施珍

摘 要：實驗教學一直被認為是化學教學的核心，為學生提供了一個理解化學原理和現(xiàn)象的平臺。在高中化學教育中，實驗教學特別有助于促進理論知識與實踐的結(jié)合，更好地激發(fā)學生的學習興趣。通過實驗教學，學生不僅能夠獲得知識，還能培養(yǎng)他們的團隊合作和溝通技能。然而，隨著教育環(huán)境的變化，實驗教學也面臨著一系列的挑戰(zhàn)，如設(shè)備和材料的限制、課時和課程結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，以及管理和學生能力差異帶來的問題。針對這些挑戰(zhàn)，本文提出了一系列策略，旨在提高高中化學實驗教學的有效性，包括教學內(nèi)容的創(chuàng)新、實驗教材的完善、教師的培訓和強化學生的實驗準備和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高中化學；實驗教學；有效性

隨著21世紀科學技術(shù)的飛速發(fā)展，理科教育尤其是化學教育的地位日益凸顯。高中階段，作為學生學科知識體系建立的關(guān)鍵階段，化學課程為學生的未來學習和職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。然而，僅靠傳統(tǒng)的教室授課方式，很難使學生真正掌握和應用化學知識。這就需要一種更為直觀、實踐的教學方法——實驗教學。實驗不僅僅是簡單地演示化學反應，它是一個融入了探究、實踐和團隊合作的綜合性過程。但與此同時，實驗教學也面臨著種種挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)會影響到教學的效果和學生的安全。因此，如何有效地進行高中化學實驗教學，成為教育者和研究者關(guān)注的焦點。

一、高中化學實驗教學的優(yōu)勢

（一）實驗教學促進理論知識與實踐的結(jié)合

實驗教學在高中化學教育中具有不可或缺的地位，它為學生提供了一個直觀、實踐的平臺，使得化學的抽象理論得以具體化、實物化。理論知識，不管其深度或廣度如何，如果沒有得到實際的應用，學生往往會覺得枯燥和缺乏興趣。而化學實驗恰恰提供了一個橋梁，連接著化學的基本理論和實際應用。首先，化學實驗使得復雜的化學反應和原理變得形象化。例如：平衡常數(shù)、酸堿度和電化學原理等抽象的概念，通過實驗不僅可以變得容易理解，而且可以直觀地展現(xiàn)其變化和作用。學生可以親自觀察并分析實驗結(jié)果，從而更好地理解和掌握這些化學原理。其次，實驗教學加深了學生對化學知識的記憶。通過親手操作、觀察實驗現(xiàn)象，學生可以更深刻地體驗到化學反應的魅力，從而激發(fā)他們對化學的興趣。實踐性的學習方式也使得知識更易于長期記憶，因為它涉及了多種感官的參與，如視覺、嗅覺和觸覺。最后，實驗教學還提供了一個完美的場所，使得學生可以將所學知識應用到實際問題中。面對真實的化學問題，學生需要運用所學的知識和技能，進行思考、分析和解決。這種問題解決的過程不僅加強了學生的實踐能力，還提高了他們的批判性思維和分析能力。

（二）激發(fā)學生的學習興趣和探究精神

實驗教學的另一大優(yōu)勢是它有助于激發(fā)學生的學習興趣和探究精神。化學，作為一門自然科學，其核心是探究，而探究精神正是實驗教學所要培養(yǎng)的。對于許多學生來說，化學是一個充滿了困惑和挑戰(zhàn)的學科。復雜的化學公式、晦澀的化學反應和抽象的原理使得學生覺得化學是一個遙遠和難以觸及的領(lǐng)域。但是，當這些知識通過實驗得以具體展現(xiàn)時，學生的學習態(tài)度往往會發(fā)生轉(zhuǎn)變。實驗的直觀性和趣味性往往能夠吸引學生的注意力，使得他們對化學產(chǎn)生濃厚的興趣[1]。此外，實驗教學為學生提供了一個自主探究的平臺。在實驗中，學生不僅僅是被動地接受知識，他們還可以主動地提出問題、設(shè)計實驗、觀察和分析結(jié)果。這種自主探究的過程，使得學生能夠體驗到科學研究的樂趣，從而激發(fā)他們的探究精神。更為重要的是，實驗教學培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)。面對實驗結(jié)果，學生需要批判性地思考，進行邏輯分析，從而得出結(jié)論。

