高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)的設(shè)計(jì)策略

作者簡介：沈書芹（1982—），女，貴州省貴陽市白云區(qū)第二高級(jí)中學(xué)。

在高中化學(xué)作業(yè)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)作業(yè)往往以書面形式為主，存在形式單一、內(nèi)容枯燥等方面的不足。實(shí)踐型作業(yè)具有趣味性、互動(dòng)性和綜合性等特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)作業(yè)的不足，不但能夠幫助學(xué)生在實(shí)踐探究中加深對(duì)化學(xué)原理的理解，夯實(shí)化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，而且能夠方便教師全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)策略，推動(dòng)化學(xué)教學(xué)的良性發(fā)展。本文系統(tǒng)闡述高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)設(shè)計(jì)的重要意義及實(shí)施策略。

一、高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)設(shè)計(jì)的重要意義

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

在高中化學(xué)教學(xué)中，由于化學(xué)原理復(fù)雜抽象、化學(xué)公式復(fù)雜多變，學(xué)生往往會(huì)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼。高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)具有趣味性、互動(dòng)性和綜合性等特點(diǎn)，可以很好地活躍課堂氣氛，緩解學(xué)生的抵觸情緒，從而讓他們以更加飽滿的熱情投入課堂學(xué)習(xí)。

（二）豐富作業(yè)形式

高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)的形式更加有趣，內(nèi)容也更加豐富。在作業(yè)形式上，高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)多采用趣味實(shí)驗(yàn)、社會(huì)調(diào)研、主題科研等需要學(xué)生動(dòng)手操作或調(diào)查分析的形式；在作業(yè)內(nèi)容上，除了相關(guān)的化學(xué)知識(shí)，高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)還融入與化學(xué)主題相關(guān)的生物、社會(huì)、科學(xué)等學(xué)習(xí)資源。

（三）深化知識(shí)理解

高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)讓學(xué)生得以在化學(xué)情境中觀

察化學(xué)現(xiàn)象，感受化學(xué)變化，探究化學(xué)原理。通過這樣的實(shí)踐過程，學(xué)生能夠更加直觀地理解化學(xué)變化背后蘊(yùn)含的微觀知識(shí)，深刻把握化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。

二、高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)設(shè)計(jì)策略

（一）趣味實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃探索欲

在設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)時(shí)，教師可以融入趣味實(shí)驗(yàn)元素，設(shè)計(jì)如“自制火山奇觀”（酸堿反應(yīng)演示）、“彩虹瓶秘境”（溶液色彩變化）等一系列既安全又有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐操作的過程中直觀地感受化學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)化學(xué)獨(dú)有的魅力和樂趣，激發(fā)探索未知化學(xué)領(lǐng)域的欲望[1]。

以人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)第一章第三節(jié)“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)為例。為了讓學(xué)生鞏固電子轉(zhuǎn)移、氧化劑與還原劑等相關(guān)知識(shí)，教師結(jié)合課本知識(shí)，設(shè)計(jì)以“魔法變色筆”為主題的趣味實(shí)驗(yàn)作為實(shí)踐型作業(yè)。這項(xiàng)實(shí)踐型作業(yè)要求學(xué)生利用常見的化學(xué)試劑，如氯化鐵溶液、氯化鈉溶液、碳酸銅溶液等，制作能夠隨著氧化還原反應(yīng)的發(fā)生而產(chǎn)生顏色變化的“魔法筆”。為了保證實(shí)驗(yàn)的安全性，教師帶領(lǐng)學(xué)生前往實(shí)驗(yàn)室完成該項(xiàng)作業(yè)。在實(shí)驗(yàn)室中，有的學(xué)生小心翼翼地取出裝有氯化鐵溶液和硫氰酸鉀溶液的試劑瓶，先使用滴管量取適量的氯化鐵溶液滴入一支干凈的筆芯中，隨后用另一支滴管吸取硫氰酸鉀溶液，逐滴加入氯化鐵溶液中。此時(shí)，溶液逐漸由黃色變成鮮明的血紅色，這是因?yàn)殍F離子與硫氰根離子之間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成具有血紅色特征的絡(luò)合物。此時(shí)，“魔法筆”的制作已經(jīng)初步完成。接著，學(xué)生使用這支筆在紙上畫出簡單的圖案。隨后，學(xué)生使用蘸取維生素C溶液的細(xì)毛刷從紙上拂過，圖案逐漸變?yōu)闇\綠色。這是因?yàn)榫S生素C溶液作為一種強(qiáng)還原劑，與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將其還原成亞鐵離子，從而產(chǎn)生顏色的變化。這樣神奇的變色現(xiàn)象勾起學(xué)生的好奇心，他們主動(dòng)思考這一神奇現(xiàn)象背后的氧化還原反應(yīng)基本概念、電子轉(zhuǎn)移的過程及不同物質(zhì)在反應(yīng)中的性質(zhì)變化等。有的學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，嘗試改變實(shí)驗(yàn)條件，如調(diào)整試劑濃度、更換不同的還原劑等，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化。這樣的實(shí)踐型作業(yè)有助于推動(dòng)學(xué)生對(duì)“氧化還原反應(yīng)”單元知識(shí)的靈活運(yùn)用。

