高中化学实验教学方法改进策略

罗卞霞

【摘  要】化学实验是承载学生科学探究意识的重要环节，也是培养学生化学创新思维，增强学生问题解决能力的必要途径。学习化学知识，从化学实验设计上要发挥其“素养为本”的作用，改进和创新化学实验，从源头上优化实验目标，关注学生实验探究和学科素养生成，让化学实验更好地服务于教学。

【关键词】高中化学;实验课程;教法创新

根据高中化学课标要求，要注重真实情境的创设，突出学生问题解决思维和动手实践能力。从学科育人目标上，实验课程是化学学科素养发展的重要载体，通过化学实验，指导学生参与化学探究，认识物质和变化，培养学生的化学科学思维。化学实验旨在发展学生的科学探究和创新意识，提高学生的学科核心素养。但长期以来，化学实验教学囿于现有条件，存在一些问题。教育家朱正元倡导“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。学生通过参与实验体验，在实验中观察实验现象，体认科学知识，从动手探究中增长科学品质。教师要明晰实验课程设计“育人”功能，立足化学学科特点，改进实验教学方案，促进学生科学探究、创新思维的全面发展。

一、梳理化學实验教学中的常见误区

化学实验要突出对化学学科教学的服务功能。但在化学实验设计与教学中，还存在一些误区：①突出生活化，削弱学科特质。在化学设计中，一些教师为了便于学生体认化学概念，以生活化实验来指导学生，反而忽视化学学科严谨、规范的学科特质。②追求微型化，干扰实验现象观察。一些教师在实验设计中，将微型化作为变革的评价指标，导致实验过程简要，实验现象不明显，或者降低学生对实验现象的准确辨析。比如，在“二氧化硫”气体制备与性质检验实验中，利用注射器来替代实验主体装置。操作方法如下：先将亚硫酸钠胶囊置于注射器中，放在四槽药片板上，再利用注射器，汲取浓硫酸，连接注射器与导管。整个实验可以形成相对密闭的实验环境，提高了实验的安全性、环保性。但对于实验现象的观察，由于实验过程需要提前做好试剂的放置，不太适合学生操作。单纯由教师进行实验演示，整个制备过程、对二氧化硫性质的检验又集中于注射器有限的空间。实验现象不明显，反而削弱了实验教学功能。③强调一体化实验，弱化实验功能。在实验设计中，一些教师过于追求一体化实验。④倾向实验现象显性化，偏离实验目标。一些教师在改进实验方法时，以放大实验现象为目标，反而破坏实验原型，偏离了实验固有的教学价值。⑤追求数字化实验，忽视学生动手操作实践。现在很多化学实验都可以通过数字化方式来直观地呈现出来。学生在虚拟环境下可以看到动态的实验过程，但这种模拟实验方式削弱了学生的动手参与和操作技能，虽然提高了实验学习的便捷性，但却剥夺了学生的动手体验。一些学校盲目推崇微课、动画、仿真实验，看似节省了时间，增强了化学实验的趣味性，但却不能很好地兼顾学生的动手操作能力。因此，教师要转变化学实验教学观，抓住化学实验动手探究契机，让学生从实验体验中增强勤于实验的信心，获得严谨、务实、专注的科学态度，发展学生必备的实验技能。

二、学科素养导向下化学实验的创新设计路径

化学学科核心素养作为实验课程改革的指导思想，教师要立足实验原型，带领学生参与实验过程，从实验方法、实验操作中，发现问题，让学生从实验创新中获得学科思维和创新品质。

（一）基于教材实验目标，强调实验教育功能

教师要从化学实验创新设计中查找和聚焦“问题”。如实验中是否存在缺陷，针对一些化学实验，其现象不明显，或者实验器材、实验装置不够环保，在实验检验环节未能产生理想的实验产物。以此来优化实验，具有可行性。同时，对实验进行创新设计，要指向学生的“科学探究”“科学思维”“创新意识”“必备技能”等素养目标。学生在实验探究中，要有所发现，要参与问题探究，要提出解决问题的方法和思路。比如，在探究“氨催化氧化的产物，为何是而非是”时，回顾本节教学重点，主要介绍氮的化合物。从实验现象中分析与之间有何差异？两者的性质有何特点？教师要指导学生，从实验观察、实验情境中，迁移所学知识，培养学生的科学探究精神和优秀品质。另外，化学实验设计创新要突出课外特色。结合实验目标，可以围绕实验主题，融入拓展性实验活动。例如，在“研究有机化合物的一般步骤”时，我们可以创设“玫瑰花中提取精油”的实验情境，指导学生参与分离、提纯活动，让学生运用定性分析、定量分析，就实验中有机化合物的实验步骤进行归纳，增强学生实验动手设计能力。

（二）聚焦化学学科素养，发展问题解决能力

在开展化学实验的过程中，学生通过实验认识化学知识点，从实验探究中获得学科素养。一些教师引入生活化理念，通过生活化实验设计，激发学生参与实验的主动性。这种实验设计方法是好的，但不能忽视学科特质，更要让学生能够在实验过程中正确、规范、科学地操作器材。比如，对于灭火器的设计，通过学生自己动手，借助碳酸氢钠和硫酸铝之间产生反应，让学生深刻理解“双水解”反应的特点。在实验设计中，教师要指导学生从生活中寻找材料，通过对试剂投加量的调整，培养学生的发散思维。在学习硫酸、硝酸工业制法时，我们可以组织学生利用课下时间，去采集污水，设计污水处理和净化实验，让学生从实验中透彻领悟工业生产的原理，掌握污水净化的流程和一般方法，从中增强学生的社会责任意识。但对化学实验的生活化创新设计不能盲目，要加强实验目标、实验流程、实验仪器操作的规范性，培养学生专业、认真、严谨、科学的学科精神。