（三）培養(yǎng)學生的團隊合作和溝通能力

化學實驗的很多環(huán)節(jié)需要學生進行團隊協(xié)作。從準備試劑、設(shè)備，到執(zhí)行復雜的操作步驟，再到數(shù)據(jù)的記錄和分析，很少有學生能夠獨立完成整個實驗。更常見的情況是，可以將學生分為小組，每個人在實驗中都有特定的角色和職責。這種組織形式，要求學生學會分工、合作，確保整個實驗過程的順利進行。這不僅僅是一個技術(shù)性的任務，更多的是一個團隊合作的任務。在這個過程中，學生學會了如何與他人合作，如何有效地分配和承擔責任，以及如何解決團隊中的沖突。除了團隊合作，溝通能力也是化學實驗中必不可少的。實驗中，學生需要準確、清晰地交流信息，如實驗步驟、觀察到的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析的結(jié)果等。一個簡單的溝通失誤會導致實驗的失敗。因此，學生必須學會如何有效地與團隊成員交流，確保每個人都明確理解自己的任務和目標。這種溝通不僅僅是單向的，更多的是雙向的，需要學生學會傾聽、理解他人的意見，以及提出自己的建議和問題，在這個過程中，培養(yǎng)了學生溝通和團隊合作的技能。

二、高中化學實驗教學面臨的挑戰(zhàn)

（一）設(shè)備和材料的限制

高中化學實驗教學雖有諸多優(yōu)勢，但在實際操作中，設(shè)備和材料的限制往往成為一個突出的挑戰(zhàn)?；瘜W實驗的順利進行，很大程度上取決于實驗所需的設(shè)備和材料。但在實際的高中實驗教育環(huán)境中，許多學校面臨著設(shè)備老化、不齊全或材料短缺的問題。一方面，設(shè)備的老化和磨損會影響實驗的準確性。例如：過時的分光光度計無法提供準確的吸收率讀數(shù)，而破損的試管會導致化學品的泄漏。這不僅影響學生的實驗結(jié)果，還會對學生的安全構(gòu)成威脅。此外，由于維護和更新設(shè)備需要資金投入，一些學校會因經(jīng)費有限而延遲設(shè)備的更新[2]。另一方面，與設(shè)備的問題相似，材料的限制也給實驗教學帶來了困境。高純度的化學試劑和耗材往往價格不菲，特定的實驗材料會因供應鏈問題而難以獲得。在這種情況下，教師需要修改實驗方案，使用替代材料，但這會影響實驗的效果和結(jié)果。

（二）課時和課程結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)

除了硬件資源的問題，課時和課程結(jié)構(gòu)也為高中化學實驗教學帶來了一系列的挑戰(zhàn)?；瘜W實驗通常需要比理論課更多的時間。從準備、操作到結(jié)果分析，一個完整的實驗往往需要數(shù)個小時甚至更長時間。然而，在現(xiàn)實的教學環(huán)境中，學生的每一節(jié)課通常僅有40到45分鐘。這意味著許多實驗無法在一個課時內(nèi)完成，而需要跨越多個課時，甚至多天。這不僅使得實驗的連續(xù)性受到打斷，也會導致學生對實驗失去興趣。此外，課程結(jié)構(gòu)的問題也給實驗教學帶來了挑戰(zhàn)。在許多學校，化學實驗課并不是一個固定的、單獨的課程，而是與理論課程交錯設(shè)置。這使得教師在規(guī)劃課程時面臨著困難，需要確保實驗教學與理論教學的同步性，確保學生在實驗中可以運用到他們在理論課中學到的知識。

