彭智生

摘 要：實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)中的重要項(xiàng)目，在教育改革背景下，課程標(biāo)準(zhǔn)中多次提到培養(yǎng)學(xué)生思維的重要性。因此，教師需要積極探索高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化路徑，以發(fā)展學(xué)生思維為核心目標(biāo)組織相關(guān)活動，為學(xué)生提供更加廣闊的發(fā)展空間。本文運(yùn)用案例分析法以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法提出教師可以通過巧妙導(dǎo)入情境、緊扣核心問題、集中討論解釋、延伸拓展內(nèi)容、完善評價(jià)反饋等方式對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，助力學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)；思維；培養(yǎng)策略

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂，以下簡稱《課標(biāo)》）中多次提到“思維”，強(qiáng)調(diào)在高中化學(xué)中需要通過有效手段培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維能力，這對廣大教師提出了更高要求。化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在文件的指引下，為保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，以真實(shí)操作啟發(fā)學(xué)生思維，教師需要深入分析學(xué)生的個(gè)性化差異，結(jié)合其實(shí)際訴求重構(gòu)教學(xué)方法，讓學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)會學(xué)習(xí)，愛上化學(xué)，為后續(xù)深度學(xué)習(xí)或從事相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、發(fā)展學(xué)生思維的重要性

為更好地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動方案，筆者與其他教師進(jìn)行溝通，了解當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展情況，并從學(xué)科特點(diǎn)、社會需求、教育改革需求這三個(gè)角度出發(fā)，對培育學(xué)生思維能力的重要性進(jìn)行總結(jié)，具體如下：1.學(xué)科特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)是化學(xué)發(fā)展的靈魂，同時(shí)也是化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常進(jìn)行的一種教學(xué)活動，能充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。關(guān)注對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，能使學(xué)生在自主操作中實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究方法，通過實(shí)驗(yàn)深化對基礎(chǔ)概念的了解，進(jìn)一步促進(jìn)有意義的知識建構(gòu)。與此同時(shí)，以發(fā)展學(xué)生思維為目標(biāo)組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，也能幫助大家在曲折的設(shè)計(jì)過程中不斷探索優(yōu)化路徑，從不同角度出發(fā)解決問題，在培育學(xué)生思維的過程中伴隨著學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展[1]。2.社會需求：隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，我國教育方向也發(fā)生了一定的變化，由傳統(tǒng)以培育知識型人才轉(zhuǎn)換為培育綜合型人才，強(qiáng)調(diào)人才素質(zhì)的均衡發(fā)展?；谛聲r(shí)代背景，教師通過高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維能力，可以幫助學(xué)生在良好的學(xué)習(xí)氛圍中，逐漸擺脫對教師的盲目依賴，借助教師的有效指導(dǎo)，通過合作學(xué)習(xí)以及自主探究的方式積累經(jīng)驗(yàn)。在長期實(shí)踐中，學(xué)生將會逐步掌握科學(xué)探究的基本方法，啟迪智慧，增強(qiáng)自身的合作能力與創(chuàng)新精神，這都是新時(shí)代人才必備的基本能力。3.教育改革需求：《課標(biāo)》中對高中階段化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行了深度總結(jié)，并強(qiáng)調(diào)學(xué)生需要通過學(xué)習(xí)建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架、發(fā)展學(xué)生演繹推理、系統(tǒng)假設(shè)、辯證等思維能力。結(jié)合教育改革的相關(guān)要求，利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)落實(shí)相應(yīng)目標(biāo)，將重點(diǎn)放在發(fā)展學(xué)生思維上，可以使學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)發(fā)展，幫助學(xué)生形成未來發(fā)展需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。

通過上述總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)展學(xué)生思維能力正在成為高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主旋律以及重點(diǎn)培養(yǎng)目標(biāo)。因此，教師需要及時(shí)更新自身思想理念，以促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展為主題開展相關(guān)研究，更好地利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維能力，增強(qiáng)教學(xué)活動的有效性，為祖國輸送更多優(yōu)秀的化學(xué)人才。

