高中化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的探究

劉蕊

【摘要】實驗是化學(xué)學(xué)科的基本屬性，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本要求。在社會經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，基礎(chǔ)教育也進行了深化改革，這是基于社會對建設(shè)人才的發(fā)展需求，也是教育教學(xué)與時俱進的典型體現(xiàn)。因此，創(chuàng)新素養(yǎng)成為當前教育活動中的重要內(nèi)容。高中化學(xué)作為一門重要的課程學(xué)科，而化學(xué)實驗教學(xué)主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，對學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)亦有積極的影響。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) ?實驗教學(xué) ?創(chuàng)新素養(yǎng) ?培養(yǎng)

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）32-0113-02

前言

創(chuàng)新素養(yǎng)，是指在學(xué)習(xí)過程中形成的涵蓋了知識、能力、態(tài)度等多維度、多層面、多元化的發(fā)展與提升，最終形成可以應(yīng)付日?；顒?、實際問題、未來挑戰(zhàn)的關(guān)鍵能力與必備品格。在化學(xué)實驗教學(xué)中，創(chuàng)新素養(yǎng)主要包括兩方面：創(chuàng)新能力與創(chuàng)新品格?；瘜W(xué)作為一門具有科學(xué)性的教學(xué)課程，其對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著重要的影響，而實驗教學(xué)是化學(xué)課程中重要的一項內(nèi)容，能有效地鍛煉學(xué)生的實踐能力及操作能力，深刻掌握化學(xué)知識。因此，本文將對化學(xué)實驗教學(xué)進行分析，并提出培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的可行性策略，以期高中化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的進一步提高。

一、現(xiàn)階段高中化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展問題

（一）以演示性實驗為主，學(xué)生主體參與性不足

高中階段的化學(xué)課程教學(xué)中，大多數(shù)教師主要是以自身為教學(xué)主體，并且受到各種因素的影響，所以很多的化學(xué)實驗教師都會以演示的實驗方式進行，學(xué)生未能實際地參與其中。在教師進行演示教學(xué)時，學(xué)生只是從旁觀望，缺乏必要的動手操作，只在乎實驗的最終現(xiàn)象及結(jié)果，并未對整個實驗過程進行相應(yīng)的思考，學(xué)生也因為未實際參與實踐中而缺少成就感。譬如：在學(xué)習(xí)人教版“金屬化學(xué)性質(zhì)”時，需進行鈉跟氧氣之間反應(yīng)的實驗探究，在進行實驗時，學(xué)生一開始會被實驗所吸引，認真觀察此次實驗的現(xiàn)象，從實驗現(xiàn)象中得出結(jié)論：鈉是一種活潑的金屬單質(zhì)，在常溫狀態(tài)下與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一種灰色物質(zhì)。但是，這些知識在課后學(xué)生很快就會淡忘，因為學(xué)生沒有實際地進行實驗操作，缺乏思考等。比如，在課堂中為學(xué)生提供實驗操作機會引導(dǎo)學(xué)生進行實驗，讓學(xué)生在實驗中產(chǎn)生一定的思考，時刻注意自身在實驗操作中的方式等，學(xué)生就會形成一種記憶，并且完成實驗后會產(chǎn)生一種成就感，進一步加深了學(xué)生的印象。比如，在進行有關(guān)Cl2實驗室制法的教學(xué)時，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識探討實驗室制取氣體所需要注意的事項：所用藥品有哪些，參加的化學(xué)反應(yīng)有哪些？儀器裝置是否科學(xué)，實驗操作是否規(guī)范;如何收集氣體;如何檢驗氣體;尾氣的吸收該如何操作？學(xué)生通過討論，明確裝配發(fā)生裝置順序是：放好鐵架臺→擺好酒精燈→根據(jù)酒精燈位置固定好鐵圈→石棉網(wǎng)→固定好圓底燒瓶。這樣，教師盡可能地提出富有探索價值的問題，讓學(xué)生探究，給出富有化學(xué)色彩的問題，讓學(xué)生通過實驗來驗證。久而久之，學(xué)生對化學(xué)實驗的積極性還有興趣就會提高，學(xué)生的實踐能力就會得到有效的培養(yǎng)及提升。因此，高中化學(xué)教師要為學(xué)生提供更多的實踐機會，改進傳統(tǒng)的演示教學(xué)。

