基于创客教育理念的高中化学实验教学策略研究

杨金玉

【摘要】“创客教育理念倡导自由开放、创新创意及探究体验，将其应用于高中化学实验教学可显著提升教学质效，有助于培育学生化学学科核心素养。基于此，文章通过梳理相关文献提炼关于创客教育的理念与思想，阐释创客教育理念在高中化学实验教学中的应用价值，重点结合实际教学案例探究基于创客教育理念的高中化学实验教学策略。

【关键词】创客教育理念  高中化学实验  教学策略

【中图分类号】G633.8   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）21-0126-02

高中化学是一门以实验为基础，以实践为核心的学科，对于学生科学精神、实践能力、创先创造意识具有较高要求，在教学中融汇创客教育理念的核心观点，将实践与探究的主动权交给学生，使其在发现问题—提出假设—实验操作—证据推理—验证假设的一系列过程中感受实践与创意产出的乐趣，既可以提升高中化学实验教学实效性，又能够培育学生化学学科核心素养。

1.相关概念及理论依据

创客教育是一种融合多领域、多学科知识及技能，遵循自由开放、知行合一、自发探究、主动体验原则，以探究实践、创造性及个性化学习方式为主的用以培育创新型人才的现代化教育模式。行政先生提出的知行合一教育思想对于创客教育理念在高中化学实验教学中的运用具有极强的解释力，其与创客教育理念同样倡导自发、探究，主张解放学生的头脑、双手，其思想精髓也为高中化学实验创客教育模式的构建提供了新思路。

创客教育与建构主义学习理念相得益彰，同样注重实践过程，强调学生作为实践的主体应当在独立思考、合作探究、生活经历及储备知识的调动、教师指导及同伴帮助下建构知识体系，逐步突破固定化及惯性思维，进而逐渐成长为具有独立人格、时刻处于发展之中、具备创新创意能力、可依靠合作及分享解决实际问题的现代化人才。

2.基于创客教育理念的高中化学实验教学策略

文章该部分以“二氧化硫化学性质探究”实验教学为例。

2.1 创设情境，发散思维

建构主义学习理论视域下，学生的学习，即认知过程需要以实际问题为驱动。考虑到高中生思维活跃，倾向于通过自主探究发现问题，笔者在课堂导入阶段以联系旧知为引，通过引导学生回顾二氧化硫性质发现教材内实验装置、流程中存在的问题，以此发散学生思维。

师：同学们，上节课我们已经初步掌握了二氧化硫的性质，谁能说一说二氧化硫有哪些性质呢？

生1：二氧化硫是有毒物质。

生2：二氧化硫是酸雨的“罪魁祸首”。

生3：二氧化硫溶于水。

师：非常棒。本节课我们要通过实验验证二氧化硫的化学性质，在实验中需要运用大量的二氧化硫，对我们的身体与环境都会造成一定的负面影响。从这种层面来看，大家有没有发现教材上设计的实验装置、实验过程有哪些不足？

生1：没有尾气收集装置，可能会造成环境污染。

生2：我们要进行五、六次实验，每次都需要重新连接实验仪器，十分麻烦。

师：大家说得非常好。其实教材只是给我们提供了一个实验思路，具体的实验还需要我们根据实际情况来组织，大家有信心改进实验，使其更加绿色环保、科学有效吗？

生：有！

上述实验教学导入案例将“创新、改造”的引导意图巧妙地融入到旧知中，学生自主分析便可发现教材内实验流程的不足，再加上笔者的设问、指导，学生产生优化改进实验以保护环境、简化操作的内在动因。

2.2 微课助力，要点精讲

创客教育最为鲜明的特点便是融合了多学科知识技能与数字化工具，丰富了学生的学习与创意成果产出途径。微课是信息化及数字化技术与教育领域深度融合的产物，其具有篇幅短、主题明确、内容精炼的特点。高中学生已经具备一定的知识总结与归纳推理能力，将其运用于高中化学实验教学中可为创客教育理念的落实助力，为学生创意成果产出提供必要的知识与技能支撑。

笔者在正式授课时播放了时长为五分钟的“二氧化硫化学性质”微课视频，学生一边观看视频一边翻阅教材内的实验，记录下二氧化硫的性质，初步形成验证二氧化硫性质的方法。为帮助学生对二氧化硫化学性质有更为深入的认知，笔者对微课视频内容进行补充：“二氧化硫中的硫元素为中间价态，其化合价既能够升高，又能降低。”学生在微课视频引导及笔者的指导下总结出二氧化硫的化学性质：

①二氧化硫与水反应生成亚硫酸：SO2+H2O？圮H2SO3;②二氧化硫具有酸性氧化物的通性;③能使澄清石灰水變浑浊;④二氧化硫具有漂白性;⑤二氧化硫具有氧化性;⑥二氧化硫具有还原性。

