基于化学实验开展综合实践活动的实践与探索

黄清辉 潘祥泰 张贤金 吴新建

摘要：将化学实验教学与综合实践活动进行有机结合，有利于提高学生对化学实验的学习兴趣，促使学生通过综合实践活动，将教材知识与实践技能进行有效融合，对培养学生在化学实验方面的创新能力等有着十分重要的意义。文章从实验操作、实验属性、实验特点、实验原理、实验内容等维度就高中化学实验中如何开展综合实践活动进行探讨与剖析。

关键词：实验操作;实验属性;实验特点;实验原理;实验方案;综合实践活动

文章编号：1008-0546（2020） 04-0084-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.04.021

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出，开展多样化的实践活动，促进学生实现“知、情、意、行”的统一[1]。在化学课堂教学中，教师组织学生开展内容丰富、形式多样的各类综合实践活动，有利于促进学生对化学知识的深度理解和强化记忆程度。良好的综合实践活动，能够有效地激发学生对化学知识的学习兴趣和热情，提高学生对化学知识的综合应用能力。我们知道，化学是一门以实验为基础的学科，在课堂教学中，实验教学在整个学科中占据了相当大的比重，因此，将化学实验教学与综合实践活动进行深度融合，有利于提高学生对化学实验的学习兴趣，促使学生通过开展综合实践活动，将教材知识与实践技能进行有机整合[2]，突出化学实验的功能与价值，培养学生化学实验创新能力，发展学生“科学探究与创新意识”化学学科核心素养。本文以高中化学教学为例，对如何在化学实验教学中开展相关综合实践活动，促进学生综合素质的提高，进行了探讨和剖析。

一、基于化学实验操作，开展小组竞赛活动

化学实验过程，具有很强的操作性，这种操作对步骤的顺序、规范、药品、用具等等都有着十分严谨的要求。在实验教学过程中，教师可以充分利用这一特点，组织学生开展以实验操作为基础的小组竞赛活动，促使学生利用综合實践这一活动形式，在相互竞赛的环境下，加强自身对某一化学实验的熟练操作、掌握程度，从而帮助学生加深对化学有关知识更深层次的认知和理解。

[案例1]在配制一定物质的量浓度的溶液的教学中，为了让大家对溶液配制实验有更直观的感受和体验，教师可以组织学生分小组开展配制200mLl.Omol.L_-1氯化钠溶液竞赛活动。教师从以下几个方面评价学生完成实验的质量：①实验前的准备工作，天平是否调平衡？容量瓶是否洗涤？②称量氯化钠时，是否有用干净的滤纸盛放？③称量好的氯化钠是否倒入烧杯中溶解？溶解的过程中，玻璃棒是否接触到烧杯内壁与底部？④转移溶液中，是否有洗涤烧杯2-3次，同时洗涤液是否用玻璃棒引流到容量瓶？⑤引流的过程中，玻璃棒的底端是否在刻度线以下，且玻璃棒其它部分是否与容量瓶接触？⑥定容时，离刻度线l-2cm是否改用胶头滴管滴加？视线是否与凹液面最低处相切？⑦配好后，是否将溶液倒人试剂瓶，并贴上标签（注明配制时间、溶液名称及浓度等信息）？⑧整个实验操作顺序是否正确？等等，通过开展类似实验操作竞赛活动，让学生养成良好的实验习惯，培养学生实验能力，促进学生对化学知识的深度理解。

二、基于化学实验属性，组织学生开展探究活动

关于开展化学实验课堂的综合实践活动，我们可以根据每一种化学实验其本身特有的属性，在课堂教学之余，组织学生们按照实验的思路和内容，进行实际的探究性活动。化学实验虽然是一种对化学知识十分直观的演示教学，然而并不代表着学生们通过实验的学习就能将抽象的化学知识完全理解和内化。只有运用这种实际的探究性活动，让学生们自己去对实验进行验证、分析等，才能促使学生们在真正意义上将化学知识由感性升华为理性，从抽象变得具体而生动，从而成为符合学生认知规律、身心特点的有益信息。

[案例2]在金属钠的性质教学中，为了探究钠与二氧化碳气体反应的原理，组织学生分组讨论：燃烧的钠投入到二氧化碳气体中，到底生成的固体是氧化钠还是碳酸钠，还是两者都有？学生经过讨论后，有的小组认为钠与镁的化学性质相似，与二氧化碳反应生成氧化钠;而有的小组认为第一小组错误，因为二氧化碳会与氧化钠继续反应生成碳酸钠;而有的小组认为产物可能是碳酸钠或者碳酸钠与氧化钠混合物，这主要取决于钠与二氧化碳之间量的关系。学生经过激烈的讨论后，更多的学生赞同最后一种观点，于是，教师组织学生讨论并设计实验方案，然后实验探究以验证第三组的观点是否正确。通过组织学生展开实验探究，明确化学反应的实质，在探究的过程中，培养学生理性分析的良好习惯，提升主动学习、合作学习、深度学习的能力。

