董作寶 楊輝振 劉秀蓮

【摘要】本文基于2020年修訂版普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的分析，論述過(guò)去化學(xué)學(xué)科教學(xué)存在學(xué)生主體地位不突出、教學(xué)方法較為落后等問(wèn)題，提出以學(xué)生為中心優(yōu)化高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐策略：引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理教學(xué)；學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；指導(dǎo)學(xué)生自主改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)展學(xué)生的辯證思維；引導(dǎo)學(xué)生自主驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果，提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】以學(xué)生為中心 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)踐策略

【中圖分類號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2023）26-0070-06

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱化學(xué)課標(biāo)）指出，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究和學(xué)習(xí)化學(xué)物質(zhì)及其變化的基本方法，是學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究的一種重要途徑。化學(xué)課程的大多數(shù)理論知識(shí)建立在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)論歸納的基礎(chǔ)上。然而，傳統(tǒng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是以課堂教學(xué)為主，教師講、學(xué)生聽(tīng)，更注重專業(yè)理論知識(shí)的傳授，忽略了學(xué)生個(gè)性化思維的發(fā)展，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。要想改變這一狀況，首先要改變教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念，突出以學(xué)生為中心的教育教學(xué)理念，構(gòu)建以學(xué)生學(xué)為主、以教師教為輔的教學(xué)體系。只有這樣才能真正激發(fā)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究的興趣，從而切實(shí)提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

根據(jù)化學(xué)課標(biāo)所提，高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括宏觀辨識(shí)與微觀探究、變化理念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任等五個(gè)維度。其中，前三個(gè)維度旨在培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思想方法，第四個(gè)維度的目的是讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)新，第五個(gè)維度則指向科學(xué)品質(zhì)、品格培養(yǎng)等更高層次的目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，探究各種物質(zhì)的關(guān)系及物質(zhì)的相互作用、相互反應(yīng)的主要路徑，是學(xué)習(xí)高中化學(xué)學(xué)科理論知識(shí)的重要載體。由此可見(jiàn)，有效實(shí)施高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要路徑。筆者認(rèn)為，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)只有通過(guò)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案并動(dòng)手實(shí)踐操作，突出以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，使教師成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的組織者、合作者、支持者，才能徹底轉(zhuǎn)變過(guò)去“填鴨式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)回歸學(xué)科本源，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)的能力，為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展創(chuàng)造更大的可能性。

一、引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理教學(xué)

根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題，這是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要教學(xué)目標(biāo)。設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案需要考慮如下四個(gè)方面的問(wèn)題：一是實(shí)驗(yàn)方案是否具有可行性，二是實(shí)驗(yàn)順序是否科學(xué)，三是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否直觀，四是實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確。學(xué)生通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，不僅能夠進(jìn)一步熟悉所研究的化學(xué)物質(zhì)的基本性質(zhì)和特性等，激發(fā)對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和熱情，而且有利于發(fā)展自身的證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科核心素養(yǎng)。

如在制備碳酸并驗(yàn)證其生成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生需要充分了解強(qiáng)酸、弱酸等化學(xué)物質(zhì)的各種特性、反應(yīng)原理，然后才能根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。所謂強(qiáng)酸制弱酸原理，是指由于強(qiáng)酸溶于水時(shí)完全電離為酸根離子與H+，而弱酸溶于水時(shí)則不能完全電離，當(dāng)強(qiáng)酸與弱酸的鹽發(fā)生反應(yīng)時(shí)，H+與弱酸根離子結(jié)合生成相應(yīng)的弱酸。完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體流程如下：首先在分液漏斗中裝入強(qiáng)酸，然后在大試管中放置固體藥品，接著在大試管中裝入澄清石灰水，最后擰開(kāi)分液漏斗的開(kāi)關(guān)閥，觀察物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象和結(jié)果。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中①為分液漏斗，②③為兩支大試管。為了讓學(xué)生更加清楚地認(rèn)識(shí)制備碳酸的過(guò)程和原理，理解各種反應(yīng)現(xiàn)象，筆者設(shè)置了三個(gè)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并要求學(xué)生在按規(guī)定做好安全預(yù)案的前提下自主制訂反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案，然后自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后針對(duì)相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行深入分析，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)建議（如表1所示）。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，為了更好地完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的任務(wù)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)和幫助下，自主對(duì)強(qiáng)酸制弱酸的化學(xué)原理進(jìn)行梳理和開(kāi)展更有深度的學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)中各種化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)原理，而且將知識(shí)鏈拓展到了沉淀溶解體系。然后，學(xué)生根據(jù)相關(guān)知識(shí)和原理的學(xué)習(xí)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并經(jīng)過(guò)三次反復(fù)修改實(shí)驗(yàn)方案，最終設(shè)計(jì)出合理、有效的實(shí)驗(yàn)方案。讓學(xué)生自主探索的教學(xué)方式，不僅能讓學(xué)生更加深刻地理解各種化學(xué)物質(zhì)的特性、性質(zhì)，了解化學(xué)物質(zhì)間的反應(yīng)原理，還可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究欲望，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

