多姿?多彩 高中化學實驗課的有效性研究

李龍

摘要：化學是一門以實驗為基礎的學科。在過去，我國高中階段的化學實驗教學由于受到教學觀念、實驗場地及實驗器材等因素的限制，通常無法讓學生真正參與其中，教學也是講實驗，談不上動手能力培養(yǎng)。近年來，我國在教育行業(yè)中的投資力度不斷加大，各級學校的教學設施逐漸完善，這給了高中化學實驗教學方式改革以物質基礎。教師應當對化學實驗課引起足夠的重視，從不同的角度完善化學實驗課堂，進而幫助學生更好地去學習化學，培養(yǎng)學生各方面的能力。化學實驗教學是培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的關鍵內容之一，在整個中學教學階段，我們應該把實驗教學滲透到每節(jié)課中，充分地利用實驗教學的優(yōu)勢，讓學生從實驗教學中體會化學的樂趣，培養(yǎng)學生學習化學的熱情，在通過實驗教學學習化學知識的同時，發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：高中化學? 實驗課? 有效性? 核心素養(yǎng)

引言

化學作為與學生的日常生活關聯(lián)較為緊密的學科之一，往往是非常容易引起中學生與教師的重視的，也是學生比較容易產生興趣的一門學科。我們也知道化學學科中的大部分結論需要大量實驗來驗證，這就顯示出了實驗在高中化學教學過程中的重要性。在以前常用的教學方法中，講授法居多，特別是應試教育觀念的殘余使得高中教師在進行化學學科的課堂設計時對實驗不夠重視。當然，這也與實際教學設施不夠有很大的關系，這對學生化學學科學習效率的提升是相當不利的。高中化學學科課程標準中明確提出了化學學科素養(yǎng)的內容具體包括五個方面：變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、宏觀辨識與微觀探析、科學態(tài)度與社會責任、科學探究與創(chuàng)新意識。因此，高中化學教師應當根據(jù)實際情況對實驗課進行改革，讓化學實驗發(fā)揮最大的作用，讓化學實驗課堂更加多姿多彩。

一、尊重學生的主體地位

（一）引導學生自行設計實驗

1.具體做法

高中生的年級普遍都在15～18歲，事實上，他們的身心發(fā)展已經相對比較完善，有了自己的思維能力與辨別能力。但是，由于他們缺乏實際的研究經驗與動手經歷，在化學實驗方面，其化學實驗思維能力存在一定的不足之處。為了解決這一問題，教師可以將化學實驗的注意事項與基本化學理論傳授給學生，再引導他們自行設計實驗。這樣做可以大大提高學生參與實驗的積極主動性，能讓他們更好地投入化學實驗中去，還能夠有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與思辨能力。

2.教學實例

例如，在學習“從實驗學化學”時，由于這一章節(jié)最為主要的目的是帶領學生復習之前在初中階段學過的化學知識與化學實驗，教師可以在與學生一起回憶初中階段最為重要的氧氣制取實驗以及金屬活動順序之后，讓學生從這兩部分內容中選取主題，設計一個化學實驗。有的學生性格沉穩(wěn)，他們會選擇從前就學習過的諸如“高錳酸鉀制氧”“電解水制氧”以及“雙氧水制氧”等實驗；有的學生則比較具有創(chuàng)新意識，他們可能會根據(jù)金屬活動順序來設計一些鹽類液態(tài)藥品與固態(tài)金屬的反應實驗。這兩者各有其好處：前者能夠帶領全班學生對初中階段重點學習的實驗進行回憶，為高中化學學科的學習打下堅實的基礎；后者能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新意識與探索精神，二者都是高中階段化學學習非常好的開端，對于教師化學實驗教學的展開相當有利。

（二）以提問的形式幫助學生養(yǎng)成實驗前后進行思考的習慣

1.具體做法

進行化學實驗不僅是為了觀察實驗現(xiàn)象和引起學生的學習興趣，更重要的是，實驗能夠通過實驗現(xiàn)象的觀察和問題的互動更多地引發(fā)學生思考。受到高考制度的影響，我國大部分高中生在學習時都比較重視考試成績的提升，而忽略了學習化學學科最為重要的深入思考。為了解決這一問題，教師可以分別在學生進行實驗之前以及實驗結束之后設置問題，以提問的形式引導學生去思考，促使學生養(yǎng)成實驗前后思考的習慣。