（三）安全性和管理問題

在實驗教學中，安全始終是首要關(guān)心的問題。化學實驗室是一個復雜的環(huán)境，涉及各種化學物質(zhì)、器械和設(shè)備，不恰當?shù)毓芾砗褪褂枚紩е聺撛诘娘L險。首先，許多化學實驗涉及有毒、腐蝕或易燃的物質(zhì)。不正確地儲存、使用或處置這些物質(zhì)都會帶來安全風險。例如：某些化學物質(zhì)在接觸空氣或水時會產(chǎn)生有害的氣體或爆炸。這些都需要嚴格的操作規(guī)程和儲存方法，以確保安全。其次，實驗操作中的失誤也是導致意外的常見原因。一個簡單的誤操作，如加熱過度、用錯試劑或是混合不相容的化學品，都會導致危險的后果。很多情況下，學生由于經(jīng)驗不足、操作不當或是對化學物質(zhì)性質(zhì)的不了解而導致實驗事故[3]。最后，實驗室的管理也是安全的關(guān)鍵。良好的實驗室管理不僅包括對化學物質(zhì)的管理，還涉及設(shè)備的維護、廢物的處理以及應急預案的制訂。一個沒有得到妥善管理的實驗室，很容易成為意外事故的高風險區(qū)。

（四）學生的基礎(chǔ)和能力的差異

每個學生都是獨特的，他們的學習背景、興趣和能力都有所不同。這種差異在高中化學實驗教學中尤為明顯，帶來了一系列的挑戰(zhàn)。對于那些在初中就已經(jīng)積累了豐富實驗經(jīng)驗的學生來說，高中的實驗會更為輕松。但對于那些之前很少或沒有接觸過化學實驗的學生來說，高中的實驗會變得很有難度。他們會感到害怕或不安，害怕自己操作失誤或是無法完成實驗任務。另外，學生的學習風格和速度也各不相同。一些學生需要更多的時間和指導來掌握實驗技能，而另一些學生則可以很快地獨立完成任務。這種差異使得教師在教學中需要為每個學生提供個性化的支持和指導。再者，學生對化學的興趣和態(tài)度也會影響他們在實驗中的表現(xiàn)。對化學有熱情的學生往往更加投入和專注，而那些對化學沒有興趣的學生則會感到厭煩或是分心。

三、提高高中化學實驗教學有效性的策略

（一）教學內(nèi)容和方法的創(chuàng)新與優(yōu)化

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和教育理念的更新，高中化學實驗教學的內(nèi)容和方法亦需與時俱進。而要確保學生在實驗中的全面發(fā)展和對知識的深入理解，對教學內(nèi)容和方法的創(chuàng)新與優(yōu)化顯得尤為關(guān)鍵。首先，將現(xiàn)代科技融入實驗教學中。例如：使用計算機模擬實驗，不僅可以為學生提供更為直觀的化學反應過程，而且可以避免使用高成本或潛在危險的化學物質(zhì)。此外，利用數(shù)字化工具，如智能傳感器和數(shù)據(jù)分析軟件，學生可以更精確地收集和分析數(shù)據(jù)，增強實驗的準確性[4]。其次，采用項目式或主題化的教學方法。這意味著不再局限于單一的實驗操作，而是圍繞一個核心主題或現(xiàn)實問題，進行系列實驗的設(shè)計和探究。例如：圍繞“環(huán)境污染”這一主題，學生可以進行水質(zhì)分析、大氣污染檢測等一系列實驗，從而更深入地理解化學在實際生活中的應用。再次，加強與其他學科的交叉融合?；瘜W不是孤立的科學，它與物理、生物、數(shù)學等學科都有緊密的聯(lián)系。通過實驗教學，可以將這些學科的知識點與化學實驗相結(jié)合，讓學生從多個角度理解和探討問題，培養(yǎng)他們的跨學科思維能力。最后，鼓勵學生參與實驗設(shè)計和決策過程。傳統(tǒng)的實驗教學往往是教師給出一個固定的實驗流程，學生按部就班地完成。而現(xiàn)在，可以允許學生在一定的框架內(nèi)，自主選擇實驗材料、方法和設(shè)備，甚至設(shè)計自己的實驗方案。這不僅能夠提高學生的創(chuàng)新能力，還可以培養(yǎng)他們的批判性思維和問題解決能力。

