高中化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)方法研究

黃麗丹

縱觀當(dāng)前的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生理解停留在淺層、知識(shí)遷移能力薄弱、沒有建構(gòu)相應(yīng)的思維方法?；诖?，教師要通過創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提升學(xué)生的知識(shí)遷移能力，以為學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，可以將學(xué)生置身于真實(shí)情境中，可以引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，以全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。本文以高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為研究對(duì)象，簡(jiǎn)述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境教學(xué)的理論依據(jù)，分析了利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境要遵循的原則。文章最后結(jié)合教學(xué)實(shí)踐探究了高中化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)的基本方法，以期望在有效教學(xué)策略的指導(dǎo)下提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，以推動(dòng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有序開展。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的理論依據(jù)

《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：教師要在遵循學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建與學(xué)生認(rèn)知相符的情境，引導(dǎo)學(xué)生探究，以調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性、自覺性，深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)、科技與社會(huì)發(fā)展關(guān)系的理解，以從根本上提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（一）建構(gòu)主義理論指導(dǎo)

建構(gòu)主義指出：教學(xué)不應(yīng)該是教師單向向?qū)W生灌輸?shù)倪^程，而應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)的過程。建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)通過設(shè)計(jì)真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，誘發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與，并在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題。世界上的每一個(gè)知識(shí)都是在具體情境下產(chǎn)生的，所以知識(shí)只有回歸情境之中才能被學(xué)生理解和合理的應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)完全適應(yīng)某個(gè)實(shí)驗(yàn)情境，他們便不會(huì)產(chǎn)生興趣。當(dāng)外部情境和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)沒有關(guān)聯(lián)時(shí)，學(xué)生也不會(huì)產(chǎn)生興趣。只有當(dāng)外界情境和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突或矛盾，才能調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)正是在學(xué)生認(rèn)知沖突上開展的。

（二）腦科學(xué)成果給實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)以啟發(fā)

大腦如何處理信息成為科學(xué)界的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，而最新的研究成果被廣泛應(yīng)用到了教育理念之中?；谀X科學(xué)思維開展教學(xué)實(shí)踐，可以推動(dòng)教育的有效開展。人的大腦有一個(gè)遇到新鮮事物便產(chǎn)生興奮的細(xì)胞，可以對(duì)此做出強(qiáng)烈的反應(yīng)。由此可見，教育的根本便是發(fā)現(xiàn)學(xué)生的好奇心，利用學(xué)生的好奇心，讓他們對(duì)新鮮事物產(chǎn)生激烈的反應(yīng)。腦科學(xué)研究表明：情感在學(xué)生學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用，情境和認(rèn)識(shí)都是人腦神經(jīng)整體功能的體現(xiàn)，而教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)則很好地體現(xiàn)生動(dòng)、形象的特征，可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供良好條件。因此，基于化學(xué)教材，設(shè)計(jì)與生活活動(dòng)相符的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，可以為學(xué)生的探究提供良好的環(huán)境，可以助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)。

二、利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的原則

第一，目的性原則。新課改倡導(dǎo)讓學(xué)生在真實(shí)、形象的情境中完成學(xué)習(xí)。通過創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，不僅可以深化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還能讓學(xué)生獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。但部分教師在創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境的過程中，沒有遵循實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)的目的性原則，以至于實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)流于表面，不能幫助學(xué)生更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。第二，全程性原則。部分教師單純地認(rèn)為創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引出新課知識(shí)點(diǎn)。課堂是情境的連續(xù)體，實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)不局限于新課導(dǎo)入，還能幫助學(xué)生解決重難點(diǎn)知識(shí)，鞏固課堂知識(shí)。在這一過程中，情境創(chuàng)設(shè)是連續(xù)的、整體的。第三，可接受性原則。情境構(gòu)建必須基于學(xué)生認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移到新情境中來(lái)，但知識(shí)遷移會(huì)受到其他因素的影響，因此教師必須精心設(shè)計(jì)情境，唯有如此才能被學(xué)生理解和接受，才能將實(shí)驗(yàn)情境的教學(xué)作用發(fā)揮到最大。所以實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)要遵循學(xué)生學(xué)情，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題要引導(dǎo)學(xué)生通過自主思考與小組合作解決，這樣才能實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的正遷移。

