立足深度学习，优化实验教学
——浅谈高中化学高效开展实验教学的对策

张玉蓓

（甘肃省岷县第一中学，甘肃岷县 748400）

高中化学深度学习要求的深入落实，要求教师能够革新实验教学理念，推动实验教学变革，将学科核心素养培养融入实验教学中，以此实现深度学习的目标。

一、深度学习背景下高中化学实验教学的概述

根据现有的研究理论，深度学习具体指的是立足于学生学科关键能力和核心素质的培养，而不仅仅停留于概念的背诵、知识点的记忆、题目的反复练习。深度学习目标的实现需要教师适当地引导，并且能借助科学的教学模式，让学生在进行深度学习时有方向、有重点、有渠道。对于高中化学学科而言，也需要立足于深度学习，而开展实验教学是实现学科深度学习的媒介与渠道。

深度学习背景下，高中化学实验教学具有鲜明的特点，主要体现在以下几个方面：

一是学生主体性。深度学习主要指的是学生的深度学习，需要学生深入开展学习活动，以获取表面知识背后的内涵与外延。在实验教学中也需要发挥学生的主观能动性，在实验活动推进过程中，教师起着引导与辅助的作用，学生则扮演着推进和获益的角色。所以，深度学习背景下高中化学实验教学的关键特征是学生的主体性。

二是实验深入性。深度学习背景下的高中化学实验教学不是按部就班地做实验，不是仅停留于表面的热闹，而是要以实验为基础，引导学生深入地思考、积极地探究，能在实验中融入问题、设定任务，以此保证实验的深入性，这样才能完成深度学习目标。

三是过程多样性。立足于深度学习要求下的高中化学实验教学，整个实验过程更强调以生为本，更注重学生的实验兴趣，这也就决定了实验活动的多样性。同时，在深度学习要求下，需要学生在实验活动中掌握的知识、培养的素养有很多，这也就决定了实验目标的多样性。在实现这一实验目标的时候，必然需要丰富多彩的实验过程。

二、深度学习背景下高中化学实验教学的作用

深度学习不是单纯对分数的追求，也不是停留于表面的热闹，而是要将学生关键能力和核心素质的培养作为教学内容，从而推动学生更全面地成长。深度学习目标的实现需要借助合适的媒介，其中就包括实验教学。

（一）有助于学生知识结构的建立

高中化学知识体量巨大，理论性强、难度大，这些都决定了学生在学习化学知识的时候不能碎片式理解和记忆，更应该形成一个完整的知识体系，对化学知识的理解不能浮于表面，而是有更加深层次的认知和理解。化学实验可以实现对学生学科知识的全面考查，需要用到的专业知识有很多，需要学生对学科知识能灵活运用。也正是在这样的实验过程中，学生不仅能体会到学习的乐趣，而且能实现对学科知识的有效梳理和学科知识体系的有效建立与完善。

（二）有助于学生学科思维的培养

培养高中生化学思维是学科教学的关键目标，也是学好化学知识的核心支撑。化学思维体现了思考性与探究性，需要学生具有缜密的思维，善于逻辑推理。而这一目标的实现，需要借助实验教学。在实验教学中，学生以实验目标为导向，去思考需要什么样的实验器材，探索实施什么样的实验步骤，感思实验可以实现什么样的效果等。而这一切都需要学生能深入思考、有效探究、科学推理。也正是通过在实验中科学融合，并且积极引导学习提升，才能借助实验培养高中生的化学学科思维。

（三）有助于学生探究能力的培养

探究的核心要求是根据已知量去求解未知量，这是学生学习未知知识的核心素养，也是学生终身学习的关键要求。学生探究能力的培养需要借助高效的实验教学，教师通过设定实验任务，引导学生以教材中的理论知识为基础，通过实验过程中多角度、多方向的探索，思考出问题的答案，而整个实验过程就是学生探究能力培养和提升的过程。同时，实验教学需要学生全程亲身参与实践，能够有效发挥学生的主观能动性，而在这一过程中学生对化学的探究热情会被持续激发，有效活跃了学生的思维，提高了学生的探究能力。