二、學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的操作性，學(xué)生只有通過(guò)實(shí)操才能更加準(zhǔn)確、深刻地理解化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)學(xué)科，明白學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的現(xiàn)實(shí)意義。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行廣泛的實(shí)驗(yàn)操作意義重大：一是要想有序、有效地完成實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生就要對(duì)化學(xué)物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)用具的使用原理和步驟有清楚、精準(zhǔn)的認(rèn)知，有利于學(xué)生更加深刻地理解化學(xué)反應(yīng)原理，以及各種化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和特性；二是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生要嚴(yán)格按照計(jì)劃、方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，要制訂明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟，有利于發(fā)展學(xué)生的策劃能力、協(xié)調(diào)溝通能力、統(tǒng)籌能力等；三是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生既要相互監(jiān)督，確保各實(shí)驗(yàn)操作步驟規(guī)范、有效，又要相互配合確保實(shí)驗(yàn)流程能夠有序開(kāi)展，有利于促進(jìn)學(xué)生合作能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)；四是在完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要以學(xué)生為中心，突出學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行更有針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，有利于充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

為了充分調(diào)動(dòng)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，筆者在日常教學(xué)中主要采取對(duì)學(xué)生進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練的教學(xué)方式，取得了較突出的教學(xué)效果。比如關(guān)于物質(zhì)的量濃度這一內(nèi)容的教學(xué)，本課教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握在進(jìn)行物質(zhì)配比或化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，正確、精準(zhǔn)、快速地確定各種化學(xué)物質(zhì)的濃度和用量，并配置出濃度合適的溶液。如在本課中，筆者給學(xué)生布置了如下任務(wù)：配制100 mL濃度為1.00 mol/L的NaCl溶液。在開(kāi)展任務(wù)學(xué)習(xí)前，筆者首先要求學(xué)生根據(jù)“學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)+學(xué)習(xí)能力較弱”的原則進(jìn)行分組，然后向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，接著由各小組學(xué)生合作學(xué)習(xí)配置NaCl溶液需要的原料、原料的特性和特質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)原理，以及學(xué)習(xí)天平秤、稱量紙的用法，并嘗試設(shè)計(jì)溶液配制方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，主要由各小組學(xué)生根據(jù)本組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，筆者則通過(guò)巡堂觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、科學(xué)，使用天平秤稱量化學(xué)物質(zhì)的操作是否正確。同時(shí)，為了確保各小組學(xué)生都能順利完成實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果，筆者還根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置了相應(yīng)的評(píng)價(jià)問(wèn)題（如表2所示），如針對(duì)“天平秤的使用”這一內(nèi)容設(shè)計(jì)了“稱量藥品時(shí)天平是否調(diào)平衡？指針是否歸零？用稱量紙還是燒杯稱量？”等評(píng)價(jià)問(wèn)題，然后采取學(xué)生自評(píng)、組員互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)的方式，科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。

在本課教學(xué)過(guò)程中，筆者通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)操的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握了天平秤、稱量紙等的規(guī)范用法，掌握了配備化學(xué)溶液的科學(xué)方法，取得了較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。同時(shí)，筆者通過(guò)多元化評(píng)價(jià)方式，讓學(xué)生既要進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，又要進(jìn)行組員、小組互評(píng)，在促進(jìn)學(xué)生思辨能力、評(píng)價(jià)能力發(fā)展的同時(shí)，也較全面地展現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)效果，促使學(xué)生較快地掌握各種知識(shí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

