新課標下高中化學實驗教學的開展路徑

作者簡介：王超（1986—），男，安徽省馬鞍山市外國語學校。

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出，化學實驗是研究和學習物質(zhì)及其變化的基本方法，是科學探究的一種重要途徑。但從實際情況來看，部分教師對實驗教學要點缺乏正確認識，沒有結(jié)合學生的學習需要開展教學，導致學生的學習效果不佳。在這種情況下，教師應(yīng)基于新課標的要求，對實驗教學進行優(yōu)化，從而充分發(fā)揮化學實驗的育人作用，為學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展提供助力。

一、高中化學實驗教學的重要性

（一）有助于降低學生的學習難度

在實驗教學過程中，教師將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為直觀的實驗現(xiàn)象，并設(shè)置實驗前的預習環(huán)節(jié)，有助于使學生了解實驗的主題、原理及所需材料等，形成對實驗內(nèi)容的初步認識[]。此外，教師在學生的實驗操作中提供良好的感官體驗，增進學生對所學知識的理解，對降低學生后續(xù)學習的難度有著積極作用。

（二）有助于促進學生的全面發(fā)展

化學實驗要求學生動手操作來完成任務(wù)，并掌握與實驗有關(guān)的知識。這樣不僅可以使學生對實驗現(xiàn)象有充分的了解，還能使學生將所學知識應(yīng)用于實際操作中，發(fā)展學生的自主學習能力[2]。另外，化學實驗教學還能強化學生的合作意識，為學生提供交流的空間，促使學生在實驗中明確自己的定位及分工，充分發(fā)揮自身的作用，為實驗圓滿完成做出貢獻，這對學生的全面發(fā)展有著重要的影響。

二、高中化學實驗教學的原則

（一）安全性原則

安全性是化學實驗教學的首要原則。在實驗開始前，教師應(yīng)該對實驗的流程進行研究，明確其中潛在的安全風險，在此基礎(chǔ)上制定完善的實驗室規(guī)章制度及安全操作守則[3]。同時，教師還需加強對學生的安全教育，使學生認識實驗中的風險，掌握對突發(fā)事故的應(yīng)急處理方法，以保障實驗的安全進行。

（二）趣味性原則

趣味性原則要求教師對實驗內(nèi)容進行優(yōu)化調(diào)整，使其能激發(fā)學生對實驗現(xiàn)象的探究興趣，吸引學生主動參與實驗。這樣也能營造輕松愉快的學習氛圍，培養(yǎng)學生對化學學習的熱愛之情，進而達到寓教于樂的效果。

（三）開放性原則

教師應(yīng)引導學生參與實驗準備等環(huán)節(jié)，鼓勵學生根據(jù)自己的想法設(shè)計實驗，并提出關(guān)于實驗的問題，預測實驗結(jié)果[4]。通過這種方式，教師能夠培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力，還能在引導學生思考的過程中，發(fā)展學生的科學思維，幫助學生掌握實驗探究的方法。

三、新課標下的高中化學實驗教學策略

（一）做好實驗前的準備工作

1.明確實驗流程，培養(yǎng)實驗習慣

高中化學教師若想保障實驗的有序開展，就需要提前制定科學、完整的實驗流程，給予學生正確的指導。這樣不僅可以減少實驗過程中誤操作現(xiàn)象的發(fā)生次數(shù)，還能培養(yǎng)學生科學態(tài)度及責任意識。因此，教師首先需對實驗主題加以明確，并在實驗開始前為學生詳細闡述關(guān)鍵點，安排合理的實驗任務(wù)。其次，教師需對實驗過程中可能出現(xiàn)的問題進行預設(shè)，以幫助學生更好地理解實驗原理和操作步驟

例如，在教學人教版必修第一冊“離子反應(yīng)”這節(jié)課時，針對CI、 CO₃^2- 以及 SO₄^2- 等離子的檢驗，教師應(yīng)詳細講解本節(jié)課實驗涉及的離子反應(yīng)原理，以及如何通過觀察到的實驗現(xiàn)象來驗證離子反應(yīng)的存在。然后，教師應(yīng)示范正確的實驗方法（包括試劑的使用、儀器的操作以及實驗數(shù)據(jù)的記錄方面）。在實驗完成后，教師可讓學生仿照表1對離子檢驗方法進行匯總，使實驗過程及結(jié)果更加直觀，進而完善學生的知識體系。

可見，通過明確實驗流程，循序漸進地引導學生探究實驗內(nèi)容，教師能使學生養(yǎng)成良好的實驗習慣，為學生以后的學習發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

