婁朋曉 萬鵬飛

（河南省羅山縣高級中學，河南 羅山 464200）

隨著新教材和新高考的全面實施，《普通高中化學新課程標準》要求在化學教學中滲透化學核心素養(yǎng)、研究化學實驗設計理念、培養(yǎng)科學思維、樹立社會責任的思想，在此背景下，基于核心素養(yǎng)開發(fā)高中化學趣味實驗的研究是具有研究前景和現實意義的。從化學的本源物質入手，用好化學實驗這個工具，讓學生學會自己設計實驗方案并加以遷移應用，體現出化學源于生活，用于生活的學科特點，顯著提升教學效果的同時培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，落實立德樹人的根本要求。

一、基于核心素養(yǎng)開發(fā)趣味化學實驗的原則

《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》明確指出:“實驗教學是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑?！敝袑W化學實驗教學過程中師生交互設置、豐富學生學習活動、探索實驗課堂情境、創(chuàng)新實驗設計等對于新課程實驗教學改革有重要價值。

（一）安全性原則

教師在設計和改進趣味實驗的時候首先要考慮的就是實驗的安全性原則，在保證安全的基礎上進行實驗設計和改進，達到化學實驗容易操作，結果明顯，過程安全的效果。

（二）科學性原則

化學是一門以科學事實為依據的自然學科，通過實驗操作和實驗現象分析化學實驗的原理，探討化學反應的原理及本質，總結出化學變化的規(guī)律，體現出化學的科學性?；瘜W教學過程中開發(fā)趣味實驗設計時必須重視其科學性，通過創(chuàng)新實驗設計能夠培養(yǎng)學生科學思維和學科核心素養(yǎng)。

（三）趣味性原則

高中化學實驗雖然很多，但大多數的實驗就是照本宣科地按照課本上規(guī)定的操作和步驟進行重復操作，目的就是自己動手驗證實驗結果以及實驗現象是否和教材上描述的是否一致，這樣容易造成學生對做化學實驗的興趣減弱，機械重復容易禁錮學生創(chuàng)新思維，不利于培養(yǎng)學生科學意識。針對這些情況，我們開發(fā)和改進化學趣味實驗，增強學生對化學實驗的興趣，培養(yǎng)學生實驗操作能力，進而提高學生化學學科素養(yǎng)的同時，也提高了學生的化學成績，增強了學科自信。

（四）綠色化原則

習近平總書記說：“綠水青山就是金山銀山?！蔽覀冊谠O計和改進趣味化學實驗的時候要貫徹綠色化學原則，并在設計和改進化學實驗的同時，著力培養(yǎng)學生的綠色化學的理念。首先考慮從源頭上解決問題，盡量選擇綠色無污染的原料，還應考慮化學反應的流程以及產物處理問題，盡可能地讓產物實現循環(huán)利用。同時考慮微型化實驗裝置可以更充分利用藥品從而減少浪費，既可節(jié)約開支，又能避免污染環(huán)境，同時又保證了實驗的安全。

二、基于核心素養(yǎng)開發(fā)趣味化學實驗的模式

（一）教材實驗趣味改進與校本教研相結合模式

把趣味化學實驗的研究與校本教研相結合，以常規(guī)教學為載體，圍繞課堂教學情境與社會生活實踐情境教學，把趣味化學實驗有效貫穿于教學活動中，在化學教學中不斷將研究成果進行化學課堂實踐，解決高中化學實驗在教學中存在的問題，堅持實驗創(chuàng)新與課堂實踐相結合，實驗案例與課堂建構相結合，調動學生上課的積極性和參與熱情，激發(fā)學生學習化學的興趣。

（二）趣味化學實驗解密生活百科創(chuàng)新應用模式

通過設計趣味化學實驗與生活體驗相關聯的課程，積極打造旅游游覽、游戲闖關、廚房化學、化學與日用品的解說、化學魔術等項目，利用生活中常見的器材和常見的原料，設計開展化學趣味實驗，生活中有化學，化學中有生活，從而培養(yǎng)學生的思考能力和動手能力。

