创客教育理念下的初中化学实验教学实践

山东省济宁市汶上县第一实验中学 陈振学

创客教育理念起源于国外，国内虽引进时间不长，但很快就出现爆发式增长，全国各地都开始建设创客空间，一方面鼓励大学生进行创新创业，另一方面则开设创客教育课程，鼓励中小学生参与。通过十余年的发展，创客教育在高校教育中获得了巨大进步，但在中学教学中，取得的效果比较有限。尤其是化学实验课程，教学实践被忽视、教学时间被压缩，导致学生动手能力普遍不强，创新能力较低，对学生化学学科素养的培养十分不利，值得广大化学教师重视并思考。

一、当前我国初中化学实验教学发展现状

（一）重视度不够

很多地方初中化学课程往往在最后一个学年才开设，此时，学生面临着中考压力，教师迫于升学压力，双方对化学课程理论知识与真题的重视程度远远高于实验课程，导致实验教学时间被压缩，无法展示化学的魅力，也无法引起学生的兴趣。另外，一些地区虽然对中学生有实验操作要求，但由于实验操作监管不严、学校管理层关注度不够，师生对于化学实验的重视度也不高，往往会在考核前突击让学生背诵操作流程以应对，而非真正指导学生掌握化学实验操作步骤，学生对化学的印象仅限于枯燥的背诵和陌生的仪器设备，同样影响学生对化学实验的兴趣。

（二）设备仪器使用频率低

很多化学实验具有一定的危险性，虽然初中阶段要求的实验往往比较安全，一些危险的实验由教师操作演示，但小事故还是偶有发生，如酒精灯倾倒引发小火，摔碎试管扎伤手等，可能危及师生及学校的设备安全，因此很多教师会降低试剂和设备仪器的使用频率，以免发生意外。另外，很多中西部地区或乡村中学由于教育资源投入不足，学校里的实验室及试剂、设备仪器很可能存在老旧、不达标、严重缺乏等情况，同样会使化学实验室及其中的物品使用频率降低。

（三）动手实操少

化学充满变化和新奇的现象，非常容易引起学生的兴趣，但如果教师在教学时，不注重对学生的引导，只重视让学生死记硬背化学知识，则可能影响学生的兴趣，从而引发学生对化学理论知识的厌恶。而理论知识水平较低则会进一步影响学生的动手实操水平，使得学生不敢或不愿意进行化学实验操作，从而影响学生实操熟练度和掌握程度。

二、以创客教育理念指导初中化学实验教学的优势

（一）实践性

创客教育融合了科学、技术、艺术等知识与技能，对学生而言，它的吸引力远比枯燥的知识要大，学生的参与度和积极性也会增加。创客教育十分重视动手实践能力，因此进行创客教育时，学生动手设计并参与化学实验中的机会就会增加，这在一定程度上保障了学生化学实验的教学时间。此外，部分大城市还存在面向中学生开设的创客教育空间，在专业的场地和专业指导下，学生的实践水平也能得到提升。

（二）趣味性

在教学方式上，创客教育注重互联网教学资源与信息技术的融合，将传统的单一课堂教学转变为课堂、网络与家庭相结合的化学实验学习方式，将教育拓展到家校社三方面，有助于强化学生对于化学学科应用的认知，培养学生的化学核心素养。另外，由于教师从学生所学知识的主要来源转变为来源之一，教师的身份转变为引导者与协助者，能从学生的角度出发恰当地传递知识、引导学生学会自主设计学习、自主完成实验、自主创新实验条件，把握正确的学习方向，教师与学生之间的关系将会更亲近。

（三）丰富性

创客教育最大的优点在于其能整合多学科知识进行跨学科教育，能让学生从彼此隔离的学科中感受到学科之间存在的联系，有助于学生构建完全的学科体系，锻炼学生从不同学科角度看待同一知识点的能力，如电从物理和从化学角度看待的异同。此外，由于信息技术在创客教育中的不断应用，学生学习并进行化学实验的渠道有了进一步拓展，化学实验模拟软件、VR操作等技术能让学生开展化学实验时更安全，更方便。