二、在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何發(fā)展學(xué)生的思維

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并非由教師全權(quán)負(fù)責(zé)，為達(dá)到發(fā)展學(xué)生思維的目標(biāo)，教師需要充分發(fā)揮自身引導(dǎo)作用，誘導(dǎo)學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)，促使其根據(jù)教師提供的情境及問題做出假設(shè)，以自主實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作的方式積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展自身學(xué)習(xí)能力。下文，為筆者結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)整理出的實(shí)踐案例，以供廣大教師參考借鑒，期望推動高中化學(xué)教育的持續(xù)發(fā)展。

（一）巧妙導(dǎo)入情境，引發(fā)學(xué)生深度思考

現(xiàn)階段部分學(xué)生在參與高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中常存在內(nèi)驅(qū)力不足、缺乏自主思考意識等問題，嚴(yán)重限制學(xué)生思維發(fā)展。為突破困境，教師需要以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主，結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題，采取情境創(chuàng)設(shè)的方式，鼓勵學(xué)生在真實(shí)情境中尋找與化學(xué)相關(guān)的線索，并就情境現(xiàn)象進(jìn)行提問，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)活動的開展做好鋪墊[2]。這樣一來，既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能幫助學(xué)生在挖掘線索、發(fā)現(xiàn)問題的過程中建立學(xué)科知識與生活的聯(lián)系，發(fā)展其思維能力。

以蘇教版高一必修第二冊《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》一課教學(xué)為例，在本課實(shí)驗(yàn)活動開始前，教師首先帶領(lǐng)大家復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)知識，幫助大家進(jìn)一步了解生活中的不同形式電池，初步建立化學(xué)能與電能的聯(lián)系。為幫助學(xué)生達(dá)成理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的基本原理，教師可以首先利用多媒體技術(shù)向?qū)W生分享電腦、手機(jī)、電子手表等圖片，喚醒學(xué)生的已有生活經(jīng)驗(yàn)，并從這些圖片中搜集共性。根據(jù)教師的引導(dǎo)，大部分學(xué)生能夠正確表達(dá)以上內(nèi)容都是電子產(chǎn)品，離不開化學(xué)電源。通過真實(shí)情境使學(xué)生了解化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。接下來，借助情境信息，教師可以提出思考問題：化學(xué)電源是如何對外提供電能的？就此引出本課實(shí)驗(yàn)主題，指導(dǎo)學(xué)生利用稀硫酸、鋅片、銅片、導(dǎo)線等材料參與自主實(shí)踐，整理化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的反應(yīng)式，掌握原電池反應(yīng)的基本原理。

設(shè)計(jì)說明：利用與學(xué)生生活息息相關(guān)的內(nèi)容為情境素材，巧妙引出思考問題，可以幫助大家更好地了解化學(xué)在生活中的使用價(jià)值。值得關(guān)注的是，在應(yīng)用此種方法創(chuàng)設(shè)情境階段，教師還需要密切結(jié)合學(xué)生認(rèn)知能力與身心發(fā)展特點(diǎn)，盡量選擇生活中常見的內(nèi)容，防止情境難度較高影響正常實(shí)驗(yàn)順序。

（二）緊扣核心問題，鍛煉學(xué)生思維能力

問題是發(fā)展學(xué)生思維的重要手段，通過有效提問能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度思考，基于化學(xué)原理分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，做好化學(xué)概念與實(shí)驗(yàn)之間的密切聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生理解能力。因此，結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題，教師應(yīng)設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)的思考問題，為學(xué)生指明實(shí)驗(yàn)的方向以及在探究中需要達(dá)成的基本目標(biāo)。通過問題驅(qū)動的方式，鍛煉學(xué)生思考問題、分析問題的能力，有效提高教學(xué)質(zhì)量[3]。