（三）趣味化學實驗結合社團活動的探究實踐模式

通過趣味化學社團開展趣味化學知識競賽、趣味化學知識講座進社區(qū)、教大家自制精油皂、做米酒、簡易滅火器等小制作活動來提升學生們學習化學的興趣，并且在各種有趣的社會實踐課程活動中提升學生的化學核心素養(yǎng)。

（四）趣味化學實驗助力教學技能大賽的課程設計模式

結合羅山高中新校區(qū)舉辦的特色賽課活動“年度課堂教學創(chuàng)新大賽”活動，將自己開發(fā)的趣味化學實驗融入到教學設計案例中去，通過參加比賽充分調動教師們的積極性，激勵老師互相交流、學習，促進提高全?；瘜W學科教學水平。

（五）趣味化學實驗研究成果轉化為校本課程推廣應用模式

將我校各位化學老師的優(yōu)秀趣味化學實驗資源整合到校本課程中，以高中化學教材為導向設計趣味性化學實驗，或者是對現有的實驗資源進行收集整理并改進創(chuàng)新后，匯總整理趣味化學實驗的設計、反思、論文、視頻等資料形成資源庫推廣，并撰寫高中化學趣味實驗的校本課程，從而有效提高課堂教學水平。

三、基于核心素養(yǎng)開發(fā)趣味化學實驗的教學策略

（一）營造學習氛圍，激發(fā)學習動力

問渠那得清如許，為有源頭活水來。我們應該爭做一名學習型的教師，努力完善自己的知識結構和教學技能。真正的教學不僅要搭建起通向化學與應用的橋梁，還要搭建通向知識與能力的橋梁?！安唤浺环畯毓牵牡妹坊〒浔窍恪?，教師作為學生求學路上的引路人，更要樹立加強教研、終身學習的理念，加強理論學習的同時實時搜索出現的最新研究成果，豐富自己的情景素材積累。

對比研究各個版本的高中化學教材，充分理解教材編者的布局謀劃，把不同版本化學教材上的化學實驗進行本土化改進，形成符合學情的趣味化學實驗，以自己的化學課堂為第一抓手，不斷將開發(fā)改進的化學趣味實驗融入課堂教學中去。在實踐中不斷反思，在改進中不斷提升，通過自己的行動營造濃厚的學習氛圍，在無形中激發(fā)了學生學習化學的動力，提升了化學成績的同時，也提升了教師自身學習教研能力，強化了科研水平，促進了教師的專業(yè)化發(fā)展。大家都積極投入到教學的總結和反思中，通過對各類化學趣味實驗資源的不斷開發(fā)和整理，形成具有我校特點的化學趣味實驗校本課程、擴充教學資源，取得了階段性的收獲，編寫的化學趣味實驗的校本課程通過縣教育局的驗收通過，并榮獲一等獎。

（二）創(chuàng)設實驗情境，提升學習興趣

化學知識源于生產生活，了解生產活動中、生活情境中包含的化學現象以及規(guī)律，能激發(fā)學生對化學的探究熱情和學習興趣。利用生活中的常見物質為學生設計化學趣味實驗，調動學生學習化學的積極性，在情境解釋中養(yǎng)成科學思維習慣。