2.完善實驗裝置，提高實驗質(zhì)量

實驗裝置是推進化學實驗有序開展的重要因素，也是減少安全風險的關(guān)鍵。因此，在實驗教學之前，教師應(yīng)樹立創(chuàng)新意識，基于實驗需要，對現(xiàn)有的裝置進行改進，為實驗的開展提供便利。同時，教師還需關(guān)注實驗裝置的維護和更新，定期進行檢查，及時處理安全隱患，為學生創(chuàng)設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)的實驗環(huán)境。

例如，在教學人教版必修第一冊“氧化還原反應(yīng)”這節(jié)課時，教師讓學生使用鐵粉、稀硫酸、FeCl溶液與FeCl溶液等材料開展實驗，根據(jù)FeCl溶液與FeCl溶液在實驗中發(fā)生的變化，確定Fe是否具有還原性。在實驗開始前，教師對實驗裝置進行全面檢查，確保各裝置性能符合實驗要求，如確保氣體發(fā)生裝置的氣密性良好，觀察玻璃儀器表面是否破損。在實驗過程中，教師指導學生掌握實驗裝置的正確使用方法，并思考實驗裝置的改進方法。對此，有的學生提出需對裝置連接部分進行加固，避免實驗時有氣體排出；有的學生則提出可使用電子天平替代托盤天平，提高所稱藥品質(zhì)量的準確度，減少實驗誤差。

可見，通過這種方式，學生對化學實驗的興趣能得到有效激發(fā)，學生也能在實踐中掌握更多與化學反應(yīng)及物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的知識，培養(yǎng)實驗技能，發(fā)展科學探究及問題解決能力。

（二）巧妙利用實驗教學方法

1.創(chuàng)設(shè)實驗情境，培養(yǎng)化學觀念

在新課標背景下，教師可通過創(chuàng)設(shè)實驗情境的方式，引導學生主動關(guān)注實驗內(nèi)容及操作步驟，并從不同的角度探究實驗原理、現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因，以此增進對所學知識的理解。同時，教師還可設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學生的好奇心和探究欲，引導學生經(jīng)過對問題的思考后完成實驗，并通過自己的親身體驗，探尋解決問題的方式。這樣不僅能培養(yǎng)學生的化學觀念，還能為學生學習水平的提升打好基礎(chǔ)。

例如，人教版必修第二冊的實驗活動5“不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”旨在指導學生從轉(zhuǎn)化的角度學習物質(zhì)的性質(zhì)，并認識不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。為此，首先，教師可以“硫元素在自然界中的奇幻之旅”為主題創(chuàng)設(shè)情境，向?qū)W生展示硫單質(zhì)和硫酸鹽礦物的圖片，再提出“硫元素在自然界中為什么能以-2、0、+4 及 ⁺⁶ 等多個化合價對應(yīng)的形態(tài)存在？”“不同化合價的硫元素之間是怎樣轉(zhuǎn)化的？”這兩個問題，引導學生將抽象的化合價知識與自然現(xiàn)象聯(lián)系起來，激發(fā)學生對物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究興趣。其次，在實驗操作階段，教師可應(yīng)用系列任務(wù)創(chuàng)設(shè)情境。如對于硫元素從 ⁺⁶ 價轉(zhuǎn)化為 +4 價的實驗，教師可設(shè)置以下探究任務(wù)：第一，觀察實驗裝置，思考各裝置的功能、作用；第二，記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗現(xiàn)象與硫元素價態(tài)變化存在哪些聯(lián)系；第三，在確定有二氧化硫生成后，思考如何在不中斷實驗的前提下，驗證氣體產(chǎn)物的性質(zhì)。最后，在實驗總結(jié)階段，教師可從環(huán)境保護領(lǐng)域出發(fā)，讓學生思考二氧化硫直接排放對環(huán)境造成的危害，引導學生通過查閱資料、小組討論等方式，探尋適宜的尾氣處理方案，以此將化學知識與社會責任相結(jié)合，促使學生從完成實驗進階到優(yōu)化實驗。

可見，通過創(chuàng)設(shè)實驗情境，借助合理的問題引導學生深入思考，教師不僅可以讓學生對硫元素化合價方面的特點有全面的理解，還能在實驗中提高學生的動手操作能力，增強學生的環(huán)保意識及責任感。

2.開展合作實驗，培養(yǎng)探究素養(yǎng)