三、指導(dǎo)學(xué)生自主改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)展學(xué)生的辯證思維

高中化學(xué)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)種類和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容非常豐富，而且都具有很強(qiáng)的實(shí)操性和探究性。在具體的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生表示針對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)存在不同的實(shí)驗(yàn)方案，如何選擇最有效的實(shí)驗(yàn)方案是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，促進(jìn)學(xué)生思辨思維、甄別思維的發(fā)展，在具體教學(xué)過(guò)程中，筆者主要采取讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主操作實(shí)驗(yàn)方案，并在操作過(guò)程中不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的教學(xué)方式。教師要引導(dǎo)學(xué)生在一步步改進(jìn)、完善實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，不斷加深對(duì)化學(xué)物質(zhì)、實(shí)驗(yàn)原理、化學(xué)物質(zhì)特性的理解，掌握規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)的步驟和方法，了解各種實(shí)驗(yàn)器具的使用方法和維護(hù)方法，進(jìn)而逐步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

如在開(kāi)展“探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性”這一內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，筆者以教材所提供的實(shí)驗(yàn)方案為基礎(chǔ)，在教學(xué)過(guò)程中逐步引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展三次實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)方案不斷進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，形成了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案I和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案II，學(xué)生的自學(xué)能力、合作探究能力、辯證思維在這個(gè)過(guò)程中得以逐步發(fā)展。

本課教學(xué)所使用的教材為人教版教材，教材中關(guān)于“探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性”的實(shí)驗(yàn)方案為：實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-1所示，利用兩根大小試管進(jìn)行套裝，大試管A裝入Na2CO3，小試管B裝入NaHCO3，小試管B套入大試管A中，然后對(duì)兩支試管同時(shí)進(jìn)行加熱，兩支試管分別有導(dǎo)管將氣體導(dǎo)入到a、b兩支裝有澄清石灰水的試管中，驗(yàn)證是否分解生成CO2。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，操作的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè)：一是同時(shí)加熱且Na2CO3的受熱溫度高于NaHCO3，二是可能分解生成的CO2要分別進(jìn)行檢測(cè)。為了讓學(xué)生更好地完成該實(shí)驗(yàn)，筆者設(shè)計(jì)了“如何實(shí)現(xiàn)兩種藥品同時(shí)加熱？”“如何實(shí)現(xiàn)可能分解生成的CO2分流導(dǎo)出分別檢測(cè)？”兩個(gè)思考問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行合作探究。

通過(guò)小組合作探究，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)教材中的實(shí)驗(yàn)方案存在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)置不夠簡(jiǎn)便、實(shí)驗(yàn)效果不夠理想的問(wèn)題。于是，學(xué)生對(duì)教材的原實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，形成了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案I，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-2所示。利用玻璃直導(dǎo)管，在中間放置C石棉網(wǎng)或者銅絲網(wǎng)作為間隔，藥品A為Na2CO3，藥品B為NaHCO3，利用酒精排燈進(jìn)行加熱以實(shí)現(xiàn)A、B兩藥品同時(shí)受熱且受熱溫度基本一致，由于中間有隔斷存在，可能產(chǎn)生的CO2會(huì)分別通入裝有等量澄清石灰水的a、b兩支小試管中。通過(guò)這樣的改進(jìn)，新的實(shí)驗(yàn)方案具有如下三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)相對(duì)于原來(lái)的套管實(shí)驗(yàn)，裝置更加簡(jiǎn)單；二是利用酒精排燈進(jìn)行加熱，兩種藥品的受熱時(shí)間和溫度基本上實(shí)現(xiàn)同步；三是基本上可以實(shí)現(xiàn)可能分解生成的CO2分流導(dǎo)出分別檢測(cè)。但同時(shí)也還存在“由于中間的隔斷沒(méi)有密封，因此有可能會(huì)導(dǎo)致少量的CO2氣體交叉干擾”的缺點(diǎn)。