（二）驗證實驗教學(xué)，缺乏創(chuàng)新性設(shè)計

在現(xiàn)階段的高中化學(xué)實驗教學(xué)中，驗證實驗教學(xué)方式也是占據(jù)著重要地位的教學(xué)手段，驗證實驗通常都是根據(jù)教材中的內(nèi)容、步驟向?qū)W生展示對應(yīng)的化學(xué)現(xiàn)象及結(jié)果。這主要是因為在實驗過程中，教師不能根據(jù)學(xué)情特點及課堂需要，巧妙引導(dǎo)學(xué)生針對實驗流程中的“實驗設(shè)計”進行創(chuàng)新，不能結(jié)合相關(guān)的資料對實驗的方式及有關(guān)的材料裝置進行探討，對實驗過程的規(guī)劃不夠合理等，而學(xué)生也只是對實驗的現(xiàn)象進行觀察，缺乏思考，未有效地對實驗本質(zhì)進行探討。學(xué)生在開展驗證實驗過程中，完全根據(jù)教材內(nèi)容及教師的指導(dǎo)進行，只要在合理的時間中規(guī)范完成實驗內(nèi)容便可。整個實驗操作過程，學(xué)生就像是沒有思想的操作工，完全是為了驗證教材實驗結(jié)果而開展實驗，缺乏思考及探究等，在實驗中的更多體驗大概就是好玩，未結(jié)合教材內(nèi)容進行深刻的理解。這樣的教學(xué)方式對嚴重阻礙學(xué)生發(fā)展，不利于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的可行性策略

（一）增強開展探究性實驗的頻率

為更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，教師要結(jié)合新課程改革理念，合理、科學(xué)地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，增強開展探究性實驗的頻率，從而激發(fā)高中生的學(xué)習(xí)積極性及樂趣，通過探究性實驗教學(xué)的增加，有效地突出學(xué)生的自主能動性，提高創(chuàng)新意識等[1]。

首先，教師要將演示性實驗以及驗證性實驗轉(zhuǎn)化為探究性實驗，對教材中的驗證性實驗進行合理的創(chuàng)新，使其成為探究性實驗。比如，在對人教版“檢驗銨根離子方法”進行實驗過程中，教師將演示實驗轉(zhuǎn)化為探究性實驗，設(shè)計探究性試驗的操作步驟及實驗流程以檢驗銨根離子中的主要成分，并利用其實驗現(xiàn)象還原結(jié)果推測性質(zhì)。在此實驗操作中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)資料進行查詢，對所用到的試劑、儀器等進行準備，并讓學(xué)生對實驗進行相應(yīng)的設(shè)計，由學(xué)生自己全程完成。學(xué)生結(jié)合實驗過程，認真觀察實驗流程，并詳細記錄實驗結(jié)果，探究銨根離子在各種試劑中的反應(yīng)及現(xiàn)象，通過一系列的實驗操作總結(jié)其檢驗的方法。當學(xué)生切實地參與實驗操作中，就會對整個實驗過程進行一定的觀察、思考以及探究，就會進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

