高中化學實驗教學創(chuàng)新優(yōu)化策略研究

摘要：《普通高中化學課程標準》《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》等文件的提出，為當今教師教學工作開展提出了新的要求與目標。實驗作為化學學科的重要組成部分，能夠幫助學生更好地理解物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化規(guī)律，并由此建立科學、嚴謹?shù)膬r值觀念。然而就目前來看，高中化學實驗教學仍存在一定程度上的不足，如實驗內(nèi)容單一、學生自主思考不足等，使得教學成效難以達到預期標準?；诖?，本文圍繞高中化學實驗教學展開研究，從教學內(nèi)容、教學形式兩方面提出具體優(yōu)化策略，提升課堂溫度，完善教學形態(tài)，以此增強學生學習體驗，促進其化學素養(yǎng)的個性化發(fā)展。關鍵詞：高中化學；實驗教學；策略研究新教育背景下，聚焦核心素養(yǎng)，構建品質(zhì)課堂已成為高中教育工作者開展教學的重要課題?；瘜W作為一門自然學科，以物質(zhì)構成、物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)運用為核心，旨在幫助學生明確事物的本質(zhì)及發(fā)展規(guī)律，由此樹立正確的化學觀念，促進身心健康成長。實驗是高中化學教學的重要環(huán)節(jié)，其綜合性比較強，且實現(xiàn)了理論與實踐的有機整合，不僅便于學生掌握化學基礎知識，而且也有利于培養(yǎng)學生的探究能力與創(chuàng)新能力，對于學生核心素養(yǎng)的發(fā)展有促進作用。對此，本文將從以下幾個方面展開論述，以期為廣大學者后續(xù)教學工作開展提供些許參考。一、化學實驗的價值分析（一）使化學教學更具趣味性從以往的化學實驗教學來看，學生對于教師的依賴性較強，不利于深化理解學科知識，學生課堂參與度的不足也從一定程度上影響了教學成效。而化學實驗能夠?qū)⒊橄蟮闹R直觀化展現(xiàn)于學生，降低學生理解難度的同時，使其主動參與到思考、探究活動中，聚焦實驗流程，分析操作重點，梳理知識難點，逐步突破實驗困境，更好地把握實驗主題，促進學生綜合學習能力提升。（二）幫助學生總結重難點知識從一定程度上看，化學實驗能夠突出實驗要點，便于學生突破重難點知識，把握學習要領，同時也有利于提升學生的綜合學習效率，幫助學生突破學習難關。以往的學習模式下，部分學生往往通過觀察實驗現(xiàn)象得出結論，不利于深化對實驗主題的理解，而且也容易陷入實驗困境，不利于把握實驗主旨[1]。針對這一情況，教師可進一步改革實驗教學模式，通過問題引導學生進行實驗操作，逐步探索知識結論，構建完整的知識框架。（三）促進學生核心素養(yǎng)的綜合化發(fā)展實驗作為化學教學工作開展的重點，在一定程度上推動了理論和實踐教學的深度融合。高中化學教師要以學生發(fā)展為根本，立足核心素養(yǎng)，明確新課改的新要求、新目標，開展多元化的實驗教學活動，讓學生在學習中掌握知識運用的能力，在實驗中深化知識，跳出機械背誦的學習“怪圈”，從而促進自身實驗操作能力和知識運用能力的個性化發(fā)展。二、高中化學實驗教學的問題（一）實驗教學方式單一我們都知道，興趣是學生的良師益友和不竭動力，這點同樣適用于高中生。他們只有在濃厚興趣的驅(qū)使下，才會以更飽滿和更熱情的姿態(tài)投入學習中來，進而獲得更多學習收益。然而受傳統(tǒng)應試教育思維的束縛，多數(shù)教師常常采用“知識講解+實驗示范鞏固+階段練習”的方式幫助學生記憶，這種模式下雖然能保證學生知識點的記憶，但方式的單一極易影響學生學習積極性，甚至出現(xiàn)“認知困境”的現(xiàn)象，影響教學工作育人任務的落實。（二）實驗過程不甚合理帶領學生深入思考，促進他們積極求索是落實核心素養(yǎng)教育的必要途徑。然而，當前部分教師在化學實驗教學中沒能做到有效的思維引導教育，使得課堂呈現(xiàn)出一種“教師臺上講授，學生被動聆聽”的局面，這顯然是不利于學生思維意識、創(chuàng)新能力以及化學素養(yǎng)發(fā)展的，加之部分學校教育資源有限，難以滿足每位學生實驗操作的需求，使得多數(shù)學生?