為此，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步從氣體分流的角度改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)考慮熱源的穩(wěn)定性和同步性。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案I做了進(jìn)一步的改進(jìn)，形成了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案II：實(shí)驗(yàn)裝置如圖2-3所示，用數(shù)控電爐作為熱源對(duì)放置藥品的U型管進(jìn)行加熱，U型管底部用石棉或者銅絲網(wǎng)（C）作為隔斷，左右兩邊分別放置Na2CO3和NaHCO3（A和B），U型管上口分別將氣體用導(dǎo)管引入裝有澄清石灰水的a和b兩支試管中。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案II具有如下兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是利用數(shù)控電爐作為熱源，提高了加熱的穩(wěn)定性和同步性，甚至可以做到以溫度作為變量探究Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性；二是U型管可以很好地將可能產(chǎn)生的氣體分流導(dǎo)出。但同時(shí)也還存在“數(shù)控電爐屬相對(duì)稀缺的實(shí)驗(yàn)儀器，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)方案不宜普及”的缺點(diǎn)。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，逐步發(fā)現(xiàn)原實(shí)驗(yàn)方案存在的問(wèn)題，并利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行反復(fù)探究，形成了更有效、更科學(xué)、更合理的實(shí)驗(yàn)方案。在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)裝置的配置和使用、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作方法，以及對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析等知識(shí)都有了較深刻的理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維能力等也在這個(gè)過(guò)程中得到較好地發(fā)展。

四、引導(dǎo)學(xué)生自主驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果，提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力

實(shí)驗(yàn)效果是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作是否成功的主要標(biāo)準(zhǔn)。然而，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，仍有不少教師將實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證視為教學(xué)難點(diǎn)，甚至不知道如何有效開(kāi)展實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證。通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為要想有效開(kāi)展實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證教學(xué)，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持如下兩種思維：一是通過(guò)限制不同的實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)操作，然后對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比分析，從而論證實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)效果；二是通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理的遷移，將實(shí)驗(yàn)在空間或時(shí)間上進(jìn)行分割，使實(shí)驗(yàn)表征得以凸顯，從而驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果。

因此，筆者認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，化學(xué)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深入分析，依循實(shí)驗(yàn)探究的上述兩種思維，或是從實(shí)驗(yàn)安全性、科學(xué)性、規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀性等角度，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件變量進(jìn)行限制；或是將同一實(shí)驗(yàn)的不同部分在空間、時(shí)間上進(jìn)行割離，在創(chuàng)新改良實(shí)驗(yàn)方案的同時(shí)使學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)思維。通過(guò)運(yùn)用不同維度、不同層次的思維，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)效果等方面對(duì)同一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，能夠有效發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

如在開(kāi)展關(guān)于銅和稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，筆者就通過(guò)讓學(xué)生通過(guò)反復(fù)修改實(shí)驗(yàn)方案的方式，促進(jìn)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的提高。銅和稀硝酸的反應(yīng)是人教版高中化學(xué)教材中一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教材的實(shí)驗(yàn)方案是讓學(xué)生將銅片投入稀硝酸中，然后觀察其反應(yīng)現(xiàn)象：紅色的銅片逐漸溶解，同時(shí)表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡，無(wú)色溶液逐漸變成藍(lán)色，無(wú)色氣泡逸出液面后迅速變成紅棕色。但是，在實(shí)踐教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案存在如下問(wèn)題：在根據(jù)這一方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，多個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)，但由于時(shí)間很短，學(xué)生難以客觀、全面地觀察和記錄各個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而且學(xué)生之間會(huì)相互造成干擾。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)無(wú)色氣泡干擾對(duì)銅片逐漸溶解的觀察、藍(lán)色溶液形成干擾氣泡顏色的觀察，以及學(xué)生不能仔細(xì)觀察記錄無(wú)色的NO轉(zhuǎn)變成紅棕色的NO2的現(xiàn)象等問(wèn)題。這樣的實(shí)驗(yàn)方案很不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，不利于學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

要想取得良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，就要將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象逐個(gè)分離開(kāi)來(lái)，以便學(xué)生進(jìn)行更好的觀察、記錄和分析。根據(jù)這樣的思路，筆者聯(lián)系原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分別在負(fù)極和正極發(fā)生的實(shí)際，確定利用銅和稀硝酸氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池裝置將相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分離開(kāi)來(lái)。然后，筆者引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，形成了改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案I，再讓學(xué)生根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置（如圖3-1所示）觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在左邊的燒杯中可以觀察到銅棒逐漸溶解，無(wú)色溶液慢慢變成藍(lán)色；在右邊的燒杯中可以看到碳棒表面慢慢生成無(wú)色氣泡，其逸出液面后，迅速變成紅棕色。這一實(shí)驗(yàn)方案較教材中的實(shí)驗(yàn)方案有了很大改進(jìn)，能夠有效將部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分離開(kāi)來(lái)，有利于學(xué)生觀察、記錄和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是，由于整套裝置處于相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境，有害氣體NO和NO2不能有效控制和處理，這是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案I存在的最大問(wèn)題。