（四）有助于学生学以致用素质的培养

学以致用是一切学科教学的最终目标，是知识存在价值的根本体现，因此深度学习视域下的高中化学学科教学也要立足于学生学以致用素质的培养，包括学以致用的能力、学以致用的意识。而丰富多彩的实验教学是培养学生学以致用素质的重要途径。在实验过程中，学生需要将掌握的理论知识应用到实验操作中，并且思考在生活中如何利用化学知识来更好地学习和成长。同时，学生可以借助实验将化学知识与社会实践结合起来，以此实现学生社会责任感的培养，引导学生积极利用化学知识去创造更美好的世界，这也是学以致用素质的最高要求，是学生成长的最高目标。

三、深度学习背景下高中化学实验教学的策略

（一）融入高阶思维，推动实验教学进度

根据前文分析可知，深度学习的核心要求之一是培养学生的学科思维，教会学生思考和探究。为此，在深度学习背景下的高中化学实验教学需要融入高阶思维，体现出实验教学的思想性。这样通过实验教学就能实现学生学科思维的培养，有力推动实践活动进程。高阶思维不是简单的做题思考，也不是停留于表面的简单推理，更多体现为深层次的思考，能透过知识表面看本质，充分体现了思维的深度与广度，以此着力培养学生学科思维。在实验教学过程中，教师首先需要明确实验教学的目标，对学生有针对性地进行科学的引导，让学生抓住实验的重点，提高学生的分析能力、评价实验结果能力和实验创新能力等。在高阶思维指导下，学生对化学知识的学习有了深度，整个实验教学突破了教材知识的桎梏，实现了延伸与拓展。尤其是学生的思维，可以在实验的推动下更好地发展。

例如，教师在讲解“二氧化硫和硝酸的性质”这一个知识点的时候，可以带领学生开展实验教学，引导学生在实验中对二氧化硫的性质、硝酸的性质有深入的理解。在具体的实验过程中，教师要深入贯彻高阶思维理论，引导学生观察实验现象，深入思考化学方程式在实验中的体现，帮助学生对这一知识点产生系统性、条理性的理解。以实验作为学生理解“二氧化硫和硝酸的性质”的媒介，帮助学生形成控制实验变量的意识，让学生的高阶思维能力、创新意识等得到有效的提升，进而达成培养学生化学核心素养的目标。

（二）设定探究问题，高效推动实验

深度学习背景下的高中化学实验教学需要教师在实验开始之前为学生设计一些探究问题，以推动实验教学进度，引导学生深入实验过程。教师所设定的实验探究问题，一方面要结合教材中的知识点，另一方面要契合高中生的身心发展规律和化学学科核心素养培养的要求。这样的探究问题既能得到学生的支持，也能实现深度学习目标。教师在设定探究问题的时候，要尽可能地保证问题的答案具有开放性，学生通过不同的实验步骤、结合不同的实验原理，可以得出不同的实验结论。通过这一类型问题的设计，推动学生在实验过程中不断创新、不断突破，进而收获更多的知识，不断提高核心素养。

例如，教师在开展“铁及其化合物应用”实验教学的时候，首先引导学生学习Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化原理，然后以此为基础开展相关的实验教学。在实验教学之前教师为学生设计一个探究性的问题——当补铁剂露置在空气中一段时间后，要如何通过实验证明其已经被氧化？这一实验问题给学生的实验活动指明了方向，学生以此为基础，去设计实验方案、搜集实验素材、明确实验目标。为了引导学生更深入地推进实验，教师可以引导学生分组展开问题讨论，并且能借助实验器材去证明如果部分补铁剂被氧化了，那么只需要证明补铁剂中既含有Fe2＋又含有Fe3＋即可。在证明的时候，学生可以取两支试管，在每支试管中滴入适量的补铁剂，然后再分别滴入KSCN 溶液和酸性高锰酸钾溶液，通过溶剂颜色的变化就可以判断补铁剂是否被氧化。通过实验问题引导，学生高质量地完成实验，并且掌握自主探究实验问题的思路，有效提高了实验成效。

