高中化学教学中开展趣味化学实验的策略探析

苗伟国

摘要：化学实验是化学学科呈现知识的重要载体，是培养学生多元能力、引导其进行科学探究和创新的重要途径。而趣味化学实验是对传统化学实验的创新，其依托于兴趣理论、建构主义理论、需求层次理论、多元智能理论，秉承科学性、知识性、目的性、趣味性的原则，结合化学实验的生活化、新奇性、震撼性的特征展开，有助于多角度、立体化呈现知识，从而进一步激发学生的化学学习兴趣，提升学生的科学探究能力，发展学生的化学素养。

关键词：化学实验；趣味；科学；生活；需求；实验案例；反思

中图分类号：G633.8文献标志码：A文章编号：1008-3561（2024）02-0097-04

在高中化学教学中，实验是学生进行科学探究的重要途径，也是学生研究和学习物质及其变化的基础方法[1]。但教材中的实验以验证性实验为主，不利于调动学生的好奇心和求知欲。对此，教师要积极改进实验方案，将教材中的验证性实验转化为探究性强的趣味性实验，促使学生主动质疑，探究解决问题的有效途径，并成为新知识的探索者和发现者。本文结合教学实践，探究趣味化学实验的理论基础、原则、特征及具体实施策略，以期为化学实验的优化创新提供方法借鉴。

1.兴趣理论

兴趣理论认为，学习是一个全面的、主动的和个性化的过程，学生的学习以兴趣為驱动。关注学生的兴趣需求，强调个人兴趣的重要性，是教师在教学中设计趣味化学实验的重要指导思想。

2.建构主义理论

建构主义理论强调学生是学习的主体，知识是由学生自主建构而来，即在学习过程中，其在原有认知和经验的基础上与外部环境相互作用，形成对知识的新理解，自主建构新的知识体系[2]。因此，教师在教学过程中要充分尊重学生的主体地位，引导学生进行自主探究和思考，而不是灌输知识。建构主义理论为教师提供了设计趣味化学实验的指导思想，可引导其主动了解学生的心理特点和学习需求，让学生在动手操作、观察研究中不断思考，主动建构化学知识体系，解决实际问题，对化学知识形成深度理解。

3.需求层次理论

需求层次理论由美国心理学家马斯洛提出，其强调人的内在需求对行为的重要影响。趣味化学实验可满足学生不同层次的需求，如探究性实验可满足学生对知识的渴望和解决问题的需求，动手操作实验可满足学生对动手操作的需求，与生活相关的实验可满足学生对化学知识在生活中的应用需求[3]。

4.多元智能理论

多元智能理论认为，每个人都具有多种智能，包括数理逻辑智能、语言智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能等，强调人的多元化发展。多元智能理论指导下的趣味化学实验，不仅关注学生对化学知识的掌握，还注重培养学生的动手能力、观察能力、分析问题和解决问题能力，以及合作精神和创新意识等，有助于提升学生的综合素养。同时，多元智能理论强调评价的科学性、全面性，要求教师关注学生的多方面发展，采用多种评价方式，了解学生的学习情况和进步程度。化学实验对部分学生来说具有一定难度，而多元智能理论指导下的趣味化学实验，根据学生的不同智能特点设计不同类型的实验，可降低实验难度，增强学生进行化学实验的信心[4]。

1.科学性

趣味化学实验旨在加深学生对知识的理解，其基于教材中的知识点，实验操作和结果都要符合科学性原则。例如，“铝热反应”是利用铝的还原性，在高温下与氧化物反应生成氧化铝和金属铁或锰。在设计趣味化学实验时，教师要基于科学性原则，确保实验操作科学规范，以保证结果的准确性。

2.知识性

趣味化学实验要与教材中的知识点紧密相关，能帮助学生理解和掌握化学知识。因此，实验的设计要突出教学中的重点和难点，能激发学生的学习兴趣。例如，在“铝热反应”趣味化学实验中，教师要引导学生了解铝热反应的过程、现象和产物，并结合生活和工业中的应用实例，加深学生对知识的理解和记忆。

3.目的性

趣味化学实验要有清晰的目的、明确的实验步骤和完整的实验报告等要素，以培养学生的观察问题和分析问题能力[5]。例如，在“铝热反应”趣味化学实验中，教师要引导学生观察和分析铝热反应的现象和产物，设置一些问题或探究点，让学生进行深度思考和探究。