以蘇教版高二選擇性必修第一冊《化學(xué)反應(yīng)速率》一課教學(xué)為例，在本課教學(xué)中學(xué)生需要認(rèn)知化學(xué)反應(yīng)速率，并能設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)對化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行測定，再分析不同條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響?；趯W(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力，在研究不同條件的影響過程中，教師可以通過問題鏈的設(shè)計(jì)驅(qū)動學(xué)生深度思考。首先，教師總結(jié)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，然后再借助控制溫度提高發(fā)酵效率、利用冰箱保鮮食物等現(xiàn)象提出核心問題：改變反應(yīng)條件能使反應(yīng)速率發(fā)生什么變化？以問題為導(dǎo)向，指導(dǎo)學(xué)生分別參與濃度對反應(yīng)速率的影響、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響、溫度對反應(yīng)速率的影響、催化劑對反應(yīng)速率的影響等實(shí)驗(yàn)，并在學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過程中，圍繞核心問題再次提出延伸性問題。如：其他條件相同時(shí)增大反應(yīng)物的濃度會發(fā)生什么變化？硫代硫酸鈉溶液會與稀硫酸發(fā)生什么反應(yīng)？壓強(qiáng)改變對反應(yīng)速率的影響是否可以被忽略？溫度的升高會導(dǎo)致反應(yīng)物活化分子數(shù)目增多嗎？由淺入深地幫助學(xué)生在探究中解決問題，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)說明：問題驅(qū)動可以達(dá)到發(fā)展學(xué)生思維的目的，但為保障每一位學(xué)生都能順利參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，教師需面向不同能力學(xué)生設(shè)計(jì)不同難度層次的問題，促使每一位學(xué)生都能順利解決與自身發(fā)展區(qū)間相貼近的問題，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，感受化學(xué)的魅力。

（三）集中討論解釋，深化基本概念認(rèn)知

化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展的目的，一方面是為發(fā)展學(xué)生動手操作能力，幫助其實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，另一方面是為借助真實(shí)操作幫助學(xué)生加深對化學(xué)原理的認(rèn)識。在實(shí)驗(yàn)活動中，為保障學(xué)生思維得以長足發(fā)展，教師可以利用合作學(xué)習(xí)的方式，指導(dǎo)各組成員分享本組的實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)心得，總結(jié)實(shí)驗(yàn)活動中蘊(yùn)含的化學(xué)現(xiàn)象，通過總結(jié)、交流的方式進(jìn)一步深化基礎(chǔ)概念，在良好的學(xué)習(xí)氛圍下提高整體學(xué)習(xí)水平。

以蘇教版高三選擇性必修第三冊《芳香烴》一課教學(xué)為例，在講解芳香烴的來源與應(yīng)用階段，教師提到芳香烴作為單體生成的高分子化合物，用于生活中常見的塑料水杯、包裝材料等生產(chǎn)過程中，大多是由苯乙烯為單體聚合而成的聚苯乙烯制品。為進(jìn)一步幫助學(xué)生了解苯的同系物的性質(zhì)，教師在班級內(nèi)開展兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動，并指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在班級中進(jìn)行分享。在討論過程中，各小組都能順利對在甲苯中加入酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行振蕩的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并分享實(shí)驗(yàn)成果：通過本次實(shí)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)試管中的高錳酸鉀溶液褪色，苯的同系物可與高錳酸鉀溶液發(fā)生反應(yīng)。且如果與苯環(huán)直接相連接的碳原子上連接氫原子，該苯的同系物與苯環(huán)相連的烷基通常被氧化為羧基。同時(shí)，還有部分小組查找其他相關(guān)資料，分享本組的實(shí)驗(yàn)成果，提出甲苯等物質(zhì)還能夠發(fā)生鹵代、硝化等取代反應(yīng)，并利用國防以及民用爆破等事件證明結(jié)論，在班級中形成良好的交互氛圍。

設(shè)計(jì)說明：以集中討論的方式能促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，汲取他人經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)充并完善自我認(rèn)知。在學(xué)生交流中，教師要扮演好引導(dǎo)角色，鼓勵他組成員勇于質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并提出自己的不同意見，幫助大家在質(zhì)疑、思考中實(shí)現(xiàn)思維的螺旋上升

發(fā)展。

（四）延伸拓展內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用意識

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中，教師在培養(yǎng)學(xué)生思維能力的基礎(chǔ)上，還需要指導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識順利用于實(shí)際問題解決當(dāng)中，通過實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)自身綜合能力[4]。考慮到教材中提供的學(xué)習(xí)內(nèi)容有限，教師可以借助多媒體技術(shù)手段，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為學(xué)生適當(dāng)補(bǔ)充拓展與化學(xué)知識相關(guān)的資料，促使學(xué)生通過補(bǔ)充學(xué)習(xí)進(jìn)一步感受化學(xué)與生活的密切聯(lián)系，樹立正確的應(yīng)用意識，在發(fā)展思維的同時(shí)提高核心素養(yǎng)。