（三）创设实验情境，提升实验质量

创设实验情境可以为学生营造一个积极、愉悦的实验氛围，激发学生更高的实验热情。同时，实验情境创设可以帮助学生更好地理解实验环节以及实验要求，拓展实验范围。为此，高中化学教师在开展实验教学的时候，要结合实验内容以及高中生的生活认知和兴趣爱好，为学生创设积极的实验情境。实验情境包括生活化情境、问题情境、多媒体情境等，其中生活化情境就是将学生的生活与实验内容结合起来，通过营造学生所熟悉的生活化实验情境，让学生能够更加轻松地理解实验课程的内容。

例如，教师在讲解“氧化还原反应”这一节内容的时候，为了实现深度学习，需要为学生设计一个实验，主要就是通过化学反应来判断氧化反应、还原反应的异同，理解物质化学反应的本质。在具体实验过程中，教师可以从生活实际出发，为学生创设生活化的实验情境，通过学生熟悉的氧化反应现象和还原反应现象，让学生明白氧化还原反应在生活中的具体存在形式，体会到氧化反应的社会危害性或者价值。在这种生活化情境的助力下，学生对实验过程产生熟悉感，有助于更加深入地推进实验进程。

问题情境就是教师结合提出的实验问题，为学生设计相应的情境，以帮助学生更好地理解问题，并且以问题情境作为实验的导向。多媒体情境主要指的是教师借助现代信息技术为学生创设实验情境。在高中化学学科中，很多实验不能在实验室完成，一方面是因为一些实验对实验室条件的要求极高，普通高中学校难以配备；另一方面是因为一些实验具有虚拟性，难以在客观世界中有效完成。所以，在多媒体实验中，可以将虚拟的或者是学生难以完成的实验过程通过多媒体直观地展示出来，以此带给学生更直观的实验体会。

（四）开展实验评价，升华实验成果

评价是推动教学活动顺利开展的关键力量，也是学生深度学习的根本保证。为此，高中化学教师在推动实验教学的时候需要借助评价手段，一方面推进实验教学进程，另一方面不断完善实验教学细节，助力学生在实验教学中更好地学习。教师在实施实验评价的时候，要坚持过程性评价，也就是重点评价学生在实验过程中的所思、所学、所得，以此帮助学生在实验过程中获取更多的知识与技能。教师还要积极实施多元评价，一方面教师要发挥专业评价的作用，帮助学生在实验教学中获取更多的专业知识，并培养学生的学科核心素养；另一方面还要引导学生开展相互评价和自我评价，进而检验自己在实验过程中的收获，这也是推动学生积极成长的重要契机。

例如，教师在带领学生完成“几种重要的金属化合物”相关实验的时候，要积极开展系统性的评价，而且不应该只局限于教师对学生的评价，还要结合学生自评、生生互评等，这样才能让学生全面立体地认识自身参与实验记录的情况、实验操作的情况以及对实验反应观察的情况等。教师在实施实验评价的时候，需要立足于深度学习要求，多评价学生在实验过程中是否实现专业知识的学习和学科核心素养的培养，并能查找出实验教学中的不足，进而不断完善，使实验教学成效不断提高，学生学科核心素养得到有效培养。

综上所述，随着高中化学新课程改革的深入推进，教师要能够革新实验教学理念、创新实验教学方法，立足于深度学习目标，实现实验教学的有力推进，从而以实验教学为抓手，助力学生建立知识体系、培养学科思维、增强探究能力、养成学以致用素质。在具体的实验教学过程中，还需要教师能融入高阶思维，推动实验教学进度；设定探究问题，高效推动实验；创设实验情境，提升实验质量；开展实验评价，升华实验成果。最终，在实验中完成深度学习目标，着力实现高中化学新课程改革要求，促进学生专业知识的高质量学习和学科核心素养的高效率培养。