三、创客教育理念下化学实验的教学实践路径

（一）提高师生对化学实验的重视程度

随着我国经济社会的深入发展，既懂理论又懂技术的全面性人才十分紧缺。而化学学科所延伸出来的化工、制药、材料、能源等行业均是国家重点扶持的行业，化学方面的人才需求较大。为了能持续不断地输出化学人才，基础教育阶段就应当提高对化学，尤其是化学实验的重视程度。例如，增加化学实验课的占比、将化学实验操作纳入中考学生能力监测范围，并实行严格监管，在区域内设置专门的学生化学实验的操作空间，提高实验室的安全等级等，加大对基础教育阶段化学实验的投入，能让区域内的相关学校管理者及教师重视对学生能力的培养，关注学生对化学实验的态度，有针对性地修正教学方案。

（二）创设真实情境，帮助学生理解

相较于其他科目，中学生对化学学科比较陌生。在教学阶段，教师应当尽量从学生生活情境或现实案例出发，创设真实情境，将化学实验与学习的理论以及学生的生活联系起来，帮助学生理解有关化学实验原理、操作步骤以及注意事项等内容。以鲁教版（六三制）九年级“氧气的实验室制取与性质”为例，教师可以先让学生深呼吸，感受教室的空气，再结合生物学知识，询问学生人体呼吸主要需要的是空气中的哪种气体。等学生回答上来之后，教师再让学生回忆此前学过的有关氧气的化学性质，并思考：高原环境普遍缺氧，如果此时去爬珠穆朗玛峰，需要携带什么工具？由此转入到氧气瓶里的氧气是怎么来的，氧气可以怎么被制取等问题，进而引入在实验室制取氧气的内容。在实验开始前，教师还需要向学生说明或重申化学实验室的安全操作规程，并要求学生设计完整的实验步骤，明确如何制取、如何验证和注意事项；在进行过程中，教师应当在实验室内随机巡视，解答学生的问题、适时点拨实验出现小问题的学生，并对表现优秀的学生进行表扬；在实验结束后，教师应当邀请学生对实验过程和实验结果进行评价与总结，帮助学生反思实验过程是否完善，实验结果是否达到预期目标等，以便学生总结经验。

除此之外，为了拓展化学实验在学生日常生活中的存在感，教师也可以将一些演示性的实验转化为让学生课后实验的内容。例如，针对“水的沸腾”实验，教师可以让学生回家观察用电磁炉或烧水壶烧水时的过程，并进行记录和总结；“闻气体的方法”实验可以让学生回家利用家里的花卉、餐桌上的菜、香水等进行练习，从而加深对该方式的印象，不过需要先明确闻的是什么，避免意外发生；“洗涤试验仪器”实验可以让学生通过洗碗、洗水杯等方式进行练习。

（三）运用问题引导，激发学生兴趣

问题引导法是课堂教学中常用的教学方式，既能帮助学生理解知识点，又能锻炼学生的思维能力，让学生养成勤于思考的好习惯。但在使用问题引导法时，教师需要注意两点，一是多选择性问题，二是适当增加反向疑问。由于问题引导法常用，从幼儿教育开始，学生就已经频繁接触问题引导教学，对问题引导法存在一定的依赖和惯性思维。如果教师一味只用二选一的方式进行提问，或只用正向引导提问，学生虽然可以回答正确，却不一定代表理解了其中的原理。因此需要教师在询问时多一些选择，让学生多思考，并采用一定的反向思考引导，培养学生的思辨能力和质疑能力。例如，在学习“木炭的吸附性”时，教师可以询问学生生活中如何应用木炭的吸附性，并要求学生自主探究，自己动手设计一个能体现木炭吸附性的物品；或询问学生在之前测试空气中的氧含量时为什么要使用红磷，不使用木炭等问题，让学生通过与其他物质化学反应的区别增进对该物体化学性质的了解。