2.教學實例

例如，在教學“粗鹽的提純與驗純”實驗時，在學生開始進行實驗之前，教師可以提出以下幾個問題：“要想將粗鹽提純，你首先想到的是什么方法？”“僅僅通過溶解、蒸發(fā)以及過濾三個階段得到的固體是純凈的氯化鈉嗎？”“在進行以上三個步驟時，我們都需要注意哪些問題？”“以上三個步驟所得物質中可能含有哪些不純的其他離子？如何檢驗出這些離子，檢驗的基本原則又是什么？”在學生完成實驗之后，教師又可以提出以下問題：“加入酸和氯化鋇溶液的前后順序不同，為什么還是會產生一致的實驗現(xiàn)象？”“這個實驗現(xiàn)象驗證了之前的哪種猜想？”“實驗中各種試劑的加入順序會對整個實驗的最終結果產生影響嗎？”“在什么情況下，不同試劑加入順序的不同會對實驗結果產生比較大的影響，哪些情況下又基本上不會產生影響呢？”

二、教師應重視知識的結構化設計

當設計以化學實驗為主的教學活動時，教師應重視知識的結構化設計，發(fā)揮自己的教學能力，充分備課，在教學設計中把實驗教學的優(yōu)勢發(fā)揮出來，以激發(fā)學生學習化學的興趣，促進學生知識運用的轉變，培養(yǎng)學生的實驗動手能力及創(chuàng)新能力。下面以氯氣性質的教學重點講解一下以學生為主體的實驗教學。

氯氣的性質是高中化學非常重要的內容。對于氯氣的制備可以說是初中氣體制備相關知識的延伸，使學生對氣體的制備這種類型的實驗形成一種整體認識，定性化學思維?；瘜W實驗對學生學習化學具有很大的吸引力，也是我們教學的突破口。對于剛步入高中不久的學生而言，他們對化學實驗好奇心很強。本節(jié)課內容容量較大，所以本節(jié)課選擇讓學生提前開展小組合作自主設計氣體制備實驗。新版本教材注重從信息出發(fā)，本節(jié)內容利用非金屬的通性，結合前面剛學習的氧化還原反應、離子反應的知識，結構上引導學生去學習研究氯氣的性質，讓學生學會根據(jù)原子結構的預測以及教師的講解更深層次地體會研究物質的常用方法——分類法，這也是高中階段重點介紹的研究某一類物質化學性質的一般方法。

新課程強調用自主學習、小組討論、科學探究、合作學習等方法改變學生被動接受式的學習方式。本節(jié)課通過創(chuàng)設生活情境激發(fā)學生的學習興趣，引導學生認識到應用科學技術要興利除弊。讓學生自主學習科學史話，應用氧化還原反應知識寫出實驗室制氯氣的化學方程式，歸納總結物質的化學性質，引導學生根據(jù)原子結構預測氯氣的化學性質，并設計實驗方案進行驗證，觀察實驗并記錄現(xiàn)象，整理分析得出結論，用科學探究的方法學習氯氣的化學性質。

（一）學情分析

學生在學習本節(jié)課之前，已經學習了氧氣、二氧化碳、氫氣等物質的性質以及二氧化碳、氫氣的制備等，且在高一階段通過前三章內容的學習，掌握了用實驗的手段來探究學習化學的方法，學習了物質分類、離子反應、氧化還原反應等理論知識。筆者所任教的學校是省級示范高中，學生的知識基礎比較好，參與課堂活動比較積極活躍，但學生在設計實驗方案、觀察并記錄實驗現(xiàn)象等方面能力還有待加強。學生對實驗還是非常有興趣的，但是對實驗結果的分析是盲目的，他們不知道該如何分析、如何根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論，不知道如何充分利用自己已經掌握的知識去總結，也做不到知識的遷移應用和舉一反三。

（二）教學內容：氯氣的制備

通過上一節(jié)課對每個學習小組的任務布置，讓學生自主學習舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的史料，并且讓每組同學把化學反應方程式寫出來，然后畫出制備氯氣的裝置圖。

