彭紅英

摘要：在高中課程體系中，化學(xué)是一門比較特殊的學(xué)科，由理論知識與實(shí)驗(yàn)操作兩大部分構(gòu)成.據(jù)此，文章提出教師需基于“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”視角下切入，對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加以創(chuàng)新，同時(shí)制定部分有效策略，以供參考所用.

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究與創(chuàng)新意識；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新；高中化學(xué)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2023）33-0118-03

從高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)視角來看，科學(xué)探究與創(chuàng)新意識是針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)提出的，指的是學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)與提出具有探究價(jià)值的化學(xué)問題，根據(jù)探究目的設(shè)計(jì)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)的操作，且結(jié)合觀察記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工后得到結(jié)論，學(xué)生之間可以相互交流探究成果，提出改進(jìn)或者繼續(xù)探究的設(shè)想，他們要尊重證據(jù)與事實(shí)，不能迷信權(quán)威，需形成獨(dú)立思考、敢于批判與質(zhì)疑的創(chuàng)新精神.高中化學(xué)教師應(yīng)以此為基本導(dǎo)向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，帶領(lǐng)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)活動中，促進(jìn)他們科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的提高.

1 善于聯(lián)系生活，創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 巧妙引入生活素材，精心設(shè)計(jì)生活實(shí)驗(yàn)

我國著名教育學(xué)家陶行知先生曾說過“教育即生活”的名言，化學(xué)正是源自于前人對自然與生活的歸納，又經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)讓化學(xué)更好地服務(wù)于日常生活.在高中化學(xué)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)下，教師可巧妙引入生活素材，精心設(shè)計(jì)生活化實(shí)驗(yàn)，由此創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，輔助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)化學(xué)知識[1].

例如，在進(jìn)行“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)時(shí)，教師事先準(zhǔn)備好生活化素材，即比較常見的一杯茶水，現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)：先往這杯茶水中加入少量的硫酸亞鐵溶液，再往里面加入適量的草酸晶體，要求學(xué)生認(rèn)真觀察茶水顏色的變化情況，討論茶水在加入不同物質(zhì)后出現(xiàn)什么變化？他們結(jié)合看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象指出加入硫酸亞鐵后茶水變成黑色，而加入草酸晶體后茶水又恢復(fù)至原來的顏色，借機(jī)設(shè)疑：大家知道茶水顏色為什么會出現(xiàn)變化嗎？由此引出新課主題——氧化還原反應(yīng)，激發(fā)學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的好奇之心，讓學(xué)生在接下來的課堂教學(xué)中進(jìn)一步集中注意力，確保課堂教學(xué)效果.之后，教師詢問：你們在初中時(shí)期都學(xué)過氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)嗎？由學(xué)生結(jié)合學(xué)過的知識羅列出氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的化學(xué)方程式，引出話題：這兩類反應(yīng)是否是獨(dú)立進(jìn)行的？組織他們自由討論和舉例說明，明確這兩個(gè)反應(yīng)會同時(shí)發(fā)生，使其順利得出氧化還原反應(yīng)的概念.

1.2 開設(shè)課下探究活動，拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)空間

針對高中化學(xué)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，教師除在課堂上演示一些生活化實(shí)驗(yàn)以外，還要開始課下探究活動，帶領(lǐng)學(xué)生深入到生活中，拓展他們的實(shí)驗(yàn)空間，使其擁有更多進(jìn)行科學(xué)探究與創(chuàng)新的機(jī)會，改善自身的化學(xué)素養(yǎng).

比如，在開展“有機(jī)合成”教學(xué)時(shí)，本節(jié)課要學(xué)到“油脂”這一常見的生活用品，學(xué)生知道家中做飯用的動物油與植物油均屬于油脂，在堿性條件下通過水解生成的高級脂肪酸鹽是肥皂的主要成分.學(xué)習(xí)完課本知識后，教師可以安排一些課下實(shí)驗(yàn)任務(wù)，如：調(diào)查家中是否放有過期的植物油？抽油煙機(jī)收集到的油是如何處理的？使用這些油脂與堿（或者用廚房中的食用堿代替堿）、食鹽等物品自主動手制作肥皂；且給予提示：家中做飯用的鍋可以當(dāng)作實(shí)驗(yàn)儀器.步驟如下：先把廢油脂與堿在加熱情況下進(jìn)行水解，再加入適量的食鹽進(jìn)行鹽析，然后將收集到高級脂肪酸鹽進(jìn)行洗滌，最后壓制成型.同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中，要思考以下問題：加熱油脂時(shí)溫度應(yīng)控制在多高？油脂同堿或者食用堿按照什么比例配制反應(yīng)的較為徹底？怎么檢驗(yàn)水解反應(yīng)是否徹底？加入多少食用鹽進(jìn)行鹽析等，進(jìn)一步拓展他們的科學(xué)探究空間，使其收獲豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn).

2 明確學(xué)生主體地位，創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)形式

2.1 制造更多實(shí)驗(yàn)機(jī)會，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)教師在平常教學(xué)中需要明確學(xué)生的主體地位，制造出更多的實(shí)驗(yàn)機(jī)會.將實(shí)驗(yàn)當(dāng)作學(xué)習(xí)化學(xué)的一門常用手段，鼓勵(lì)他們對以往的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與操作.當(dāng)然要以安全為前提，使其科學(xué)探究與創(chuàng)新意識得到發(fā)展[2].