（四）以学生为主体，参与实验全程

学生是学习的主体，在进行化学实验课程时，教师应当是引导者和协助者，而不是主宰者。在开展化学实验学习时，应当以学生为主体，让学生参与到实验全程，从发现问题、提出假设开始，让学生一步步完成完整的化学实验应当包括的流程，从而加深学生对化学实验的了解，而不是单纯地认为化学实验就是进实验室操作，得到结果就结束。例如，在进行“实验室制取二氧化碳”时，教师可以先询问学生对二氧化碳的印象，向学生普及二氧化碳并不是废气，也不仅仅是温室气体，而是有它独特的工业用途，如防腐、制冷、灭火等，在引起学生兴趣之后，向学生提出问题“如何在实验室条件下制取二氧化碳”，引导学生回顾以往学过的化学反应中，会产生二氧化碳气体的反应，再以此为基础设计制取二氧化碳的实验，并进入实验室进行验证和总结。在此过程中教师只需要引导学生发现二氧化碳的工业用途、审核学生提交的实验计划以及在实验室进行辅助指导即可。让学生参与到全程中，更有利于提升学生对化学知识和化学实验的整体把握能力。需要注意的是，由于每个学生的化学基础和理论水平不同，教师可以适当采取两至三人一组的形式完成这次实验过程。为了提升学生的参与度，教师可以在开始实验前进行全班范围内的实验计划汇报，将每个学生负责的部分标注出来，并根据负责部分的占比和实验完成效果进行综合评分。

（五）重视实验重难点及实验总结与反思

教材要求的化学实验往往有不同的难度等级，一些比较简单的内容可以让学生自己摸索、自己总结，而一些比较难的内容则需要教师适时进行点拨。教师应当重视对化学实验进行详略、难易处理，将各单元知识进行整合、梳理，按照学生的接受程度进行教学，尤其是重视重难点内容的梳理以及实验总结与反思。在进行重难点讲解时，针对一些比较危险的或容易出错的实验，教师可以先寻找网络教学资源，将实验过程、注意事项等视频播放给学生看，再让学生进实验室复现，降低学生的出错率。在进行实验总结和反思时，教师要引导学生仔细观看自己的实验记录并回忆实验内容，思考是否有更简单方便的步骤进行操作，是否有需要注意的地方没有注意等，培养学生良好的实验习惯以及创新能力。例如，在学习“常见的酸和碱”时，由于浓硫酸和浓硝酸等药品对学生来说比较危险，教师可以播放视频，并根据视频随机进行提问，以确保学生掌握了知识点，在进行演示实验时，可以邀请学生在安全距离外观看，并总结操作要点，也可以提问学生某些做法是否可以互换，如稀释浓硫酸时，是否可以将水倒入浓硫酸中，为什么，或配置浓硫酸和浓硝酸混合溶液的顺序等。在实验结束后，教师需要正确演示如何处理实验残留物，也可以在保证安全的前提下演示如果出现意外应该如何及时补救等，通过应急预案演示，提升学生的实验安全意识。教学观念，从学生的生活实际出发构建实验情境，拓展试验途径、适当采用问题引导和反向引导法，培养学生思辨精神和质疑能力，在让学生参与化学实验时，应当注意实验过程的完整性和结构合理性。实验结束后，还应当及时回顾与反思。将创客教育理念融入化学实验课程的方方面面，有助于培养学生跨学科学习的能力和设计并完成化学实验的能力，培养学生的动手能力与创新能力，帮助学生成为理论与实操兼备的高素质全面人才，更好地适应社会。

四、结语

综上所述，当前我国化学实验教学受到教学理念及教育资源投入等方面的影响，出现了一些问题，而应用创客教育理念，能增加化学实验的实践性、趣味性和丰富性，提升学生对化学实验的兴趣。教师需要积极转变