【摘要】實驗課在高中化學(xué)教學(xué)中有非常重要的地位,教師可以通過實驗課引導(dǎo)學(xué)生驗證理論知識,探究化學(xué)規(guī)律,促進學(xué)生化學(xué)綜合素養(yǎng)的形成與發(fā)展。《普通高中化學(xué)課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“高中化學(xué)新課標”)明確了學(xué)生必做的18個實驗,而人教版高中化學(xué)教材(2019年版,全文同)也據(jù)此對必做實驗的內(nèi)容進行了合理的設(shè)計。文章首先分析高中化學(xué)新課標必做實驗的特點、內(nèi)容與目標,再分析人教版高中化學(xué)教材中必做實驗的設(shè)計特點和內(nèi)容特點,從而提出開展必做實驗教學(xué)的建議,以期提高高中化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);新課標;必做實驗;實驗教學(xué)
作者簡介:王勤坤(1989—),男,安徽省亳州市利辛縣第七中學(xué)。
高中化學(xué)新課標對高中化學(xué)實驗的實踐活動進行了更加明確的規(guī)定,要求學(xué)校和教師要認識到實驗課程的重要性,運用好化學(xué)實驗課程,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)?;瘜W(xué)實驗對于化學(xué)教學(xué)來說非常重要,教師通過實驗的開展可以使課本中枯燥的理論知識變得生動直觀,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象和變化,深入理解化學(xué)理論知識,提升化學(xué)思維能力。因此,筆者從高中化學(xué)新課標必做實驗的內(nèi)容出發(fā),分析人教版高中化學(xué)教材中關(guān)于必做實驗的設(shè)計特點和內(nèi)容特點,據(jù)此提出化學(xué)實驗的教學(xué)建議。
一、高中化學(xué)新課標中必做實驗分析
(一)學(xué)生必做實驗的特點
新課標指出實驗探究是一種重要的科學(xué)實踐活動,是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的構(gòu)成要素之一,明確了18個必做實驗。從“必做”兩個字可以看出這18個實驗的特點。一個是強制性,即不管是什么地區(qū)的高中學(xué)校,不管是什么基礎(chǔ)水平的高中生,都必須要完成這18個實驗,這就為教師的實驗教學(xué)劃定了范圍;第二個是基礎(chǔ)性,因為它們既然是必做實驗,那么它們應(yīng)該是所有課程和實驗的基礎(chǔ),能夠讓大部分學(xué)生都可以完成。
(二)學(xué)生必做實驗的內(nèi)容與目標
筆者對高中生必做的18個實驗內(nèi)容進行分析,有這些發(fā)現(xiàn)。從知識角度去分析,這18個實驗都涉及了高中化學(xué)課程的核心概念和原理;從能力角度去看,這18個實驗主要是訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作能力、化學(xué)想象能力、化學(xué)推理能力等;從實驗類型上去分析,這18個實驗基本上都屬于制備和配備化學(xué)物質(zhì)類實驗。這18個實驗的目標是通過實驗加深學(xué)生對重點知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰Γ瑥亩岣邔W(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。
二、人教版高中化學(xué)教材中必做實驗分析
(一)必做實驗的設(shè)計特點
人教版高中化學(xué)教材在必做實驗的欄目設(shè)置和內(nèi)容分布上有自己的特色。在欄目設(shè)置上,將18個必做實驗都安排在“探究”欄目中,并且在必做實驗前面進行了標注。這就有效解決了舊版教材中的實驗內(nèi)容分布散亂和沒有標注的問題。在內(nèi)容分布上看,第一,對必做實驗的題目和內(nèi)容進行了細化,比如將“鐵及其化合物的性質(zhì)”的實驗細化成“鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)”以及“補鐵劑中鐵元素價態(tài)”的實驗。第二,對內(nèi)容模塊順序進行了調(diào)整,比如將“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”的內(nèi)容調(diào)整到了“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”的內(nèi)容前面,使得化學(xué)知識能更好地服務(wù)于化學(xué)實驗,充分體現(xiàn)了內(nèi)容的銜接性和整體性。
(二)必做實驗的內(nèi)容特點
1.更加關(guān)注學(xué)生的化學(xué)思維和化學(xué)能力
化學(xué)思維是指了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化的概念和定律以及物質(zhì)間的相互聯(lián)系,并據(jù)此概括出化學(xué)規(guī)律的思維活動方式。而化學(xué)能力是指能通過自己所學(xué)習(xí)的化學(xué)知識來理解和解決所遇到的化學(xué)問題的能力。在化學(xué)教學(xué)過程中,教師常常會采用提問的方式引導(dǎo)學(xué)生通過思考去解決問題,從而使學(xué)生形成化學(xué)思維和化學(xué)能力。因此人教版高中化學(xué)教材在每個必做實驗的后面都安排了“思考與討論”的環(huán)節(jié)。