其次，教師要構(gòu)建趣味性、創(chuàng)新性、開放性的科學(xué)實驗氛圍，通過趣味性、創(chuàng)新性、開放性的實驗氛圍增強學(xué)生的實驗探究積極性，提高學(xué)生的實驗參與能動性，逐步激發(fā)學(xué)生的探究意識及創(chuàng)新意識。教師根據(jù)教學(xué)理念、學(xué)校及學(xué)生等的實際情況，設(shè)計及選擇具有一定安全性但又帶有一定趣味性的探究性實驗，譬如：引導(dǎo)學(xué)生進行噴泉實驗以及棉布染色實驗，讓學(xué)生產(chǎn)生相應(yīng)的興趣，并根據(jù)實驗內(nèi)容查找相關(guān)的實驗資料，對實驗裝置、應(yīng)用材料進行合理的設(shè)計。通過這樣的方式使學(xué)生感受到實驗所帶來的成就感，激發(fā)學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新性的化學(xué)實驗。

（二）積極開展課外創(chuàng)新實踐活動

積極開展課外創(chuàng)新實踐活動，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、提高學(xué)生的實驗創(chuàng)新能力的重要途徑。傳統(tǒng)的高中化學(xué)教學(xué)思維認為，化學(xué)實驗操作具有一定的規(guī)范性、危險性、不確定性，化學(xué)實驗需要嚴格的實驗條件、操作步驟、流程規(guī)范等，針對實驗藥品的取用、存放、儀器的連接組裝及洗滌等，要詳細檢查與記錄，以確保實驗參與者的人身安全。對于高中生而言，減少不安全因素是教育的基本前提，對安全不確定的實驗操作盡量減少或避免，正是這樣的安全理念的束縛，讓學(xué)生在進行實驗過程中都產(chǎn)生一定的畏懼心理，不敢大膽開展實驗探究，并且在進行實驗過程中，教師會規(guī)定相應(yīng)的時間及實驗內(nèi)容，也進一步增加了學(xué)生的心理負擔，擔心在規(guī)定的時間內(nèi)未完成實驗，害怕試劑有毒等，一部分心理素質(zhì)較弱的學(xué)生對實驗的好奇感，常常被恐懼感所替代。所以，這并不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。比如，在銅和濃硝酸反應(yīng)的實驗教學(xué)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展課外實踐活動，探究如何體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的概念，讓學(xué)生盡量處于一個安全、自由的環(huán)境，如果以銅絲來代替，可以將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲，也可以最大限度地接觸溶液，待觀察到比較明顯的實驗現(xiàn)象以后，因此我們就可以將銅絲轉(zhuǎn)化為濃硫酸溶液。學(xué)生觀察銅絲和濃硝酸分離，使反應(yīng)停止，從而減少NO2有毒氣體的產(chǎn)生。

有些高中生對化學(xué)實驗探究有著濃厚興趣，并且動手操作能力也相對較強，在實驗過程中有一定的探究意識，而在實際的化學(xué)實驗教學(xué)課堂中，教師給予的實驗操作平臺太少，學(xué)生沒有較多的機會接觸實驗。對此，教師可建立科學(xué)合理的實驗室制度，使實驗室具有開放性，并在教師的指導(dǎo)下開展具有開放性的實驗探究課外實踐活動。通過這樣的方式延伸以及補充相關(guān)的化學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的探究、創(chuàng)新意識及能力，促進學(xué)生實驗技能的進一步提高，并培養(yǎng)、規(guī)范學(xué)生的實驗習(xí)慣及行為，有效地轉(zhuǎn)變化學(xué)學(xué)習(xí)思維方式，以學(xué)生的本質(zhì)激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，使其養(yǎng)成探究精神及創(chuàng)新精神[2]。