活動：把各組的設計圖投影在幕布上，提問：

①你們是怎么選擇發(fā)生裝置的？依據(jù)是什么？

②要想制備純凈干燥的氯氣，請討論制得的氯氣里面有沒有雜質，再請每組同學各自評價自己的裝置的不足，并提出改進方法。

學生1：根據(jù)反應物的狀態(tài)以及反應條件選擇發(fā)生裝置。

學生2：不是純凈的，有揮發(fā)出的氯化氫，還有水蒸氣。

教師講解介紹其他幾類發(fā)生裝置，并講解除雜原則、干燥原則。追問學生怎么收集氣體、收集方法有哪些，以及是否需要進行尾氣處理。（讓學生從書本材料中找出答案）

學生：用排空氣法還有排水法收集，閱讀材料可知，氯氣有毒，需要進行尾氣處理，所以氯氣實驗要在通風櫥中進行。

教師講解氣體的制備每一步都與所制備氣體的性質密切相關，讓學生對氣體制備實驗形成系統(tǒng)化認知?？偨Y氯氣的制備，和學生共同連接好實驗裝置并實驗。

設計意圖：把實驗制備放在整節(jié)課前，提升學生的興趣，讓學生對氣體的制備有個系統(tǒng)的認識，并且通過制備再次讓學生懂得化學并不是單純記憶的學科，氣體制備的每個環(huán)節(jié)都與物質的性質密切相關，讓學生對氯氣的性質的學習產生興趣。教師的問題設計源于對問題的深刻解讀，會對學生解決問題起到引領作用。教師以不變應萬變，把握住問題的方向，才不會輕易偏離研究的主題。

三、將高校的教學模式引入高中化學實驗教學

（一）將具體的實驗任務分配給每一個學生

1.具體做法

受場地與器材的限制，現(xiàn)階段的高中化學實驗課是不可能做到讓每一位學生都親身體驗一遍每個化學實驗的全過程的。在這種情況下，如果教師不對課堂上的實驗操作進行分工，很有可能會出現(xiàn)個別學生不參與到任何實驗中，而只是旁觀其他同學操作的現(xiàn)象，這對化學實驗課堂教學質量的提升是相當不利的。因此，教師應當對每次實驗課中的所有任務進行分類，根據(jù)學生近期的表現(xiàn)與學習狀況給他們分配任務，將高校的教學模式在做出符合實際的調整后引入高中教學中。

2.教學實例

例如，在進行“焰色反應”實驗前，教師應當根據(jù)具體任務做出安排。焰色反應的主要實驗目的是檢驗那些利用常規(guī)的化學方法無法檢驗出來的金屬元素。在反應時，其實驗現(xiàn)象非常絢麗多彩，而這個實驗本身的操作又相當簡單，教師可以根據(jù)實驗室中酒精燈、鉑絲、鐵絲、稀鹽酸及鈷玻璃等物質的儲存情況，將其分給每一個學生小組，讓每個小組完成一個完整的焰色反應實驗。小組內成員的分工可以是2人負責具體操作，1人負責觀察，1人負責記錄，下次實驗時再互換工作內容，盡量讓每個學生都參與所有的實驗步驟，鍛煉其化學實驗參與能力。

（二）布置小組作業(yè)對學生進行評估

1.具體做法

在我國高校的教學模式中，教師對學生平時表現(xiàn)進行打分時一般是以小組作業(yè)的形式進行的，不僅能夠最大限度地保證每個學生在實驗課中的參與度，還能夠鍛煉學生的團隊協(xié)作能力，這在高中階段也是可行的。

2.教學實例

例如，在進行“科學探究：鉀、鈉、鎂活潑性比較”的教學時，教師可以在組織教學前將其作為小組作業(yè)布置給學生。與上一點不同，小組作業(yè)中小組成員的具體分工不應由教師決定，而是要讓小組內成員自主商議決定?！扳?、鈉、鎂活潑性比較”可以通過不同的實驗進行驗證。這樣一來，在課堂上進行實驗展示時，學生就能夠看到多種不同的化學實驗，這對他們的學習是相當有利的。

結語

綜上所述，化學是高中階段一門非常重要的學科。要想學生更好地去學習化學，教師必須要對化學實驗課堂予以足夠的重視。教師通過引導學生自行設計實驗，以提問的形式幫助學生養(yǎng)成實驗前后進行思考的習慣，將具體的實驗任務分配給每一個學生并布置小組作業(yè)對學生進行評估，以調動學生的化學學習興趣，提升學生的化學學科素養(yǎng)，提高其化學學習效率。

參考文獻：

［1］羅秋玉.高中化學實驗教學有效性探究［J］.名師在線，2018（2）：7172.

［2］鄒致富.問題情境 提升探究——提升高中化學實驗教學的有效性措施［J］.中學理科園地，2017，13（2）：4748.

責任編輯：趙瀟晗