4.趣味性

趣味化学实验要具有一定的趣味性，融入一些趣味元素。例如，在“铝热反应”趣味化学实验中，铝热反应会产生高温和强烈的视觉效果，如放出大量的光和热，可让学生感受到化学反应的神奇魅力，从而进一步吸引学生的注意力，引发学生的好奇心和求知欲，提升学生的学习兴趣和学习动力。

1.生活化

趣味化学实验的目的是引导学生认识化学在日常生活中的应用，加深学生对化学知识的理解。因此，实验的设计要尽可能地贴近生活，选择日常生活中的物品或现象作为实验对象。（1）活学活用化学史料。趣味化学实验可结合化学发展史上的有趣故事和实验来进行设计，如介绍门捷列夫在编制化学元素周期表时的一些趣闻轶事，或讲述一些化学家在发现新元素、新反应过程中的奇闻趣事，或模拟历史上的著名实验让学生亲身体验化学的魅力，如模拟拉瓦锡的氧化实验来认识燃烧的本质。（2）契合学生的实际生活。趣味化学实验要尽可能地契合学生的实际生活，如将生活中的一些现象和问题引入实验中，让学生明白为什么有些塑料袋不能用来装食品，如何利用化学反应去除冰箱中的异味，如何制作酸碱指示剂等[6]。这些与生活相关的实验，可让学生感受到化学的实用性和趣味性。（3）采用生活化的实验药品。除了使用实验室提供的标准试剂外，教师还可尝试使用日常生活中的一些物品作为实验药品，如使用鸡蛋壳代替碳酸钙，使用白醋代替盐酸等。这些实验药品易于获取，还能让学生感受到化学与生活的紧密联系。

2.新奇性

趣味化学实验只有具有新奇性，才能激发学生的兴趣，吸引学生的注意力。因此，实验设计要尽可能选择一些不常见的化学反应、实验设备，或以特殊的实验操作来营造新奇的气氛。例如，可设计一些涉及光、声、色等感官刺激的实验，或利用一些独特的实验设备、方法来呈现出乎意料的实验结果，如碘钟反应、法老之蛇等[7]。这些实验能让学生感受到化学的神奇魅力。

3.震撼性

在设计趣味化学实验时，教师要选择能产生明显气味、颜色、声音的实验，或能展示一些难以想象的过程或现象，以带给学生强烈的震撼感，给学生留下深刻印象，如氟化氢喷泉、火龙等[8]。这些实验不仅能激发学生的学习兴趣，直观的现象还能让学生真正理解和掌握化学知识。在实验过程中，教师可预先设置一些疑问或悬念来引导学生进行主动思考和探索，如在实验开始前向学生展示一种神奇的化学反应，然后引导其自主探究反应的原理和过程。

1.课堂导入

良好的课堂导入可为趣味化学实验的顺利实施奠定基础。例如，在教学“酸、碱、盐在水溶液中的电离”时，教师可借助“湿手触电”的趣味化情境导入新课，帮助学生掌握电流的形成。为此，在实验之前，教师要准备相应材料，如电解质溶液（食盐水或醋酸溶液）、电极（金属片或导线）、手套等，然后向学生简要介绍实验的操作方法和注意事项，并强调安全问题。接下来，教师就可将电解质溶液倒入容器中，然后插入电极，接通电源。此时，学生能清晰地看到电流的产生和流动。教师可根据实验现象，结合电解质在水溶液中的电离和导电原理，为学生讲解电流的形成过程，即水分子在电解质的作用下会发生电离，产生自由移动的离子，这些离子在电场的作用下会定向移动，形成电流。再引出“电解质”的概念，并向学生介绍电解质的特点和作用，即电解质是一种能在水溶液中产生自由移动离子的化合物，能导电并参与电离过程。

在实验展示和讲解之后，教师可预留一些时间让学生思考和讨论，如引导学生思考电解质在水溶液中的电离和导电原理在实际生活中的应用和意义，以此培养学生的合作精神和思考能力，或设计一些有趣的实验活动，引导学生观察实验现象，并分析这些现象背后的原理，如为学生演示食盐在水中溶解的过程，让学生总结归纳概念，深入理解这些概念的含义和应用，或为学生展示一些常见的酸、碱、盐样品，让学生观察其外观和特点，并分析这些化合物在水中电离的过程和特点。学生通过认真观察和参与互动，可了解电解质和非电解质的概念、特点，理解电离的过程和规律，并在探究实验现象和原理的过程中，形成实验探究能力和创新意识。