在化學教學過程中，通過趣味化學實驗可以把很多枯燥的實驗操作以趣味化的過程呈現出來，比如硫氰化鉀檢驗三價鐵離子的實驗操作，我們可以將其放到課前，用以引入鐵鹽的教學，課前可以先用濾紙折疊成一朵小花，然后我們可以將硫氰化鉀溶液噴上去，使其表面含有硫氰化鉀溶液，此時花是白色，可以先展示給同學們，然后開始給學生做一個魔術，用含有鐵離子的溶液噴在花的表面，這時花會變成紅色，形成了一個對比，一個小實驗呈現出了趣味魔術的魅力，也呈現了化學的神奇，將抽象化的理論知識更加直觀地呈現了出來。再如空瓶生煙、水能生火、吹氣生火等課本上所涉及到的實驗，轉化成神奇的魔術，形成神秘感，一個個鮮活的教學案例和豐富的情境素材，不僅讓化學核心素養(yǎng)落地生根，而且激發(fā)了同學們學習化學的興趣，原來課堂真的可以如此有趣，學習竟然也可以如此快樂。

在化學課堂上通過創(chuàng)設實驗情境很容易打造出輕松愉悅活潑有趣的課堂氛圍，使化學課堂更加有趣高效。

（三）開展實驗探究，培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)

在開展趣味化學實驗的活動過程中，教師按照有關建構主義學習理論以及杜威的“做中學”理論，引導學生討論參與實驗，設計改進實驗。如氫氧化亞鐵的制備過程，常規(guī)的實驗是使用液封、用還原性氣體排除裝置內的空氣等操作來制備氫氧化亞鐵，此時我們可以利用生活中常用的注射器，吸收硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液，使其在注射器內產生氫氧化亞鐵，既避免了與空氣接觸，同時又用生活中的儀器進行操作，使學生都可進行操作，且實用性強，此實驗改進注重學生的全過程參與，且能觀察到明顯的實驗現象，能夠極大地吸引學生的注意力，通過改進實驗落實了科學探究和創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。教師引導學生進行趣味化學實驗設計和操作的探索，讓學生獨立思考自主設計實驗，同時對已有實驗進行改進和升級，注重對學生進行科學探究思維的培養(yǎng)，并就化學實驗的開發(fā)和操作開展學生和學生之間、學生和老師之間等多種交流活動，在合作交流中無形提升了學生的科學創(chuàng)新精神和實踐操作能力。

（四）打造虛擬實驗，巧用信息技術

在高中的化學教學中有很多實驗教學，受實驗的條件和實驗現象等各種因素限制，一些實驗沒辦法在實驗室完成或者不能發(fā)揮出其有效的教學效果，可通過信息技術進行虛擬創(chuàng)設情境進行教學，為高中化學實驗教學帶來了新的途徑和方法。隨著原子序數的遞增，堿金屬的活潑性逐漸增強，銫的反應過于劇烈，危險性較大，在課堂中難以呈現真實場景，這就可以利用CHEMIST 軟件進行模擬實驗。再者關于氣體的制備和性質檢驗裝置，可以直接利用虛擬實驗室進行組裝測試，這樣可以讓更多的學生有機會親身體驗組裝實驗儀器的快樂，操作還很簡單高效。還有結構化學中物質的雜化軌道、空間立體結構、晶體的晶胞、相鄰原子間距離的計算等僅憑想象很難有清晰的認識。為了更好地觀察晶胞中原子的空間排列，我們可以做出來一個3D 可旋轉的空間構型圖，可以通過三維動畫模擬展示，使抽象的知識形象化、具體化，加深了學生對結構的理解，大大增強了實驗教學效果。

（五）生成開放問題，促進問題解決

對化學趣味實驗的設計進行多角度考量，多設置一些開放性問題，留給學生廣闊的思考探究空間。問題具有一定導向性，以問為先，對學生有一定驅動性。問題驅動引領能夠從根本上調動學生的學習主動性，提升其學習動力。此外，問題驅動引領也體現了學生為主體的教育思想，能夠充分調動學生的主觀能動性，也能提升學生思維的靈活性。

教師可引導學生自行設計實驗，在此過程中自主探究實驗，同時對實驗效果進行多方面驗證，通過分析實驗現象更好地掌握實驗原理引領學生對所學內容展開深層次的思考以便自主構建知識體系，使同學們的實驗設計能力和教學效果均得到大幅度提升，同時也無形中促使“證據推理和模型認知”的核心素養(yǎng)在同學們心中發(fā)芽結果。