三、高中化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)方法研究

化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境即在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以引發(fā)學(xué)生求知的欲望，能夠喚醒他們探究熱情的景物。構(gòu)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境可以將學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮出來(lái)，可以讓學(xué)生自覺地進(jìn)入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中去，進(jìn)而在教師的引導(dǎo)下完成教學(xué)任務(wù)，并推動(dòng)自身的成長(zhǎng)與發(fā)展?；诖耍恼聫娜缦聨讉€(gè)方面論述了高中化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)的方法：

（一）基于微觀探析，構(gòu)建游戲?qū)嶒?yàn)情境

游戲是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的主要途徑。在高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，為了讓學(xué)生掌握宏觀和微觀層下物質(zhì)、發(fā)展變化，教師可以巧用游戲構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境。通過游戲情境設(shè)置，可以讓學(xué)生清晰地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以讓學(xué)生掌握從微觀視角理解實(shí)驗(yàn)原理的方法。同時(shí)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，還能引發(fā)學(xué)生的深入思考，集中學(xué)生的課堂注意力，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)情境、實(shí)現(xiàn)中的現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的探究興趣，以促進(jìn)學(xué)生宏觀辨識(shí)和微觀探析核心素養(yǎng)的發(fā)展。比如，在教學(xué)《金屬鈉與氧氣反應(yīng)》的教學(xué)中，教師可以設(shè)置“顏色大不同”的游戲情境。要求學(xué)生和同桌共同組成一個(gè)探究小組，先閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以了解實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際游戲中，一名成員負(fù)責(zé)描繪溫度對(duì)金屬鈉顏色的影響以及顏色呈現(xiàn)，另一名成員負(fù)責(zé)用小刀切割金屬鈉、將金屬鈉放在熱坩堝中加熱，并將其顏色變化繪制出來(lái)，在真實(shí)游戲情境中開展操作，可以幫助學(xué)生很好地了解實(shí)驗(yàn)原理。在整個(gè)“金屬鈉與氧氣反應(yīng)”的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通過游戲情境構(gòu)建，不僅讓學(xué)生獲得了快樂，而且提升了學(xué)生的微觀探析能力，有效提升了本節(jié)課堂的教學(xué)效果。

（二）基于證據(jù)推理，構(gòu)建問題實(shí)驗(yàn)情境

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過構(gòu)建問題實(shí)驗(yàn)情境，可以促進(jìn)學(xué)生推理和模型認(rèn)知素養(yǎng)的發(fā)展。通過設(shè)置合理的情境，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)搜集數(shù)據(jù)，并對(duì)其開展分析和推理，以形成科學(xué)的結(jié)論。與此同時(shí)，通過問題情境構(gòu)建，還能調(diào)動(dòng)起學(xué)生運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象的熱情，可以有效提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。在問題的推動(dòng)下，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生想要一探究竟的欲望，并主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)情境中去。通過自主操作、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。因此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以在全面把握學(xué)生實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，精選趣味實(shí)驗(yàn)構(gòu)建問題情境，以喚醒學(xué)生證據(jù)推理意識(shí)。另外，還可以通過“意外”構(gòu)建問題情境，讓學(xué)生在問題的引導(dǎo)下一步步的探尋問題的本質(zhì)。比如，完成《模擬溶洞的形成》這一知識(shí)點(diǎn)之后，教師可以設(shè)置如下的趣味小實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備石灰?guī)r、二氧化碳水溶液、酒精燈，然后將適量的石灰?guī)r放于裝有二氧化碳水溶液的試管中，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的碳酸氫鈣。然后將生成碳酸氫鈣的水放置于酒精燈上加熱，此時(shí)學(xué)生會(huì)看到白色沉淀。面對(duì)這一現(xiàn)象，教師可以提出問題：從上述的實(shí)驗(yàn)中，你可以得出哪些結(jié)論？酒精燈在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中起到了什么作用？實(shí)驗(yàn)過程除了生成白色沉淀還有什么？基于這一問題情境的構(gòu)建，學(xué)生開始推測(cè)實(shí)驗(yàn)原理，并嘗試自主操作。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅幫助學(xué)生鞏固了溶洞的形成，還在問題的推動(dòng)下鍛煉了學(xué)生的證據(jù)推理能力。