在完成高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)的過程中，學(xué)生可以用肉眼觀察化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的奇幻過程。這些真實(shí)的經(jīng)歷能夠很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們以更加飽滿的熱情投入化學(xué)學(xué)習(xí)。

（二）社會(huì)實(shí)踐，強(qiáng)化責(zé)任感

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師可以巧妙地設(shè)計(jì)社會(huì)實(shí)踐，讓學(xué)生在社會(huì)調(diào)研的過程中，直觀地體會(huì)化學(xué)知識(shí)在社會(huì)各個(gè)方面的實(shí)際運(yùn)用，感受化學(xué)知識(shí)對(duì)于社會(huì)進(jìn)步和國家發(fā)展的重要意義。這樣的實(shí)踐經(jīng)歷有助于顯著提升學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感及主人翁意識(shí)[2]。

以人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)第八章第三節(jié)“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”的教學(xué)為例。該單元的教學(xué)目標(biāo)是幫助學(xué)生了解綠色化學(xué)的核心理念，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何利用課本上的化學(xué)原理及方法保護(hù)環(huán)境。為了順利完成這一單元的教學(xué)目標(biāo)，教師巧妙地設(shè)計(jì)“綠色化學(xué)實(shí)踐行動(dòng)”這一社會(huì)實(shí)踐類化學(xué)作業(yè)，讓學(xué)生在實(shí)踐的過程中，了解綠色化學(xué)在社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題挑戰(zhàn)。具體來看，學(xué)生需要自行分組，任選一個(gè)作業(yè)主題。有的小組選擇以“社區(qū)塑料廢棄物處理情況”為主題，深入學(xué)校周邊社區(qū)，調(diào)查社區(qū)內(nèi)塑料廢棄物的處理情況，并探索如何利用化學(xué)方法提高塑料廢棄物的回收利用率；有的小組選擇以“石化企業(yè)廢水處置技術(shù)”為主題，通過走訪石化企業(yè)、問詢相關(guān)人員、咨詢領(lǐng)域?qū)＜业确绞剑私饽壳笆髽I(yè)去除廢水中的油類污染物的方法，對(duì)比常用的化學(xué)混凝法、氣浮法等技術(shù)的優(yōu)劣勢，并提出優(yōu)化建議。為了順利完成社會(huì)實(shí)踐，學(xué)生需要圍繞實(shí)踐主題設(shè)計(jì)合適的調(diào)查問卷。如在設(shè)計(jì)“社區(qū)塑料廢棄物處理情況”這一主題的調(diào)查問卷時(shí)，學(xué)生結(jié)合社區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)“社區(qū)基本情況填寫”“社區(qū)內(nèi)塑料廢棄物的分類標(biāo)準(zhǔn)”“自前社區(qū)內(nèi)塑料廢棄物的處置方法”等問卷模塊；針對(duì)“石化企業(yè)廢水處置技術(shù)”這一主題，學(xué)生圍繞“當(dāng)前石化行業(yè)常用的油類污染物去除技術(shù)有哪些？”“目前采用的是哪種油類污染物去除技術(shù)？其效果如何？”“是否遇到過油類污染物去除過程中的技術(shù)難題？”等模塊展開。在問卷發(fā)放及走訪調(diào)查的過程中，學(xué)生還需要注重溝通的方式方法。如針對(duì)社區(qū)居民，多采用問卷填寫、聊天記錄的調(diào)查方式；針對(duì)企業(yè)責(zé)任人員，多采用問卷收集、深入訪談的方式。在與社會(huì)各領(lǐng)域人士的交流中，學(xué)生可以直觀且全面地了解綠色化學(xué)在不同領(lǐng)域的普及程度、技術(shù)應(yīng)用水平、存在問題或挑戰(zhàn)等情況，從而豐富自身的知識(shí)儲(chǔ)備，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。在調(diào)研結(jié)束后，學(xué)生需要對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行定性和定量的分析，總結(jié)綠色化學(xué)的理念普及和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，并深入思考如何推動(dòng)綠色化學(xué)理念的落實(shí)。