2.3 小组合作，激发创意

当学生掌握探究二氧化硫化学性质实验的基本知识，并产生主动创新改造教材实验装置、流程的意识后，笔者开展了小组合作学习活动。首先，将学生分为若干小组，分组的原则为“同组异质”，即各个小组知识、学习及实践水平基本相同，但小组内各个成员之间的知识储备、能力、学习兴趣等具有较大的差异性，此种分组方式的作用在于最大程度上促成学生创意思维的碰撞，实现学生间的优势互补。其次，请学生围绕“优化改进教材实验，保护环境并精简流程”这一实验目标进行自主分工、合作交流。最后，请各小组代表说出本组的想法与讨论结果，经过小组间点评及笔者提出专业化的建议完善学生实验方案。

小组1：在教材的实验装置后增加尾气收集装置。

师：说得很对，可以有效解决污染问题。但是二氧化硫有许多化学性质，每验证一个性质便需要组装一次实验装置，我们要加设许多尾气收集装置，无形中造成了资源的浪费，还可以再进行改造优化吗？

小组2：将所有的实验组合成一个实验，二氧化硫依次通入水、高锰酸钾溶液中，增加一个尾气收集装置就可以了。

师：这个创意十分可行，但是我们需要很多二氧化硫啊。老师的演示实验用的是提前制备好的二氧化硫，怎样保证二氧化硫“源源不断”呢？

小组3：我们可以增加制备二氧化硫的装置，试剂充足就能产生足够的二氧化硫。

师：非常棒，但我们还需要注意一个问题，二氧化硫溶于水，如果依次通入到溶液中，可能还是会造成二氧化硫浪费，我们该怎么做才能降低二氧化硫的消耗呢？

2.4 动手实践，团结互助

当学生明确实验改进流程及方案后，笔者请学生按照讨论阶段的分工自主组织实验操作。为保证每一名学生都能在实验中获得创新创造能力的提升，笔者采用课堂巡视的方法为学生解答疑惑，适当指导学生的操作方式。同时，鼓励平时不愿意参与课堂活动、不愿发言的学生积极投入到实验实践中，引导学生一边实验，一边交流方法并实时记录下实验现象。

2.5 成果展现，分享创意

基于创客教育理念的高中化学实验教学中最为有效的策略之一便是“创意成果可视化”，即请各小组学生展示自己所组装的创新化实验装置，结合记录的实验现象简要介绍自己的实验流程，从实验现象推导出实验结论。

小组1：将二氧化硫装在注射器中可以控制反应速率。现将二氧化硫通入品红溶液，发现品红溶液褪色，说明二氧化硫具有漂白性;再将二氧化硫通入石蕊试液，发现石蕊试液变红，说明二氧化硫溶于水并且具有酸性氧化物的通性;最后将二氧化硫通入石灰水中，發现其变浑浊。

生评：小组1未验证二氧化硫的氧化性和还原性。

小组2：以亚硫酸钠与浓硫酸制备二氧化硫，顺次通入酸性高锰酸溶液、湿润的pH试纸、被石蕊试液浸湿的棉花及H2S气体，最终以装有氢氧化钠溶液的烧杯作为尾气收集装置。

生评：小组2未验证二氧化硫的还原性与氧化性，实验装置有一点复杂。

小组3：连接装有浓硫酸的注射器及装有亚硫酸钠的试管，试管中导管的另一端连接试纸条，分别为湿润的品红试纸、湿润的氢氧化钠棉团、湿润的高锰酸钾试纸，最后以装有氢氧化钠溶液的烧杯作为尾气收集装置。

生评：小组3实验装置简单，操作便捷，但不能验证氢氧化钠的氧化性。

2.6 总结提升，反思优化

在成果展示阶段，各小组已经了解到其他小组的优势及自身不足之处。对于高中生来说，自主设计优化改进实验难度较大，为帮助学生树立创新创意的信心，笔者指出课堂实验时间较短，在短时间内制定出新型实验方案实属不易，请学生不要灰心。同时，对学生的实验参与表现、创意成果进行简短的点评，提出更为专业的建议。最后，布置课下作业，请学生根据本节课的所感、所获再次优化实验方案，在下节课进行展示，以此激发学生自主探究、持续创新的意识。

创客教育理念视域下，高中化学实验教学应以学生为主体，通过创设情境发散学生思维，开展小组合作活动促成学生创意思维的碰撞，使学生在合作互助中进行实验操作，实现创意成果的产出。同时，注重创意经验的分享与创意流程的反思，使学生形成“苟日新，日日新，又日新”的创新创造习惯，进而培育学生创新素养。

参考文献：

[1]王书红.创客教育与高中化学实验教学的有效融合[J].学苑教育，2020（31）：35-36.

[2]范媛媛.基于创客教育理念的高中化学实验教学模式探究[J].中学生数理化（教与学），2020（8）：13.