，發(fā)展操作實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)科學(xué)的探索精神和學(xué)習(xí)態(tài)度。

結(jié) 語

總之，基于學(xué)生主體發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能有效促進(jìn)學(xué)生參與科學(xué)探究的積極性和主動性，開發(fā)他們的智力潛能，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和能力，積累豐富的化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展操作實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)善于學(xué)習(xí)、樂于探究、有效合作的學(xué)習(xí)品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生主體主動發(fā)展。

[1]王瑞生.新課改背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略[J].明日風(fēng)尚,2016,(14):34.

[2]亓英麗,畢華林.化學(xué)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的反思與對策[J].化學(xué)教育,2012,33(08):11-14.

[3]洪文偉.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)策略探究[J].西部素質(zhì)教育,2015,(02):21.

[4]韓軍禮.高中化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)研究[D].魯東大學(xué),2014.