（三）開展小組學(xué)習(xí)，促進實驗探究

高中化學(xué)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)，既要培養(yǎng)學(xué)生的自主探究精神，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新人格，又要關(guān)注小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的分工協(xié)作意識與實驗參與能力。因此，在進行高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師可組織學(xué)生組建學(xué)習(xí)小組，小組成員中均有各自的學(xué)習(xí)任務(wù)與探究主題，進而促進學(xué)生積極地參與實驗探究。尤其是部分具有一定難度的實驗操作，可根據(jù)學(xué)生的實際能力，劃分合理的學(xué)習(xí)任務(wù)，共同完成實驗操作，可一同探討實驗的操作過程、問題等，在實驗結(jié)束后由教師對其結(jié)果進行相應(yīng)的討論、評價及總結(jié)等。比如，在進行人教版“Na2O2性質(zhì)實驗”時，教師可適當?shù)霓D(zhuǎn)換實驗內(nèi)容讓學(xué)生對某樣品中Na2O2的含量進行探究實驗，讓學(xué)生在小組內(nèi)進行相應(yīng)的探討，制定實驗步驟，確定各種應(yīng)用材料及儀器等。通過這樣的方式，讓學(xué)生感受到合作的高效性，提高自身的責任感，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中增強情感的交流，產(chǎn)生相應(yīng)的探究及創(chuàng)新意識，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。此外，小組學(xué)習(xí)與分工協(xié)作，能夠促進化學(xué)實驗交流、探討、發(fā)現(xiàn)，對于實驗的安全問題能夠落實到位，如稀釋濃硫酸的實驗操作，可以通過小組討論：濃硫酸具有強腐蝕性，該如何操作能夠保證實驗安全？學(xué)生通過小組內(nèi)的探討交流，水與濃硫酸不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但如果將水倒入濃硫酸溶液中，會在短時間內(nèi)釋放出大量的熱，尚未被稀釋的濃硫酸溶液會濺起來，容易燙傷實驗操作人員，明確：稀釋濃硫酸時，濃硫酸應(yīng)慢慢沿器璧流入水中。

（四）設(shè)計問題情境，優(yōu)化實驗教學(xué)

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師通過問題情境的設(shè)計，來激發(fā)學(xué)生的探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際生活學(xué)習(xí)化學(xué)知識。受傳統(tǒng)的應(yīng)試導(dǎo)向的影響，高中化學(xué)實驗教學(xué)并不注重對教學(xué)情境的設(shè)計及實驗教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，學(xué)生不會提出高水平的問題，不會質(zhì)疑已有的化學(xué)觀念，不會深入探究前后知識的聯(lián)系并能自主建構(gòu)，最終導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力不足，創(chuàng)新品質(zhì)缺乏，創(chuàng)新素養(yǎng)有待發(fā)展。比如，教師在課前搜集市場上某保健品，該保健品以富含鐵元素并能有效補血為宣傳噱頭，銷量激增。但最近一段時間，市消費協(xié)經(jīng)常會接連收到關(guān)于該產(chǎn)品的投訴熱線電話，有人反映該產(chǎn)品存在虛假宣傳的嫌疑，爆料該產(chǎn)品并不含富含鐵元素。對此，請你運用所學(xué)化學(xué)知識參與“市場打假”活動，通過設(shè)計實驗來探究該保健品中是否含鐵元素;如果實驗得出結(jié)論，該保健品含有鐵元素，那么能否通過實驗進一步驗證：鐵元素是以什么形式存在的？向藥品溶液中滴入少量硫氰酸鉀（KSCN）溶液，如果溶液變?yōu)檠t色，即為Fe3+，如果向溶液中通入氯氣，反應(yīng)后再滴加少量硫氰酸鉀溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則為Fe2+。通過情境設(shè)計，以問題鏈的形式將實驗的重點難點串起來，連成清晰的線，可以帶動更多的學(xué)生參與到化學(xué)課堂中來。

結(jié)語

總而言之，高中化學(xué)實驗教學(xué)對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有積極的作用，教師通過合理、有效、規(guī)范的方式走進實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行系統(tǒng)化、開放性、探究性的整理，激發(fā)學(xué)生的探究及創(chuàng)新意識，提高學(xué)生操作能力，促進學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1]豆佳媛.基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中實驗教學(xué)策略研究[D].陜西理工大學(xué)，2018.

[2]徐瀟瀟.基于發(fā)展高中生核心素養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)研究[D].廣西師范大學(xué)，2018.