三、基于化学实验特点，鼓励学生自主设计实验

在化学的实验教学中，对于如何开展相应的综合实践活动，教师还可以积极鼓励学生抓住化学实验的特点以及其流程、操作方式等，自主地对实验方案、步骤、操作规范进行设计。化学实验设计要注意：一是实验方案是否可行;二是实验顺序是否科学;三是实验现象是否直观;四是实验结论是否准确。同时在保证安全的前提下，这一探究性的综合实践形式能够充分调动学生学习的自主性和积极性，促使学生们能够通过实验自主探索和分析，对课堂所学内容产生更加全面、透彻、理性的认知。当然，学生还可以在原有的化学知识基础上，得以拓展和加强，使化学实验与综合实践二者结合的价值得到很好体现。

[案例3]在非金属性教学中，教师组织学生讨论氯、碳、硅元素非金属性强弱比较的实验方案。有的学生认为可以按照如图l完成实验设计，他的依据是利用强酸制弱酸的原理，即①为盐酸，②为碳酸钠，③为硅酸钠溶液，即盐酸与碳酸钠反应得到碳酸（分解产生二氧化碳），碳酸与硅酸钠反应得到硅酸。教师引导学生对该实验设计进行评价，很容易发现实验存在缺陷：非金属性强弱必须是最高价含氧酸的酸性，同时盐酸具有挥发性，故不能选择盐酸，而应选择高氯酸。有的学生认为可以通过测高氯酸钠、碳酸钠、硅酸钠溶液的pH，他的依据是比较最高价含氧酸的酸性，酸性越强对应的盐水解就越弱，碱性就越弱。教师引导学生对该生的实验设计进行评价，也很容易发现实验存在缺陷：应该是同浓度的盐溶液。

四、基于化学实验原理，引导学生自主解决问题

在化学实验的课堂教学中，充分结合某一项化学实验的目标，能够有效引导学生据此展开某些特定的综合实践活动，如利用化学实验原理，解决某些现实中遇到的实际问题或现象等[3]。而学生们通过对所学化学知识的实际应用，能够进一步熟悉所研究物质的基本性质、特性等，激发学生对化学的学习兴趣和热情，培养学生在日常生活中的化学思维习惯和意识，并发扬化学知识其本身的价值，从而促使学生做到对化学学以致用的良好习惯和能力。

[案例4]在研究干红葡萄酒中SO²的性质教学中，教师组织学生讨论自酿葡萄酒会有哪些危害？如何预防这些危害？学生经过讨论得到白酿葡萄酒中存在以下危害：一是白酿葡萄酒容易滋生霉菌;二是白酿葡萄酒的容器易发生化学反应;三是白酿葡萄酒的糖分过多危害健康;四是白酿葡萄酒发酵时间、温度无法控制等等。而对比T厂生产的葡萄酒，发现工厂生产的葡萄酒中直接加入二氧化硫或加入亚硫酸水溶液或偏重亚硫酸钾（K²S²0⁵）固体，通过组织学生查阅资料得出SO²在葡萄酒中的主要作用有：①作抑菌剂，防止和减缓无益微生物的繁殖;②净化发酵基质，提高葡萄酒酒度;③抑制氧化酶的作用，防止褐变现象，香气损失，苦味和青草味的产生;④可溶解葡萄细胞加速酚类物质和颜色的提取，增加色度;⑤提高有机酸含量;降低挥发酸含量;⑥改善葡萄酒的味感质量——缓和霉味、泥土味、醋味和氧化味等，保持果香味，所以科学酿酒加s0²等辅料是必须的，但是加入SO²的量需要严格控制。

五、基于化学实验内容，指导学生进行发明创造

化学的实验内容是丰富而多彩的，具有很强的挖掘性和探究性，我们在化学实验的实际教学中，应当积极要求学生在此过程中，做到仔细地观察、探究、想象等等一系列的思想活动，充分感受化学知识的魅力和潜力[4]。并且，在此之余，指导学生充分将这些化学实验的内容进行挖掘和探究，联系生活实际，发挥想象，进行相关的发明创造，从而使综合实践活动得以在实验中顺利地展开。

[案例5]在中和热的教学中，传统的教学存在对于装置的要求较高的缺点（图2），所以教师引导学生将仪器进行改进。首先，学生联想到可以用玻璃杯代替保温瓶，实验过程中发现玻璃易碎，保温效果也不太理想;这又一次激发学生改进的动力，想到平时大家装水时习惯用两个纸杯叠在一起，就不会烫手，说明这样可以隔热，套上外壳便于保存和抓握等，这是第一次改进的思路（图3）;但是，发现测量的数据误差还是较大，效果还不够理想，因此教师又一次引导学生在两个纸杯外面加了海绵进一步隔热，减少热量的散失，这是第二次改进的思路（图4）。经过改良后的装置结构具有简洁小巧、操作方便、绿色环保等优点，同时实验借助手持技术，提高实验效率和精确性[5]。

总而言之，在化学实验中开展综合实践活动的方式、形式是多种多样的，我们只有善于抓住化学实验的真正内涵，才能對课堂的相关教学作出正确而适当的选择。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018

[2] 郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社.2003

[3]许世生，董占伟，袁东霞.因地制宜地开展自主研究性学习——化学综合实践活动教学案例[J].化学教育，2010（8）：28-31

[4]闻蒙铜，蒋建伟.基于化学实验主题的综合实践活动教学——蛋壳中碳酸钙含量的测定[J].化学教育，2014（11）：32-35

[5]连良霞，潘祥泰.基于手持技术的中和热测定的实验创新[J].化学教与学，2014（4）：91-92