；ㄙM大量時間進行知識點的消化，而這也在一定程度上影響了教學成效。（三）實驗結果存在誤差目前來看，部分教師多以“教學結論”作為課堂重點展開教學工作，一方面，當下高中生正面臨升學、發(fā)展等多方面的壓力，聚焦“知識直授”的教學工作能夠有效提高學生考試得分率，使其升學得到相應的保障；另一方面，課時安排有限，教學任務繁重，教師很難抽出時間讓學生進行自主學習。在實驗教學過程中，多采用“模仿式”教學模式，即讓學生按照書本教材進行實驗操作，所得現(xiàn)象與教材描述大致相同即為實驗成功，而實驗材料的選擇、用量配比、反應過程等數(shù)據(jù)存在誤差，學生難以從中收獲新的知識，而這也在一定程度上限制了自身科學探究思維的發(fā)展。三、高中化學實驗教學的對策（一）豐富授課模式，激發(fā)學生興趣在化學實驗教學中，為了進一步提升教學效果，教師有必要將趣味實驗引入課堂中來，從而讓學生能夠更加深刻地體悟到化學實驗的魅力與內(nèi)涵，激起他們的學習興趣，保證其學習收益。以“氧化性、還原性”這一知識點為例，開展教學時，教師可為學生展示活潑金屬，如鉀、鈉、銫、銣等，并設計“水點燈”的趣味實驗，即借助活潑金屬的強氧化性，遇水釋放大量熱量，點亮酒精燈芯。在此過程中，教師還可以讓學生思考還有哪些金屬具有同樣的性質(zhì)？并引入元素周期表相關知識，讓學生對表內(nèi)前20號元素展開思考，并在教師的引導下完成實驗操作。通過這種方式能進一步提高實驗教學的趣味性，縮短學生課堂學習的時間，更好地理解和記憶相關知識要點。（二）完善實驗過程，加深學生理解問題作為教育工作者推動教學工作開展的重要環(huán)節(jié)，其不僅能縮短學生融入課堂的時間，提升教學效率，而且多元化的問題能夠幫助學生加深對知識的理解與運用，完善實驗流程，提高教學成效[2]。以“原電池”這一知識點為例，教師首先可組織學生以小組的形式制作“銅鋅原電池”，隨后借助多媒體為學生展示原電池在日常生活中的運用，如，浸泡除鐵銹、心臟起搏器等，并結合生活情境設置多個導學問題引導其進行思考，如：我們?nèi)粘Ｋ玫碾娛窃趺磥淼?？其原理是什么？學生思考過程中，教師可借助多媒體向?qū)W生展示常見的發(fā)電方式（水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能等），并將工作原理以模型動畫進行播放，讓他們總結反應過程能量的轉(zhuǎn)化過程及反應物化學方程式（化學能—熱能—機械能—電能）。針對學生能力間的差異，教師也可引入思維導圖，輔助學生進行實驗操作，以正負極材料選擇，反應環(huán)境為分支，讓學生對當下常見的原電池組展開實驗探究，觀察負極氣泡產(chǎn)生速度來判斷不同材料下的原電池能量轉(zhuǎn)換效率，進而梳理不同材料下原電池的優(yōu)缺點。不僅如此，教師也可圍繞當下綠色化學理念進行知識延伸，為學生展示我國能源車常用的清潔燃料，讓學生以小組的形式思考其工作原理，并嘗試書寫化學方程式。通過這種方式實現(xiàn)化學知識的有效映射，加深學生知識理解的同時，促進其核心素養(yǎng)的發(fā)展。（三）依托媒體技術，規(guī)范學生實驗操作媒體技術作為當下教師教學工作開展常用的工具之一，其展現(xiàn)了良好的教育價值。一方面，能夠?qū)⒊橄髲碗s的化學知識以直觀化的形式展現(xiàn)給學生，降低知識理解難度的同時，使其更好地融入課堂學習中，達到既定目標；另一方面，多種教育資源的交織能夠有效拓寬學生化學思維，使其結合日常情境、生活經(jīng)驗深化對化學知識的理解，進而強化自身學習能力[3]。此外，針對化學實驗而言，媒體技術的介入能夠有效提高實驗教學環(huán)節(jié)的安全性。以“氯氣制取”實驗為例，借助媒體技術能夠有效避免學生因操作不當而造成的污染與危險，又能讓學生更好地觀察到實驗現(xiàn)象，提高學習效率，打造良好的課堂環(huán)境。以“乙醛的銀鏡反應”實驗為例，開展教學時，教師可借助多媒體為學生演示實驗操作流程，并設置如下三個問題，鼓勵學生進行思考：（1）配制銀氨溶液時對試管的要求是什么？（2）為什么不對試管進行直接加熱？（3）是否可以提前配好銀氨溶液？在此過程中，教師也可利用線上模擬軟件，鼓勵學生以小組的形式利用模擬技術軟件對上述三個問題予以反證。