比如在“鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性”的實驗中,其“思考與討論”的環(huán)節(jié)要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)元素周期表發(fā)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)的變化規(guī)律。學(xué)生在思考問題的過程中,從化學(xué)元素在元素周期表中的位置分析其結(jié)構(gòu),再探究其性質(zhì),從而慢慢形成科學(xué)的化學(xué)思維。在“搭建球棍模型認識有機化合物分子結(jié)構(gòu)的特點”的實驗中,其“思考與討論”的環(huán)節(jié)要求學(xué)生根據(jù)碳原子的成鍵特點,推測4個碳原子的烴有多少種結(jié)構(gòu)。從而使學(xué)生形成化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)由其結(jié)構(gòu)所決定的化學(xué)思維,為今后的學(xué)習(xí)奠定理論上的基礎(chǔ)。在“反應(yīng)條件對化學(xué)平衡移動的影響”的實驗中,其“思考與討論”的環(huán)節(jié)要求學(xué)生發(fā)現(xiàn)溫度、空氣濃度等外界變化對于化學(xué)反應(yīng)的影響是有規(guī)律的,通過實驗現(xiàn)象和理論結(jié)合推斷出化學(xué)平衡移動模型,從而使學(xué)生掌握運用化學(xué)知識的能力。
2.更關(guān)注探究性和開放性
在化學(xué)教學(xué)中,對開放性問題進行研究有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神。人教版高中化學(xué)教材中的必做化學(xué)實驗就體現(xiàn)了探究性和開放性。人教版高中化學(xué)教材必做實驗中的研究類實驗,要求學(xué)生首先進行性質(zhì)的預(yù)判,再選擇相應(yīng)的試劑進行驗證,最后進行分析和總結(jié)。其中,從預(yù)判性質(zhì)到選擇試劑進行驗證的環(huán)節(jié)都未給出具體的操作流程,只是提供了多種實驗試劑和數(shù)據(jù)讓學(xué)生自由選擇,充分體現(xiàn)了實驗的探究性和開放性。而必做實驗中的原理探測類實驗,要求學(xué)生首先選擇研究的視角,再從研究視角出發(fā)開展實驗,最后進行分析總結(jié)。在實驗過程中,學(xué)生根據(jù)不同的認知水平可以選擇從不同的角度去思考問題,也充分體現(xiàn)了探究性和開放性。以“不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”的實驗為例進行討論。這個實驗需要學(xué)生先了解硫元素常見的化合價有-2、0、+4、+6,然后再從中選取一個合適的價態(tài)物質(zhì)。選擇好之后就開始進行相關(guān)的實驗,可進行二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩岬膶嶒灮蛘咧苯邮褂脕喠蛩猁}進行實驗探究,最后選擇相應(yīng)的氧化劑和還原劑進行驗證,從而進行總結(jié)和分析。這樣開放性的實驗過程提升了實驗的探究性,使學(xué)生在進行實驗的過程中培養(yǎng)起一定的思維能力和創(chuàng)新能力。
3.更加關(guān)注方法引導(dǎo)和探究思路點撥
化學(xué)是一門基于原子和分子,研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)性課程。要學(xué)好化學(xué),就要有一定的化學(xué)思路和方法。人教版高中化學(xué)教材中的必做實驗更加關(guān)注引導(dǎo)學(xué)生的方法和思路,因此設(shè)置了“方法引導(dǎo)”的欄目,要求學(xué)生能將理論性的知識轉(zhuǎn)化為實踐性的操作,使化學(xué)實驗過程能被理論所引導(dǎo),將化學(xué)思維和能力通過實驗表現(xiàn)出來。比如,在“用化學(xué)沉淀去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的實驗中,其“方法引導(dǎo)”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生從兩個不同的角度設(shè)計相關(guān)的實驗步驟和實驗方式。而在“鹽類水解的應(yīng)用”的實驗中,其“方法引導(dǎo)”環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗的要求,用反向思維制備氫氧化鐵膠體,最終得到想要的化學(xué)物質(zhì)。
三、必做實驗教學(xué)的建議和思考
綜上所述,人教版高中化學(xué)教材中必做實驗的設(shè)計體現(xiàn)了高中化學(xué)新課標關(guān)于必做實驗的要求。人教版高中化學(xué)教材凸顯了必做實驗在教材中的重要地位,重視實驗課程本身對于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和能力的作用,設(shè)計的實驗更具有開放性與探究性,同時注重引導(dǎo)學(xué)生開展實驗的方法和思路。高中化學(xué)教師在開展實驗教學(xué)的過程中要準確把握教材編寫者的編寫意圖和思路,以高中化學(xué)新課標為指引,合理統(tǒng)籌安排實驗課程,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗探究能力,提高化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量。對此,筆者提出以下三點建議。
(一)充分挖掘“思考與討論”的教學(xué)價值,注重化學(xué)思維與能力的培養(yǎng)
