“素养为本”的高中化学课堂实验教学改进研究

罗银先 冯文俊 郑柳萍

摘 要 化学课堂的实验教学是学生化学学科核心素养发展的一条重要渠道。教師要提高认识，积极创造条件 ，在课堂上做好演示 并指导学生实验，增加、补充及改进实验，融合现代信息技术，着力培养学生观察、思考、动手、操作、实践和创新能力，促进 学生化学学科核心素养的形成与发展。

关 键 词 素养为本;高中化学;课堂实验;教学改进

化学作为一门自然科学要以实验为基础。人类 从认识自然到改造世界，从发现物质到制造合成新的 化学物质，都与化学实验密切相关。《普通高中化学课 程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）提出：“化学 实验对发展学生的化学学科核心素养有独特的价 值”。^[1]本文从“素养为本”的教学视角出发，探究高中 化学应如何做好化学课堂实验，培养学生的化学学科 核心素养。

一、更新观念，提高对化学课堂实验重要性 的认识

新课标要求：教师要重视开展“素养为本”的课堂 教学，在课堂上努力创设真实的问题情境，认真开展 好以化学课堂实验为主的多种探究活动，培养学生学 习化学的兴趣、实践能力和创新精神。^[1]但是，目前有 相当部分教师罔顾指导意见与新课标的精神，不重视 化学课堂实验，减少课堂实验或口述讲解实验，或只 在网上下载实验录像来让学生看。课堂上学生亲自 做化学实验的机会越来越少，学习化学的兴趣在下 降。^[2]教师的这些观念和做法，不利于学生实验能力 的培养。化学实验能力建立在学习者的直接经验上， 它有别于抽象的学科知识、原理，它必需通过教师的 演示和学生的动手实验才能获得。直接经验的深刻 意义在于，学习者通过直接认识各种仪器，掌握各种 实验仪器的使用方法、使用功能和化学实验基本操 作，提高了动手能力;通过如实记录实验现象和数据 及后期对数据的处理，形成严谨求实的科学态度和良 好的实验习惯;通过直观的实验现象，建构起学习者 对化学知识的解释，使学习者自觉地遵守实验规则， 养成实验安全与环境保护意识、规则意识。说到底， 化学学科核心素养要求培养学习者具有证据意识，实 验本身不等于核心素养的发展，但它可以给学习者提 供最直接的“证据”，是核心素养发展的重要渠道，不 可或缺。

二、创造条件，开齐开足教材中的所有实验 现行高中化学教材中的实验，要求教师随堂做演 示实验或者学生自己动手做，通过课堂实验的训练， 使学生更深刻地认识实验仪器的使用方法及操作规 范，帮助学生理解教师对实验进行改进的意义，从而 启发学生自行设计和改进实验。

如 Fe（OH）2 的制备实验，教材采用取少量新制备 的FeS04溶液于试管中，用长胶头滴管吸少量NaOH 溶液（用加热煮沸过的冷蒸馏水配制），将滴管尖端插 入试管里溶液的底部，然后再慢慢挤出NaOH溶液，并 认真观察挤出瞬间及后面几秒钟Fe（OHL颜色的变 化。这个实验操作起来很简单 ，现象非常明显 ，在课 堂上曾引起轰动，激发起学生强烈的兴趣。教师可乘 胜追问：为什么FeSO4要新制？为什么NaOH溶液要 用加热煮沸过的冷蒸馏水配置？为什么滴管要另类 操作？如何才能做到Fe（OH）2的“真面目”能比较长时 间地保持？ 思考评价过后，就可以布置学生设计 Fe（OH）2制备实验更加理想的改进方案。学生通过学 习和查阅资料，就会设计出各种各样的方案。此时， 教师一定要做好对各种方案的评价，并将近年来高考 对Fe（OH）2制备实验的创新考查与学生共同讨论分 析。可想而知，若没有认真做好教材中的Fe（OH）2制 备实验，就没有办法顺利地设计出好的实验装置，对 Fe（OH）2制备及性质的理解也就不那么到位。换言之， 化学课堂实验及背后的实验装置，实验装置背后的改 进意图，要展开成一个完整的链条，让学习者顺着教 师搭建的链条一步一步从头走到尾，去落实“科学探 究与创新意识”。把实验开足开齐是为学习者提供了 “发现和提出有探究价值的问题”的前提。