高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)可以進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，幫助學(xué)生在社會(huì)調(diào)研中了解化學(xué)知識(shí)在社會(huì)、文化、科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)用，讓學(xué)生深刻感悟化學(xué)知識(shí)對(duì)于推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和國家發(fā)展的價(jià)值，從而增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

（三）跨學(xué)科整合，拓展應(yīng)用域

為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)本質(zhì)的理解，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，教師可以將物理、生物、地理等其他學(xué)科的元素與化學(xué)進(jìn)行巧妙融合，設(shè)計(jì)高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)，讓學(xué)生在跨學(xué)科的實(shí)踐過程中提高知識(shí)遷移能力和創(chuàng)新運(yùn)用能力，全面提升化學(xué)綜合素養(yǎng)[3]。

以人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)第六章第一節(jié)“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”的教學(xué)為例。學(xué)生需要學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與熱能、電能等能量類型間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。為了幫助學(xué)生更好地鞏固單元知識(shí)，教師設(shè)計(jì)主題為“家庭能源利用中的化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)換探究”的跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)。學(xué)生需要分組探究家庭中常見的能源利用過程，并嘗試融入物理、生物等其他學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行綜合分析。有的小組以“探究燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ髟怼睘榭鐚W(xué)科作業(yè)主題，首先，利用化學(xué)知識(shí)分析燃?xì)鉄崴髦邪l(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，即在燃?xì)馊紵倪^程中，甲烷和氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和水，并在該過程中釋放大量的熱能；其次，借助物理知識(shí)分析熱能的損耗及影響因素，并探討提高能量利用率的措施。最后通過查閱大量文獻(xiàn)，嘗試結(jié)合地理知識(shí)探尋不同氣候類型下燃?xì)鉄崴鞯哪芎牟町?。有的小組以太陽能板為研究對(duì)象，首先，通過化學(xué)知識(shí)解釋太陽能板發(fā)電的原理，即太陽能板中的硅晶體中的硅原子被太陽光中的光子所激發(fā)，發(fā)生電子躍遷，從而產(chǎn)生電流；其次，嘗試結(jié)合物理知識(shí)計(jì)算太陽能電池板的轉(zhuǎn)化效率，探討光照強(qiáng)度、電池板材料、溫度等對(duì)轉(zhuǎn)化效率的影響；最后，結(jié)合“植物光合作用中光能的利用和轉(zhuǎn)化”這一生物學(xué)科知識(shí)，探討兩種現(xiàn)象在化學(xué)反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化方式等方面的區(qū)別和聯(lián)系。在這樣的跨學(xué)科探究過程中，學(xué)生可以加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)與能量變化知識(shí)的理解，提升跨學(xué)科整合能力。

高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)可以讓學(xué)生在接觸跨學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，拓寬自身的學(xué)習(xí)視野，提高跨學(xué)科知識(shí)遷移和整合能力，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