（二）實驗教材和輔助工具的更新與完善

對于實驗教材，應確保其內(nèi)容的科學性和實用性。這意味著，教材不僅要涵蓋最新的科學發(fā)現(xiàn)和研究成果，還要注重實驗的實際操作和應用。此外，教材應具有一定的開放性和靈活性，允許教師和學生根據(jù)實際情況進行調(diào)整和補充。實驗輔助工具則包括各種實驗設(shè)備、儀器和軟件。隨著技術(shù)的進步，很多傳統(tǒng)的實驗設(shè)備都已被更為先進、精確的設(shè)備所替代。例如：傳統(tǒng)的分光光度計已逐漸被高分辨率的分光光譜儀所取代。這些新設(shè)備不僅提高了實驗的精度，還為學生提供了更為豐富和直觀的實驗數(shù)據(jù)。除此之外，數(shù)字化工具和軟件也在實驗教學中起到了越來越重要的作用。例如：數(shù)據(jù)收集和分析軟件可以幫助學生更方便地處理和分析實驗數(shù)據(jù)，而計算機模擬軟件則可以為學生提供一個虛擬的實驗環(huán)境，允許他們在不進行實際實驗的情況下進行各種探索和實驗。

（三）教師培訓和發(fā)展

教師的專業(yè)培訓和持續(xù)發(fā)展對于提高實驗教學的有效性具有決定性的作用。為此，要定期為教師提供最新的化學實驗技術(shù)和方法的培訓。隨著化學研究的發(fā)展和新技術(shù)的涌現(xiàn)，實驗方法和工具也在不斷更新。教師必須隨時更新自己的知識庫，確保他們的教學內(nèi)容和方法都是最先進的。同時，提供跨學科的培訓機會。化學與許多其他學科如物理、生物、環(huán)境科學等都有交叉。鼓勵教師參與這些交叉學科的培訓，可以幫助他們更好地整合不同學科的知識，為學生提供更為全面和深入的實驗教學[5]。此外，鼓勵教師參與學術(shù)研究和交流活動。這不僅可以幫助教師更新他們的專業(yè)知識，還可以為他們提供與同行交流和分享經(jīng)驗的機會。通過這些交流活動，教師可以了解到最新的教學方法和技巧，進一步提高自己的教學能力。

（四）強化學生的實驗前準備和后期總結(jié)

在實驗前，教師應確保學生充分理解實驗的目的、背景和預期的結(jié)果。這可以通過討論、預習、問答等方法來實現(xiàn)。此外，學生應該對實驗所需的設(shè)備、材料和方法都有一個清晰的了解。這可以確保學生在實驗中不會因為基本的操作問題而浪費時間或造成錯誤。實驗后的總結(jié)是對實驗過程和結(jié)果的深入思考，它可以幫助學生鞏固和深化他們的理解。學生應該總結(jié)實驗的主要發(fā)現(xiàn)和結(jié)論，與預期的結(jié)果進行對比，分析原因。同時，學生還應該對實驗中出現(xiàn)的問題和困難進行反思，思考如何在以后的實驗中避免這些問題。為了鼓勵學生進行深入的總結(jié)，教師可以設(shè)置一系列的指導性問題，引導學生對實驗進行深入的思考。這些問題可以包括實驗的背景、方法、結(jié)果的意義、改進方法等。此外，鼓勵學生進行小組討論和分享，可以幫助他們從不同的角度看待實驗，得到更為全面和深入的理解。在這些討論中，學生可以分享他們的發(fā)現(xiàn)、經(jīng)驗和看法，相互之間進行交流和學習。

結(jié)束語

高中化學實驗教學在學科教育中占有不可替代的地位。通過對其優(yōu)勢、挑戰(zhàn)以及策略的深入探討，能夠更明確地認識到它的重要性和應對方式。但值得注意的是，每所學校、每位教師、每個學生的情況都有所不同。因此，在應用上述策略時，要根據(jù)具體情境進行調(diào)整，確保其效益最大化，讓實驗教學真正為學生的化學學習之路增添光彩。

參考文獻

[1]孫隆芳.在高中化學項目化實驗教學中培養(yǎng)核心素養(yǎng)[J].華夏教師，2023（14）：33-36.

[2]潘柳琳，施建成.核心素養(yǎng)視域下的高中化學實驗教學策略探究[J].南寧師范大學學報（自然科學版），2023，40（1）：236-240.

[3]藺延潔，衛(wèi)波，楊鳳嬌，等.開放性實驗在高中化學教學中的重要性和必要性[J].云南化工，2023，50（2）：153-154，173.

[4]楊小琴.核心素養(yǎng)視角下的高中化學實驗教學策略研究[J].甘肅教育研究，2023（1）：57-59.

[5]岳秀娜.如何在高中化學教學中開展探究性實驗[J].科學咨詢（教育科研），2022（9）：173-175.