例如：有的學生直接對試管進行加熱，導致實驗出現(xiàn)“爆炸”；有的學生在氨水滴加過程中沒有實時觀察，導致氨水滴加過量，同樣引發(fā)了“爆炸”；有的學生試管清潔不徹底，導致加熱過程中試管底部出現(xiàn)黑色的沉淀物等。這種“實際操作”的學習模式下，能夠有效激發(fā)學生科學探究欲望，使其主動參與到實驗過程中，并通過層層推理，總結乙醛銀鏡反應實驗注意事項及步驟，而這對于實驗教學成效的提升有著十分重要的促進作用。不僅如此，針對學生能力間的差異，教師還可借助多媒體技術設置“實驗操作回放”板塊，讓學生重溫自己的操作步驟，并逐步觀察銀氨溶液配制過程中試管底部沉淀溶解情況以及水域加熱過程中銀鏡是如何產(chǎn)生的。通過這種方式，進一步加深學生對于知識的印象，培養(yǎng)其良好的實驗規(guī)范與實驗操作安全意識，提高教學溫度。（四）跨學科知識引導，強化化學思維跨學科指的是一種綜合性的教學方法，能夠?qū)崿F(xiàn)知識的有機整合。以往的學習模式下，學生常依賴單一學科知識進行問題思考、問題解決，而這在一定程度上限制了學生思維的發(fā)散。跨學科理念下，能夠從一定程度上優(yōu)化知識結構，解決單一領域教學中存在的各種問題。以“化學”學科為例，實施跨學科教育能夠拓展教育空間，同時也能為學生構建更為完善的知識體系與學習思路，例如：化學實驗操作中，學生可借助數(shù)學建模思維求解反應物物質(zhì)的量；也可以化學史為線索了解新知。通過這種方式能夠促進學科知識的交叉與融合，強化學生學習積極性與自信心，逐步突破教學難題。以《原電池》一課為例，教師可引入物理、歷史學科知識開展跨學科教學，作為化學學科的重點，原電池同樣與物理、歷史有著高度的關聯(lián)性，對此，在開展實驗前，教師可以“原電池發(fā)展史”為主線，通過視聽資源的引入，幫助學生理解原電池的特性與工作原理。隨后，教師可開展“原電池組裝”的實驗活動，為學生準備硫酸銅、稀硫酸銅片、鋅片、電壓表、電阻等實驗器材，鼓勵學生自組原電池，并利用物理知識嘗試計算原電池的電流、電壓、電阻勢，以此調(diào)動學生學習積極性[4]。在此過程中，教師還可聯(lián)系日常生活，為學生展示原電池在日常生活中的具體應用，幫助學生將知識與日常生活建立有機聯(lián)系。此外，教師也可聚焦化學學科教學目標，細化實驗內(nèi)容，讓學生聚焦“不同原電池發(fā)電效率”開展自主實驗探究活動。通過這種方式幫助學生更好地揭示化學反應本質(zhì)，明確實驗原理，提高學習成效。（五）精確實驗結果，構建知識體系科學嚴謹?shù)膶嶒灲Y果能夠幫助學生更好地理解化學知識，并通過實驗驗證，推導對現(xiàn)有結論予以有效記憶，提高自身化學思維的同時，促進自身核心素養(yǎng)的綜合化發(fā)展，對此，在實際教學中，教師也要完善實驗流程，引導學生自主思考，使其規(guī)范自身實驗操作行為的同時，得到精確的實驗結果，從而構建完整的化學知識體系。以制取乙烯實驗為例，該實驗存在完全反應和不完全反應兩種情況，對此，教師在開展實驗前可設置如下兩個問題，讓學生進行思考：1.如何判斷反應是否產(chǎn)生副產(chǎn)物？副產(chǎn)物應如何進行處理？2.如何判斷反應是否完全？學生思考過程中，教師可引入微小型實驗，即對反應物的用量按照一定比例減少，使反應過程產(chǎn)生的危險副產(chǎn)物對人體無危害。學生實驗探究過程中，教師還可記錄學生的操作流程，并上傳至線上平臺進行視頻制作。一方面，做好課后反思活動的準備，幫助學生明確自身學習存在的問題；另一方面，能夠有效對學生危險操作予以干預，提高實驗安全系數(shù)。不僅如此，針對學生能力間的差異，教師還可借助信息技術開發(fā)相應的視聽資源，規(guī)范學生實驗操作步驟，使其更好地呈現(xiàn)不同條件下對于化學反應的影響[5]。此外，教師還應根據(jù)學生實驗情況建立評價量表，依托實驗過程、實驗結果、結論推導等環(huán)節(jié)對學生能力現(xiàn)狀進行科學分析，并根據(jù)評價項目、評價內(nèi)容、評價標準對評價對象進行層級劃分，以確保教學評價的真實性。同時，教師也要從“宏觀”和“微觀”兩個視角制訂評價量表：宏觀層面的評價主要對學生知識整合能力、信息提取能力進行評價，如：制取乙烯，總結乙烯的化學性質(zhì)（顏色、氣味、在水中的溶解情況等）；微觀層面則以學生化學思維的評價為主，如：乙烯完全、不完全反應的實驗操作