（四）科研項(xiàng)目，培育科研魂

科研項(xiàng)目對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握水平及技能運(yùn)用水平提出更高的要求。學(xué)生不僅需要自主探索化學(xué)知識(shí)的基本原理及發(fā)展現(xiàn)狀，還需要在不同情境下，靈活運(yùn)用化學(xué)技能解決各種未知的挑戰(zhàn)，并善于總結(jié)和分析科研過程，形成具有創(chuàng)新性和突破性的研究結(jié)果。完成科研項(xiàng)目的經(jīng)歷，可以夯實(shí)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)，并提升他們的科研素養(yǎng)[4]。

以人教版高中化學(xué)選擇性必修1第二章第一節(jié)“化學(xué)反應(yīng)速率”的教學(xué)為例。學(xué)生需要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及化學(xué)反應(yīng)活化能的相關(guān)知識(shí)。教師引導(dǎo)學(xué)生分組探索“催化劑的合成及其對(duì)特定化學(xué)反應(yīng)速率的影響”這項(xiàng)作業(yè)。學(xué)生需要廣泛閱讀國內(nèi)外關(guān)于催化劑的相關(guān)文獻(xiàn)，了解目前化學(xué)領(lǐng)域中常見的催化劑類型、催化作用機(jī)制及催化劑的研究前沿等，從而為后續(xù)的科學(xué)研究儲(chǔ)備知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生需要圍繞“當(dāng)前催化劑研究領(lǐng)域遇到的困境和挑戰(zhàn)”展開有效討論，從而選擇某一細(xì)化方向作為研究的切入點(diǎn)，確定科研項(xiàng)目的主題。如有的小組選擇以“金屬類催化劑的合成及對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)的影響”為主題，將銅、鋅等金屬元素作為原始材料，嘗試通過共沉淀法合成銅鋅復(fù)合氧化物催化劑，并研究該復(fù)合催化劑對(duì)過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響。在實(shí)驗(yàn)主題確定后，學(xué)生需要按照提前設(shè)計(jì)的科研方案開展具體的實(shí)驗(yàn)研究。為了順利完成研究，學(xué)生需要自主探索各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用方式，并獨(dú)立使用這些儀器完成催化劑的合成、化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的觀察、反應(yīng)時(shí)間的記錄、反應(yīng)物剩余/生成物的稱量及定性和定量分析等科研項(xiàng)目。學(xué)生還需要學(xué)習(xí)各類統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的使用，從而順利對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并撰寫正式的科研報(bào)告作為最終作業(yè)成果。

這樣的高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)可以有效提升學(xué)生的科研素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)精神，讓他們?cè)趯?shí)踐中深刻感受科研的魅力。這將為學(xué)生未來的科研之路鋪設(shè)堅(jiān)實(shí)的基石。

結(jié)語

在高中化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)不斷探尋和優(yōu)化實(shí)踐型作業(yè)的設(shè)計(jì)策略，設(shè)計(jì)既具有探索性又富有層次性的化學(xué)作業(yè)，讓學(xué)生深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，拓展思維邊界，提高實(shí)踐能力，提升化學(xué)素養(yǎng)，最終實(shí)現(xiàn)更高效、更有趣的高中化學(xué)教學(xué)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]凌燕.核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實(shí)踐型作業(yè)設(shè)計(jì)的研究［J].試題與研究，2020（1）：27.

[2」朱春艷，葉燕珠，李忠水.數(shù)字化背景下化學(xué)單元作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐：以蘇教版高中化學(xué)必修一“硫與環(huán)境保護(hù)”為例［J］.福建基礎(chǔ)教育研究，2023（11）：104-107.

[3］陳斐，張賢金.高中化學(xué)主題作業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與反思：以“認(rèn)識(shí) Fe₃O₄ ”為例［J］.化學(xué)教學(xué)，2024（1）：79-83.

[4］陳芳芳．“互聯(lián)網(wǎng) + ”模式下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)作業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐研究［J].高考，2021（32）：113-114.