高中化學(xué)實驗注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和化學(xué)能力,而人教版高中化學(xué)教材必做實驗的“思考與討論”環(huán)節(jié)不僅重視學(xué)生的實驗過程,更加關(guān)注學(xué)生在實驗過程中所展現(xiàn)的化學(xué)思維和能力,因此教師要充分挖掘其中的教學(xué)價值。以“配制一定物質(zhì)的量濃度溶液”的化學(xué)實驗教學(xué)為例。該實驗的“思考與討論”環(huán)節(jié)中設(shè)計了各種有難度的問題,要求教師明確可以使用的相關(guān)實驗器材,指導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)的具體操作,根據(jù)整個實驗的過程對自我的化學(xué)認知進行反思,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)幕瘜W(xué)思維。因此,在開展此實驗的教學(xué)過程中,化學(xué)教師要對“思考與討論”設(shè)計的思考題進行深入的研究,理解其中想要培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維和化學(xué)能力的設(shè)計意圖。教師還要根據(jù)學(xué)生的實際情況適當(dāng)改進實驗問題,在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生把握實驗問題的重點,對問題進行思考和探究,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實踐能力、推斷能力、總結(jié)和反思能力等相關(guān)化學(xué)能力,促使學(xué)生形成相關(guān)的化學(xué)觀念,最終提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。
(二)重視學(xué)生的主體地位,設(shè)計具有探究性和開放性的實驗環(huán)節(jié)
人教版高中化學(xué)教材中的必做實驗更具探究性和開放性,需要教師研究如何合理設(shè)計實驗環(huán)節(jié),使學(xué)生在開放性的實驗過程中深入探究,有效培養(yǎng)自主探究的能力。教師要基于實驗的開放性和探究性,充分重視學(xué)生在實驗課程中的主體地位,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。但是教師也要注意一個問題,具有開放性和探究性的實驗對學(xué)生的知識水平和實驗?zāi)芰μ岢隽溯^高的要求,對學(xué)生來說,完成這樣的實驗具有一定的難度。為了保證學(xué)生能夠順利有效地完成實驗,在具體的實驗過程中教師要根據(jù)實驗的目的和學(xué)生的實際情況及時調(diào)整實驗環(huán)節(jié)??傊處煵粌H要重視學(xué)生的實驗過程以及對實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)的過程,還要合理設(shè)計具有開放性和探究性的實驗環(huán)節(jié),讓學(xué)生順利開展實驗,在自主探究中提升自己的實驗?zāi)芰Α?/p>
(三)結(jié)合“方法引導(dǎo)”,注重引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法
教師要重視人教版高中化學(xué)教材在每個必做化學(xué)實驗后面增加的“方法引導(dǎo)”欄目,利用此欄目幫助學(xué)生使用正確的化學(xué)方法開展實驗。比如在“元素化合物”內(nèi)容的必做實驗中,教師要利用其“方法引導(dǎo)”中關(guān)于化合價的學(xué)習(xí)思路,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗來理解化合價,改變死記硬背化學(xué)價的方法。此外,教師還要充分利用教材中關(guān)于實驗裝置的設(shè)計思路、對溶液的分析思路以及對物質(zhì)的鑒別思路等去引導(dǎo)學(xué)生,助力學(xué)生提升化學(xué)能力。當(dāng)然,除了利用“方法引導(dǎo)”中的方法思路,教師也可以根據(jù)實際情況引導(dǎo)學(xué)生從不同的思路去搭建化學(xué)認知框架,發(fā)散學(xué)生的思維,使學(xué)生在嘗試不同的化學(xué)實驗方法的過程中更深入了解化學(xué)知識,從而學(xué)會自己從更多的角度探究化學(xué)實驗,充分發(fā)展實驗探究能力。
結(jié)語
對于高中化學(xué)課程來說,必做實驗是其非常重要的組成部分。而有的高中化學(xué)實驗教學(xué)比較形式化,沒有充分發(fā)揮出化學(xué)實驗在培養(yǎng)學(xué)生各種能力方面的作用。對此,教師要重視化學(xué)實驗教學(xué),要按照高中化學(xué)新課標“精心設(shè)計實驗探究活動”的要求,充分研究高中化學(xué)教材中必做實驗的設(shè)計意圖,結(jié)合高中生的實際情況,設(shè)計合理的化學(xué)實驗教學(xué)過程。在開展實驗教學(xué)過程中,要重視引導(dǎo)學(xué)生通過操作去驗證在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識。教師要通過化學(xué)實驗,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維與化學(xué)能力,從而逐步提高學(xué)生解決陌生化學(xué)問題的能力。此外,學(xué)校也要支持化學(xué)實驗教學(xué)的開展,保障高中生進行化學(xué)實驗的權(quán)利,給必須完成的化學(xué)實驗課程安排合理的課時,嚴格按照化學(xué)實驗室常用標準,配備專業(yè)的實驗教師,并配備化學(xué)實驗課程所需要的實驗器材,從而確?;瘜W(xué)實驗課程能夠順利開展。
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