為了進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，筆者要求各小組學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)研討，尋找有效處理NO和NO2等氣體的方式。經(jīng)過(guò)小組合作探究，學(xué)生很快提出了解決方案：利用U型管設(shè)計(jì)原電池，碳棒一端用膠塞封閉，開(kāi)兩個(gè)小孔，一個(gè)孔插入碳棒電極，另一個(gè)孔插入連接注射器的玻璃導(dǎo)管；接通電路前，先用注射器抽空U型管右端的空氣使液面上升至膠塞處，再接通電路（如圖3-2所示）。由此，可以觀察到如下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①紅色的銅棒逐漸溶解；②銅棒周圍的溶液由無(wú)色變成藍(lán)色；③U型管右邊的碳棒上逐漸逸出無(wú)色氣泡，無(wú)色氣泡聚集在上端將液面壓下；④最后將注射器中的空氣緩緩壓入，可以看到無(wú)色氣體逐漸變?yōu)榧t棕色。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案II不僅比方案I更易于操作，而且能夠更長(zhǎng)時(shí)間、更直觀地呈現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這是因?yàn)?，一方面由于提前將?shí)驗(yàn)裝置中的空氣抽走，學(xué)生可以較長(zhǎng)時(shí)間地觀察NO氣體的顏色，同時(shí)通過(guò)注射器將抽出的空氣再次壓入實(shí)驗(yàn)裝置中，可以更直觀地觀察NO變成NO2時(shí)的顏色漸變過(guò)程；另一方面由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置是密閉的，有害氣體排放污染的問(wèn)題也得到了有效解決。

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生以小組為單位自主觀察、記錄各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并通過(guò)記錄的數(shù)據(jù)對(duì)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行較深入的分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的種種問(wèn)題，然后通過(guò)小組合作探究的學(xué)習(xí)方式，尋找解決問(wèn)題的有效方案。在此過(guò)程中，學(xué)生的主體地位得到了全面凸顯，學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性得到了充分調(diào)動(dòng)。這樣的教學(xué)方式不僅極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還有效提高了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

化學(xué)是一門基于生活、基于實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，要想有效實(shí)施化學(xué)學(xué)科教學(xué)，就要堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”的教學(xué)觀念，將學(xué)生熟悉、貼近生活實(shí)際的化學(xué)現(xiàn)象引進(jìn)課堂教學(xué)，并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、完善實(shí)驗(yàn)的積極性，讓學(xué)生真正沉潛學(xué)習(xí)，真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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注：本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度廣西高考綜合改革專項(xiàng)重點(diǎn)課題“新高考背景下農(nóng)村高中學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)提升的研究與實(shí)踐”（2021ZJY1738）、廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度廣西高考綜合改革專項(xiàng)課題“新高考背景下學(xué)校校本課程開(kāi)發(fā)的實(shí)踐研究——高中化學(xué)校本課程《美麗化學(xué)》開(kāi)發(fā)為例”（2021ZJY1753）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：董作寶（1980— ），廣西貴港人，正高級(jí)教師，曾獲廣西優(yōu)秀教育工作者、廣西化學(xué)基礎(chǔ)教育獎(jiǎng)、廣西優(yōu)秀化學(xué)教師等榮譽(yù)，主要研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)校本課程開(kāi)發(fā)、高中化學(xué)試題命制與評(píng)價(jià)等；楊輝振（1980— ），廣西賓陽(yáng)人，高級(jí)教師，主要研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)校本課程開(kāi)發(fā)、高中化學(xué)試題命制與評(píng)價(jià)方面等；劉秀蓮（1980— ），廣東大埔人，一級(jí)教師，主要研究方向?yàn)楦咧谢瘜W(xué)學(xué)科教學(xué)。

（責(zé)編 蒙秀溪）