教師應(yīng)在新課標背景下，注重合作實驗的開展，基于學生間的交流，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，并引導學生在合作中開展多元化的實驗探究。同時，合作實驗可以增強學生的溝通與協(xié)作能力，幫助學生解決實驗中遇到的問題，培養(yǎng)學生的探究素養(yǎng)。

例如，人教版必修第二冊的實驗活動7“化學反應(yīng)速率的影響因素”的目標在于體會濃度、溫度及催化劑等因素對化學反應(yīng)速率的影響，并通過改變反應(yīng)條件，認識反應(yīng)條件對化學反應(yīng)速率的決定性作用。為此，教師以“硫代硫酸鈉 （Na₂S₂O₃ ）與硫酸（ .H₂SO₄ ）的反應(yīng)”為主題，在實驗開始前，引導學生進行合作討論，確定實驗流程、所需裝置等，并針對可能影響化學反應(yīng)速率的因素進行探討。隨后，教師將學生分成兩組，讓學生分別探究濃度和溫度對化學反應(yīng)速率的影響。在實驗過程中，圍繞濃度探究的小組成員分工明確，能從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)，加入 .1mL0.1 mol/L的 Na₂S₂O₃ 溶液和 1mL 蒸餾水的試管中出現(xiàn)渾濁的時間晚于加入2mL0.1mol/L的 ∣Na₂S₂O₃ 溶液（未添加蒸餾水）的另一支試管，進而得出結(jié)論一在其他反應(yīng)條件相同的情況下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率通常越快。圍繞溫度探究的小組則將兩支添加了 2mL 0.1mol/L 的 Na₂S₂O₃ 溶液的試管分別放入盛有不同溫度的水的燒杯中，等待一段時間后，在兩支試管中添加 |H₂SO₄ 溶液，一邊觀察實驗現(xiàn)象一邊計時，比較兩支試管中出現(xiàn)渾濁的時間，并從微觀粒子運動等角度，圍繞實驗現(xiàn)象進行深入討論，最終得出結(jié)論在其他反應(yīng)條件相同的情況下，反應(yīng)物溫度越高，反應(yīng)速率通常越快。

可見，通過讓學生開展合作實驗，在與其他同學的探討中完成實驗，并了解知識的生成過程，教師能夠有效實現(xiàn)學生對實驗原理等知識的掌握，端正學生的學習態(tài)度。

（三）完善實驗教學評價體系

教學評價是實驗教學的重要環(huán)節(jié)，也是幫助學生加深自我認識、找到不足之處的有效途徑。通常情況下，教師較難在課堂上對學生做出全面的評價。對此，教師可以視頻的形式記錄實驗過程，捕捉學生在此過程中的行為細節(jié)，以便給予學生更具針對性的反饋與指導。同時，學生也可以在課后觀看教師拍攝的視頻，實施自我評價，以此在后續(xù)學習中進行改進、提升。

例如，人教版必修第二冊的實驗活動4“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”涉及除雜知識，需要教師通過教導粗鹽中雜質(zhì)離子的去除方法，讓學生理解粗鹽提純過程中化學反應(yīng)的原理。在實驗過程中，教師可將多媒體技術(shù)與教學評價相結(jié)合，運用希沃白板展示關(guān)于學生實驗過程的影像，并帶領(lǐng)學生回顧實驗流程，針對學生在操作中出現(xiàn)的如過濾時漏斗下端未緊貼燒杯內(nèi)壁、蒸發(fā)時沒有及時攪拌等問題進行詳細講解。教師還可以借助在線問卷或?qū)W習平臺，全面了解學生對本節(jié)課的學習需要，從而為學生提供個性化的學習建議。

可見，通過教師對實驗過程的記錄和對教學評價的實施，學生能夠主動反思自己在實驗中的不足。教師也可以通過對學生學習表現(xiàn)的了解，優(yōu)化教學方案設(shè)計，以使化學實驗教學符合學生的特點。這不僅有助于提升學生的學習效果，還能增強學生對實驗的參與感。

結(jié)語

在高中化學實驗教學中，教師應(yīng)結(jié)合學生的學習需要制定有效的教學策略，從而充分發(fā)揮實驗教學對學生的促進作用，助力學生后續(xù)成長。為此，本文基于對實驗教學重要性及原則的分析，提出了明確實驗流程、完善實驗裝置、創(chuàng)設(shè)實驗情境、開展合作實驗等實驗教學策略。筆者希望這些策略能夠為其他教師提供參考和借鑒。

【參考文獻】

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