（三）挖掘化学实验价值，强化实验教学功能

立足化学学科，开展化学实验教学。教师要抓住实验目标，促进学生发展学科素养。化学实验对学生科学精神的培养意义重大。但在实践中，一些教师非常重视化学实验微型化。针对化学实验微型化问题需要注意的是，微型化作为实验方案的改进思路，要确立化学实验的教学功能，不能干扰实验目标的达成。在微型化创新中，要精心构思，合理设置实验。比如，乙酸乙酯的制备实验，有教师采用医疗真空采血管、采血针，来构架实验装置，并通过水浴加热方式，完成酯化反应。由于真空采血管所连接的实验装置具有密闭性，使得乙酸乙酯的溜出温度下降，反应过程中，反应物、产物挥发不足，实验现象不明显。由此可见，微型化改进实验方案并非完全恰当。一些教师讲究微型化实验，旨在倡导绿色实验，或者为了方便学生操作实验。但这样做，对实验装置及实验方案，要注重问题的解决。在一些微型化实验中，反而增加了实验材料，对实验器具还要做到科学、规范回收。同时，实验微型化，要真正让学生从实验中验证实验结论。化学实验要发挥其教育功能，帮助学生从实验中加深对实验原理的理解。因此，教师在实验设计中，对于实验条件、实验环境的搭建，要科学、规范，助力学生从实验材料、实验器具、实验装置的搭建、实验原理的分析与验证中，提高实验教学价值。

（四）注重实验整体性设计，激活学生科学思维

在高中化学实验中，强调实验创新，要坚持实验设计的整体性、科学性、规范性、有效性原则。一些教师所采用的“一体化”设计方案，让实验过程安全、简约。例如，加热碳酸氢铵实验，有教师采用密闭系统进行加热反应，利用湿润红色石蕊试纸、变色硅胶、澄清石灰水对尾气进行检验。整个实验过程将反应装置和产物检验整合在一起，避免了原实验采用敞口反应的缺陷，更有利于学生对实验现象、实验原理的透彻理解。但对于“一体化实验”设计，教师要把握实验要点，注重各个环节、步骤的梳理与整合。“一体化实验”并非都合理，教师要围绕实验目标，注重实验的整体性设计。抓住实验重难点，合理引入“一体化”装置，让实验教学科学、高效、绿色。需要强调的是，在制备物质、检验实验结果、收集实验尾气，以及尾气处理等环节，建议教师利用结构化实验方案，有所侧重地整合实验资源。

（五）弥补实验不足，培养学生科学素养

化学实验追求显性并不算错，但在实验设计中，不能过于追求显性化，而不顾实验教学的学科价值。一些教师将追求理想实验作为目标，对整个实验流程、方案进行细致优化。在实验教学中，实验现象是学生认识化学的重要条件。不能让化学实验太完美，剥夺了学生对化学知识、化学问题的多样化思考。针对创新实验设计，不能一味强调“显性化”。如对空气中氧气含量的测定实验，要求红磷在引燃时，在密闭空间，而原实验密闭性较差，燃烧不充分。通过对实验的创新设计，引入带刻度的硬质玻璃管作为反应器，再利用激光笔，隔空引燃白磷，燃烧完全后，将玻璃管竖立于水槽中，待液面稳定后，观察实验现象较为理想。这一设计方案，弥补了过去实验耗时长，氧气体积测量结果不理想等缺陷。同時，在实验方案上，对实验原理的剖析更加直观，增强了实验现象，不损害实验价值。如此的创新设计，既强化了实验现象，又遵循了实验目标，更具实验育人价值。另外，关于数字化实验问题。利用信息技术来辅助化学实验，让实验更直观，但并非对学生完全有益。化学实验更要注重学生的动手操作，参与实验过程，不能为了“能省则省”“能数字化就数字化”的方式，学生仅仅是“看”实验，而不是“做”实验。比如“盐类的水解”实验，有教师利用色度传感器、数据采集器，帮助学生直观地观看水解过程。在溶液配制过程中，利用真实的实验方案，让学生通过分析温度、pH值、反应物浓度等条件，来培养学生的实验动手能力。整个过程促进了学生对Fe3+水解的认识，对传感器、采集器的灵活运用，让学生体会到现代技术对化学实验的创新价值。教师要给学生更多参与实验设计的机会，让学生参与实验设计、搭建、操作、检验等环节，从中培养学生的科学素养。

三、结束语

总之，高中化学实验教学要跳出“照方抓药”的刻板思维，注重实验的改进和创新设计。创新化学实验，其目标在于发展学生的学科素养，不能脱离实验初衷而一味地创新，要落脚于对问题的解决上，要结合实验育人功能，最大化地挖掘实验的知识价值和素养内涵。

【参考文献】

[1]张平众.高中化学实验教学的改进策略[J].试题与研究，2018（13）：117.

[2]张一凡.高中化学实验方法的改进策略分析[J].中学生数理化（学习研究），2017（6）：80.