（三）基于創(chuàng)新意識(shí)，構(gòu)建生活實(shí)驗(yàn)情境

在創(chuàng)新型社會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)不僅是學(xué)生自身發(fā)展的需要，更是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的根本動(dòng)力。而且在《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》中，也提出了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的要求。因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要緊密聯(lián)系生活構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、操作中來(lái)，并通過記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，開展分析得出最終的結(jié)果。在基于生活構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境的過程中，教師要注意選擇與化學(xué)知識(shí)、學(xué)生生活相近的用品，讓學(xué)生在熟悉的情境中開展探究，可以推動(dòng)學(xué)生良好實(shí)驗(yàn)探究能力的形成。化學(xué)是一門以生活為基礎(chǔ)的學(xué)科，勢(shì)必要應(yīng)用于生活之中。因此，教師在創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境的過程中，要選擇學(xué)生熟悉的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)情境中來(lái)，并最終提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。比如，在教學(xué)《獲取安全的飲用水》這一章節(jié)知識(shí)教學(xué)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生開展“自制純凈水器具”的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要大膽地放手，鼓勵(lì)學(xué)生利用生活材料完成自主探究。首先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用到的材料：飲料瓶、塑料管、清洗干凈的沙子、紗布、蓬松棉包、活性炭、清洗過的小卵石、剪刀和鉆子。然后用剪刀剪去飲料瓶的瓶底，用剪刀在瓶蓋出鉆出一個(gè)小孔插入吸管（方便液體流出），然后用紗布將小卵石、石英砂、活性炭包裹起來(lái)，最后將瓶口倒置，再依次放入蓬松棉、包裹紗布的活性炭、包有紗布的石英砂以及包裹紗布的小卵石，并通過瓶底和瓶壁的粘連，做成一個(gè)可以自由開合的蓋子。安全用水和大家的生活有著緊密關(guān)系，所以學(xué)生對(duì)自制凈水器會(huì)充滿興趣。在上述生活情境的教學(xué)中，喚醒了學(xué)生的探究動(dòng)力，通過學(xué)生準(zhǔn)備材料、自主設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)提升了學(xué)生的探究能力。

（四）基于社會(huì)責(zé)任，構(gòu)建新聞實(shí)驗(yàn)情境

社會(huì)責(zé)任是高中化學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。在以“核心素養(yǎng)”為目標(biāo)的教學(xué)中，教師不僅要注重知識(shí)傳授，更要注重發(fā)展學(xué)生的社會(huì)責(zé)任，同時(shí)也要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)話題，以增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。為了培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，教師要善用新聞時(shí)事構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境。以新聞時(shí)事為依托構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，一來(lái)可以引發(fā)學(xué)生的深入思考，二來(lái)可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究新聞背后的原理。教師要注意，在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境的過程中，要合適的引入當(dāng)下的環(huán)境問題，比如白色污染、重金屬中毒等，以社會(huì)熱點(diǎn)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，會(huì)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的探究熱情，會(huì)在無(wú)形當(dāng)中提升學(xué)生的責(zé)任感。比如，在教學(xué)“我們需要食品添加劑嗎”這一知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，為了深化學(xué)生對(duì)食品添加劑的理解，為了增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任，在化學(xué)教學(xué)課堂中教師利用多媒體為學(xué)生播放了一則新聞報(bào)道：2017年3月，被告人黃某在其丈夫被告人鄭某、兒媳被告人施某的協(xié)助下，在一家生產(chǎn)雞翅、雞爪、豬蹄的鹵制品中添加了硝酸鹽，并在市場(chǎng)銷售，經(jīng)檢測(cè)食品添加劑均超出國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍。在看完這則新聞報(bào)道之后，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生這樣的問題：食品添加劑對(duì)人體有害嗎？為什么當(dāng)今的食品中都會(huì)添加食品添加劑？食品添加劑都有哪些？有規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)嗎？通過新聞事件構(gòu)建實(shí)驗(yàn)情境，可以讓學(xué)生自主進(jìn)入到知識(shí)學(xué)習(xí)中來(lái)，不僅深化了學(xué)生對(duì)食品添加劑的客觀認(rèn)知，而且讓學(xué)生樹立起了超強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境構(gòu)建可以優(yōu)化課堂過程，可以幫助學(xué)生把握新舊知識(shí)關(guān)聯(lián)，可以促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)散。同時(shí)構(gòu)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境還能讓學(xué)生產(chǎn)生積極向上的情感，可以讓他們愛上化學(xué)。綜上所述，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境不僅可以喚醒學(xué)生的探索欲望，還能提升學(xué)生的自主操作能力，并為學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展與形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。