以蘇教版高一必修第一冊《氯氣及氯的化合物》一課教學(xué)為例，在本課教學(xué)中教師運(yùn)用瑞典化學(xué)家將濃鹽酸與軟錳礦混合一起加熱的歷史化學(xué)故事進(jìn)行導(dǎo)入，向?qū)W生介紹了氯氣的發(fā)現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的基本方法。為幫助大家更好地了解氯氣的性質(zhì)以及應(yīng)用，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生利用金屬鈉作為材料，使用濾紙吸干金屬鈉表面的煤油，再將其置于石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱到熔成球狀，將盛有氯氣的集氣瓶倒扣在上方觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)反應(yīng)推測生成物，運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行表示，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明活潑金屬鈉與氯氣產(chǎn)生反應(yīng)會生成氯化鈉。為進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，教師可以借助多媒體為學(xué)生補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，邀請大家觀察氯氣在水中的溶解實(shí)驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察幫助大家了解氯水的性質(zhì)。接下來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)主題，為使學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)知識運(yùn)用目標(biāo)，教師可以借助實(shí)驗(yàn)中氯氣能溶于水的現(xiàn)象，指導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象出發(fā)，分析氯氣在生產(chǎn)生活中的使用，并分析含氯漂白劑與潔廁劑為什么不能夠放在一起使用，由此將學(xué)生思維不斷引入深處，幫助其在問題解決中深化對實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)知。

設(shè)計(jì)說明：由實(shí)驗(yàn)活動所反映的現(xiàn)象引出生活相關(guān)問題，可以幫助學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中意識到化學(xué)學(xué)習(xí)的重要價(jià)值，促使大家的思維由淺層不斷向深層發(fā)展。

（五）完善評價(jià)反饋，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)收益

評價(jià)是教學(xué)活動中的重要組成部分，在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生完成實(shí)踐后，教師將大部分的時(shí)間都用于知識講解，并未關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的綜合表現(xiàn)，導(dǎo)致學(xué)生的反思、辯證等思維能力無法得到有效發(fā)展。為解決這一問題，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動結(jié)束后，教師需要面向?qū)W生的綜合表現(xiàn)做出評價(jià)，邀請學(xué)生進(jìn)行學(xué)后反思，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)分析不足，促進(jìn)學(xué)生思維的長久發(fā)展。

以蘇教版高一必修第一冊《元素周期律和元素周期表》一課教學(xué)為例，在本課學(xué)習(xí)中教師為學(xué)生設(shè)計(jì)了“鹵素性質(zhì)的遞變”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生利用氯水、溴水等材料探究鹵素非金屬性的強(qiáng)弱，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并整理化學(xué)方程式。在基礎(chǔ)知識講解完畢后，大家都能順利通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)同一主族元素的原子最外層電子數(shù)與核電荷數(shù)之間的聯(lián)系。針對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動中的表現(xiàn)，教師需要及時(shí)進(jìn)行整理、總結(jié)，在肯定學(xué)生積極學(xué)習(xí)行為的同時(shí)，提出部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中存在的操作安全問題，并指導(dǎo)其樹立正確的安全意識，幫助大家了解部分化學(xué)物質(zhì)因存放不當(dāng)可能造成的隱患。基于教師評價(jià)，學(xué)生還需要開展學(xué)后反思，分享自己在實(shí)驗(yàn)中收獲的心得，形成良好的交互氛圍。最后，為使學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容，教師還可以圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課后練習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生整理元素周期表，尋找元素金屬性以及非金屬性的遞變規(guī)律。

設(shè)計(jì)說明：有效評價(jià)能起到促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的積極作用，教師需要采用多元化的手段以發(fā)展學(xué)生思維能力為核心目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障大家能通過評價(jià)不斷完善自我，為后續(xù)參與深度化學(xué)探究奠定基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，在教育改革背景下，教師需要將培養(yǎng)學(xué)生知識技能為重點(diǎn)轉(zhuǎn)向培育學(xué)生思維能力，關(guān)注對學(xué)生思維的塑造，巧妙利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以情境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計(jì)、合作討論、資料分享等方式營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，幫助學(xué)生順利提高個(gè)人核心素養(yǎng)。相信在廣大教師的共同努力下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量將逐日遞增，推動學(xué)科課程改革發(fā)展，為祖國輸送更多優(yōu)秀化學(xué)人才。

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