2.实验改进

（1）实验简介。实验改进也是激发学生实验兴趣的重要策略。除了在导入环节创设趣味化情境外，教师还要积极改进实验步骤，以增强实验的趣味性。例如，铝热反应的实验效果显著，能放出大量热能，并产生铁水。传统的实验步骤如下。1）准备材料：两个圆形滤纸、氯酸钾、氧化铁粉末、铝粉、镁带、蒸发皿、铁架台、铁圈、沙子、砂纸、燃着的木条。2）步骤：折滤纸→设立装置→混合物质→添加氯酸钾→插入镁带→点燃镁带→观察现象（观察镁带燃烧后的现象）。根据以上步骤，观察到的实验现象是：镁条在纸漏斗中剧烈燃烧，产生大量的热，温度急剧升高，火焰呈耀眼的白光，火星四射，纸漏斗被烧穿后熔融物从漏斗底部滴落，落在沙子中，沙子立刻变得红热。熔融物在沙子中迅速冷却，最终变成黑色固体。

（2）改进过程。铝热反应是一种常见的化学反应，教师可进一步优化原实验步骤，改进其中的不足之处，将其设计为趣味化学实验，以吸引学生的注意力，使其感受到化学的独特魅力。

第一，增强实验趣味性。在趣味化学实验中，教师可使用高锰酸钾和镁粉混合物作为引燃剂，改变实验的引燃方式，使得实验更加神秘和有趣，使用试管作为反应容器，使得实验现象更加直观，让学生清晰地观察到反应发生的进程，或将铝热反应与焊接钢轨等应用相结合，进一步增强实验的趣味性。

第二，优化实验方案。在设计趣味化学实验时，教师要进一步优化实验方案，让实验过程更加简洁。如在“铝热反应”实验中，传统的方法是使用纸漏斗作为反应容器，但其容易受到高温的破坏，并存在物质散落等问题。改进后的实验使用试管作为反应容器，可有效避免上述问题。

第三，提升实验效果。在改进后的“铝热反应”实验中，教师使用试管作为反应容器，可让学生更加直观地观察到反应发生的进程，进一步提升实验的说服力，并加入适量的氯化铵等物质来加快反应的进行，使得实验现象更加明显、震撼。需要注意的是，在实验过程中，教师要引导学生注意操作规范和实验细节，确保实验的准确性和可靠性。例如，在加入铝热剂和引燃剂时，要缓慢进行，避免大量加入导致试管破裂等危险情况发生。

第四，结合实际应用。在“铝热反应”趣味实验设计中，教师可将生活常识和化学知识相结合，引导学生了解化学知识在生活、生产中的应用，如将铝热反应与焊接钢轨等相结合来提升实验的实际应用价值，或演示铝热反应在工业生产中的应用案例。

第五，确保实验的安全性。趣味实验必须严格按照要求来操作，以保证实验或演示的安全性和有效性。如在“鋁热反应”实验中，传统的方法是使用镁带作为引燃剂，存在一定的安全问题。改进后的实验使用高锰酸钾和镁粉混合物作为引燃剂，并在引燃剂上滴加甘油，避免使用火柴等易燃物品，以此提高实验的成功率和安全性。此外，实验过程中会产生大量的烟雾，对环境有一定影响，而使用大可乐瓶、脱脂棉做一个吸烟罩，既能减少环境污染，又可避免实验操作台面受到损害，进一步提高实验的安全性。

可见，实验改进需要综合考虑实验的趣味性、方案优化、观察效果、实际应用和安全性等多方面因素，教师要在实践中不断探索，逐步完善趣味实验的步骤，以充分发挥其价值。

3.改进反思

可以说，改进后的趣味化学实验案例对于提高课堂教学效果具有积极作用，而如何将实验案例与教学设计紧密结合在一起，进一步发挥趣味化学实验的价值和作用，对教师来说是一大挑战[9]。下面以“铝热反应”在金属资源综合利用中的应用为例，反思趣味化学实验案例與教学设计的融合。“金属矿物的开发利用”的教学目标是让学生掌握金属的冶炼方法。铝热反应作为一种金属冶炼方法，是教学中的重点实验。在教学设计中，教师可将趣味化学实验与科普小视频相结合，并配合文字描述，使得整个教学活动生动形象且有趣。