三、增补实验，更好地解释相关原理，增加趣 味性

如苏教版《化学1》中对Na？。？的性质，只在资料卡 中提出，Na2O2是一种淡黄色固体粉末，与H2O反应生 成NaOH和O₂，与CO₂反应生成Na2CO₃和0₂。这样的 描述比较简洁，但较为生硬，忽视了学习者的认知规 律，所以学生很难记住这两个化学反应方程式。但是 如果增加Na2O2与水和NazO？与CO？反应的趣味实验， 那么效果完全不同。用脱脂棉包住少量Na？O2固体粉 末，放在蒸发皿中，然后通过长胶头滴管往脱脂棉上 滴几滴水（或者通过长玻璃导管往脱脂棉上缓缓吹 气），都会很快观察到脱脂棉着火燃烧。按学生已有 知识，水和CO？都可以用于灭火，但这个实验分别是 “滴水生火”“吹气生火”，接着引导学生分析原因，感 受生成氧气以及放热反应，并书写化学反应方程式， 让实验过程与原理更加贴合，能运用模型解释化学现 象，揭示现象的本质和规律。

四、改进实验，使实验更简单易行，突显实验 效果

教师改进教材中的实验，对学生有很强的模仿示 范作用。有时即便是简单的改进，也会发挥出神奇的 效果。虽然谈不上高大上，但对其他同行来说易仿易 学，非常有价值。

图1 Na₂CO₃与NaHCO₃的热稳定性比较 如苏教版《化学2》中做乙醇的催化氧化实验时， 将装有少量无水乙醇的试管，置于50紀左右的热水浴 中，然后将加热的钢丝迅速插入乙醇中，重复操作几 次，观察钢丝颜色的变化及最后乙醇气味的变化。这 个实验可以改成不用水浴加热无水乙醇，将铜丝加热 后直接悬空在试管中无水乙醇的液面上方5mm处，不 但可以观察到铜丝颜色和闻到乙醇气味的变化，还可 以感受到利用灼热的铜丝使乙醇挥发，实验时间也 短。此实验还可以改成将铜丝在酒精灯火焰内外焰 间移动，观察到铜丝颜色变化和感受酒精灯燃烧时内 外焰的酒精燃烧充分情况。

再如，在讨论Na₂CO₃与NaHCO₃的热稳定性时，可 用“套管实验”来改进（如图1）。甲为NaHCOj，乙为 Na？CO3，加热后可观察到，A烧杯中出现气泡后，B烧 杯中才接着出现气泡，A烧杯中气泡减少，但最后只 有B烧杯中的澄清石灰水会变浑浊;同时小试管中内 壁出现小液滴，棉花球中包裹的无水CuSO4粉末变蓝 色。如此改进，对比性更强，同时更进一步认识实验 仪器并创新使用，从而激活学生的创新精神，大胆地 去改进实验，使实验现象更加直观，现象更加明显^[3]。

五、融合技术，为课堂实验增添活力

现代信息技术在化学课堂实验教学中的应用不 断发展，与化学课堂实验教学的融合日益深入。当 前，电子白板、交互式触控一体机、手持技术、数码显 微技术、手机等各种拍照技术等应用逐渐熟练，教师 应积极创造条件融合这些先进技术，让技术的直观性 和形象性服务于课堂实验教学。如应用数码显微镜 观察钢铁的吸氧腐蚀过程，或应用延时摄影技术在短 短几分钟内呈现需几天时间反应才有较明显现象的 钢铁的吸氧腐蚀过程。将反应时间较长、平时课堂难 于完成的实验，采用这些先进的信息技术展示给学 生，推动学生根据宏观现象进行微观探析。

综上所述，化学课堂实验是在新课标背景下的一 种以学习者为中心的教学活动，而这种活动的实质是 教学范式变革，教师综合运用实验方法技能，有机结 合教材的知识与方法，创造条件优化课堂实验教学， 培养观察、思考、动手、操作、实践和创新能力，让学生 感受到化学世界的魅力。

参考文献：

[1] 教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北 京：人民教育出版社，2018.

[2] 魏书彬，陈加柱.浅议高中化学实验教学的问题与对 策[J]化学教学，2015（11）.

[3] 罗银先.发挥化学实验优势培养学生创新意识[J]福 建教育学院学报，2003（9）.

（责任编辑：张贤金）