1.“原電池”教學片段

問題1：鹽橋里除飽和氯化鉀溶液外，還能裝其他電解質溶液嗎？如何設計實驗驗證鹽橋中的離子發(fā)生了定向移動？

問題：2：鹽橋能不能用導線代替？

問題3：如何優(yōu)化鹽橋原電池，讓其變得裝置簡易、節(jié)省藥品？

問題4：原電池輸出電的能力與哪些因素有關？如何增大鹽橋原電池的電流？

問題5：如何尋找新材料，開發(fā)性能更加綠色環(huán)保的新型電池？

2.“氨氣的制備和性質檢驗實驗”教學片段

問題1：NH3可以做噴泉實驗，還有哪些氣體可以做噴泉實驗？請設計實驗進行驗證。

問題2：人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與氨氣形成的噴泉原理是否一致？

問題3：可以用生活中哪些物品來代替實驗儀器開展本節(jié)課的實驗？

（六）落實課外實驗，重視學以致用

1.組織化學興趣社團活動

如學習到有機化學部分，為了幫助同學們更好地理解反應機理，使抽象的化學理論變得形象可視，同時展現化學學科特色。我們組織化學社團開展變化莫測化學模型創(chuàng)新設計大賽，同學們節(jié)假日利用粘土、橡皮泥、牙簽、乒乓球等各種材料，制作出了各式各樣的化學結構模型，再如為紀念門捷列夫，使學生對元素周期表的規(guī)律有更深刻的認識，同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、豐富學生的想象力、激發(fā)學生對化學的熱情和興趣，開展記元素周期表創(chuàng)意設計大賽，幫助元素寶寶找到回家之路。開展生活知識揭秘、生活百科進社區(qū)宣傳活動，例如“84”消毒液和潔廁靈為什么不能混用，做魚為什么加料酒和醋會使味道更鮮美？離子交換膜與家用凈水器工作原理；陶瓷與兵馬俑；屠呦呦與青蒿素的發(fā)展；雌黃顏料褪色原理與油畫藝術、古法銀針試毒、信口雌黃、雌黃與雄黃對比；絹錦與《千里江山圖》等知識普及推廣活動。

2.開展化學小制作活動

為實現化學學科的核心價值引領，精選實驗情境來體現化學學科的社會價值、本質價值、育人價值。如為了弘揚民族文化，增強同學們的愛國情懷，我們組織開展純堿生產歷史和屠呦呦一生專注青蒿素海報制作大賽。為激發(fā)同學們的想象能力，提升化知識為能力的技巧，讓知識被激活成活的idea,組織開展神奇的鉛筆能擦字、讓茶水變色、使音樂賀卡響起來等魔術制作比賽。開展手工精油皂的制作、米酒的制作，簡易滅火器和各種電池的制作等。

3.參加化學科技競賽

舉行學生化學趣味實驗實踐展示和化學科技競賽活動，通過展示和競賽，大家可以相互學習借鑒的同時也可以交流不同的想法，便于同學們走出班門，增長見識，啟發(fā)心智，有助于大家創(chuàng)新設計能力的大幅度提升。這對同學們參加化學學科競賽也會提供不錯的思路。

四、結語

在高中化學教學中，不僅要不斷提升學習知識的能力，又要兼顧學科興趣的發(fā)展。新一輪課程改革對高中化學教學提出了更高要求，教師要密切關注學生在化學實驗學習過程中的設計評價能力和興趣培養(yǎng)，轉變教學風格，創(chuàng)新教學手段，為學生提供實時指導與必要引導。學生化學實驗興趣和探究能力的培養(yǎng)絕不是一蹴而就的，在化學教學中，教師要積極探索，不斷創(chuàng)新，讓高中化學實驗教學回歸教學本源，才能讓學生會學、樂學。