（1）教学内容设计。第一，介绍金属的利用历史和先后顺序。可通过展示不同金属的发现时间及其在人类文明史中的应用，帮助学生了解金属资源的重要性和利用历史。第二，阐述铝热反应的基本原理和反应条件。可通过动画演示和简洁明了的文字描述，让学生掌握铝热反应的原理和发生条件。第三，分析金属的冶炼方法和工业应用。可详细介绍铝热反应在金属冶炼中的应用及其优缺点，同时介绍金属冶炼的其他方法。第四，探讨铝热反应在金属资源综合利用中的应用。可通过具体实例，让学生了解铝热反应在“金属矿物的开发利用”中的作用。第五，探究铝热反应对金属资源开发利用的影响。可通过科普小视频和文字描述，让学生了解铝热反应对金属资源开发利用的影响，并引导学生进行深入思考。

（2）实验案例。铝热反应在金属矿物开发利用中的应用可通过趣味实验展示，让学生直观感受该反应的魅力，并探讨该反应的应用前景。在此过程中，教师要进一步优化化学实验步骤，使其趣味性更强，如利用铝热反应制作“烟花”，让学生在亲手操作中感受到化学反应的神奇之处。

（3）教学案例与教学设计融合。为将趣味化学实验案例与教学设计紧密结合，教师可将实验案例穿插在教学设计中，以突出教学重点和难点，让学生在实践中掌握知识点[10]。这就需要教师利用科普小视频和文字描述将知识点生动形象地呈现给学生，再借助趣味化学实验引导学生主动探究，让学生在轻松愉快的氛围中掌握知识，提高学习效率。

综上所述，在高中化学教学中，趣味化学实验有利于激发学生的化学学习兴趣，提升学生的科学探究能力，发展学生的综合素养。基于此，教师要积极探究化学实验中传统步骤的优化策略，使其转化为具有生活化、新奇性、震撼性特征的趣味化学实验，培养学生化学学习能力、科学探究能力，提高学生化学学科核心素养。

参考文献：

[1]伏彩彩.高中化学教学趣味化的探索与实践[D].银川：宁夏大学， 2021.

[2]刘敬.趣味实验在高中化学实验教学中的应用研究[J].数理化学习，2021，（04）：57-58.

[3]于斌.探究高中化学课堂教学中趣味实验的应用[J].数理化解题研究，2021，（09）：85-86.

[4]李彦杰.高中化学教学中趣味化学实验的应用探讨[J].高考，2020，（22）：13.

[5]黄镜溢.高中趣味化学实验的应用研究[D].武汉：华中师范大学， 2020.

[6]赵銮庆.中学化学实验的趣味化设计与应用[D].重庆：西南大学， 2020.

[7]甘俊平.高中化学教学中趣味实验的应用研究[J].甘肃教育，2019，（15）：80.

[8]周峰.趣味化学实验在化学教学中的应用探究[J].成才之路，2019，（20）：62.

[9]赵清霞.高中化学课堂教学中趣味实验的应用[J].中学化学教学参考，2018，（16）：44.

[10]苏晓.趣味化学实验在高中化学课堂教学中的作用[J].焦作师范高等专科学校学报，2016，32（03）：75-76.

Exploration of Strategies for Conducting Interesting Chemistry Experiments in Senior Middle School Chemistry Teaching

Miao Weiguo

（Yongdeng County No.1 Middle School， Lanzhou City， Gansu Province， Lanzhou 730300， China）

Abstract： Chemical experiments are an important carrier for presenting knowledge in the field of chemistry， and an important way to cultivate students’ diverse abilities and guide them to conduct scientific exploration and innovation. Interesting chemical experiments are an innovation of traditional chemical experiments， which rely on interest theory， constructivism theory， hierarchy of needs theory， and multiple intelligence theory. Adhering to the principles of scientificity， knowledge， experimentation， and fun， combined with the characteristics of daily life， novelty， and shock of chemical experiments， they help to present knowledge from multiple angles and dimensions， thereby further stimulating students’ interest in chemistry learning， Enhance students’ scientific inquiry ability and develop their chemical competence

Key words： chemicalexperiments；fun； science；life； requirements；experimentalcases； introspection