以“有機(jī)化合物”教學(xué)為例，當(dāng)學(xué)習(xí)到“苯酚”這一物質(zhì)時(shí)，教師可出示苯酚軟膏使用說明書，說明中指出“不能和堿性藥物同時(shí)使用”，引導(dǎo)學(xué)生提出猜測“苯酚具有酸性”，以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生疑問：苯酚是否屬于酸？酸性是弱還是強(qiáng)？假如是弱酸性，與碳酸相比是弱還是強(qiáng)？鼓勵(lì)他們自主設(shè)計(jì)與操作實(shí)驗(yàn)，使其根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展開分析與推理.接著，學(xué)生可能設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)：（1）分別使用pH試紙與紫色石蕊試液來檢測苯酚溶液的pH與酸堿性；（2）將大小一樣的鎂條分別同等量的苯酚溶液與蒸餾水反應(yīng)，比較反應(yīng)速率；（3）將適量的苯酚分別同氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測結(jié)論；（4）向同氫氧化鈉溶液反應(yīng)后的澄清液中通入二氧化碳，結(jié)合現(xiàn)象推測結(jié)論.學(xué)生通過一系列實(shí)驗(yàn)突破常規(guī)思維的束縛，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，使其思維向縱深處發(fā)展，提升思維能力.

2.2 引入小組學(xué)習(xí)模式，學(xué)生進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)知識對學(xué)生的綜合化學(xué)能力有著更高的要求，有時(shí)他們僅僅依靠個(gè)人能力很難獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作，極易陷入到思維障礙與困境之中.這時(shí)高中化學(xué)教師可基于“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”視角切入，適時(shí)引入小組合作學(xué)習(xí)模式，除指導(dǎo)學(xué)生操作一些常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以外，還要指導(dǎo)他們進(jìn)行深入探究，多操作一些探究性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，借此發(fā)展其科學(xué)探究與創(chuàng)新意識[3].

例如，在“鐵及其化合物”教學(xué)中，當(dāng)學(xué)習(xí)氧化亞鐵這一鐵的化合物時(shí)，課本中并沒有過多介紹氧化亞鐵的性質(zhì)，教師可以先引領(lǐng)學(xué)生結(jié)合元素化合價(jià)的特征嘗試推測氧化亞鐵的化學(xué)性質(zhì)，使其根據(jù)所學(xué)的氧化還原反應(yīng)原理推導(dǎo)出含有+2價(jià)鐵的化合物同時(shí)具備氧化性與還原性，讓他們初步認(rèn)識氧化亞鐵.接著，教師以上述結(jié)論為切入點(diǎn)設(shè)置問題：鐵能夠同水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，那么氧化亞鐵是否可以表現(xiàn)出同鐵相似的性質(zhì)同水蒸氣發(fā)生反應(yīng)？判斷依據(jù)是什么？怎么證明出來？組織學(xué)生分小組進(jìn)行合作分析與討論，得出氧化亞鐵和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的可行性：FeO能夠同H2O（g）發(fā)生反應(yīng)；能使用鐵與水蒸氣反應(yīng)的反應(yīng)裝置；通過驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物有氫氣即可獲得肯定結(jié)論.之后，教師指導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)按照方案進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，使其在相互幫助下一起完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，將學(xué)習(xí)內(nèi)容同小組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，讓他們在合作中增強(qiáng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識.

3 積極接軌時(shí)代發(fā)展，創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

3.1 借助現(xiàn)代教育技術(shù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程

對于高中化學(xué)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，教師應(yīng)積極同時(shí)代發(fā)展相接軌，借助現(xiàn)代教育技術(shù)將一些不易操作、存在安全隱患的實(shí)驗(yàn)以信息技術(shù)手段模擬出來，不影響對學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[4].

比如，在“電解池”教學(xué)過程中，本節(jié)課主要學(xué)習(xí)電解原理及其應(yīng)用，課本中通過“電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)”引出電解原理，該實(shí)驗(yàn)操作起來難度較大，不易把控，容易出現(xiàn)失誤，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性.課堂上，教師談話導(dǎo)入：大家知道化學(xué)能會轉(zhuǎn)變成熱能，也可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，要用到原電池裝置，今天就帶領(lǐng)你們學(xué)習(xí)電能是如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的.以此激起學(xué)生的好奇心與求知欲，使其對新課的學(xué)習(xí)充滿期待.接著，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師可以利用多媒體設(shè)備播放“電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)”的視頻，并給予點(diǎn)撥：電解時(shí)為什么會有銅和氯氣生成？通電前溶液中有哪些微粒？離子是如何運(yùn)動的？通電后離子的運(yùn)動情況有什么變化？電解氯化銅溶液時(shí)怎么形成閉合回路？為什么陰極上是銅離子得電子，而不是氫離子？陽極上是氯離子失電子而不是氫氧根離子？這與什么因素有關(guān)？使學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)視頻展開討論，讓他們認(rèn)識電解池的原理.

3.2 滲透綠色化學(xué)理念，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念

高中化學(xué)教師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)積極滲透綠色化學(xué)理念，根據(jù)具體教學(xué)要求與目標(biāo)操作一些微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，盡量減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，將產(chǎn)生的廢氣、廢液、廢渣給處理掉，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識、創(chuàng)新意識與環(huán)保意識[5].

例如，在實(shí)施“氯及其化合物”教學(xué)時(shí)，當(dāng)學(xué)習(xí)到“制取氯氣”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，教材中介紹氯氣實(shí)驗(yàn)室制取方法，最常見的是使用濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng).當(dāng)鹽酸濃度較稀時(shí)，反應(yīng)就停止，而氯氣是有毒的刺激性氣體，在該反應(yīng)中采用向上排空氣法收集氯氣時(shí)，很難控制氯氣不逸出，導(dǎo)致環(huán)境污染.考慮到綠色環(huán)保問題，教師可指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，利用氯酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)來制取氯氣，在氯離子+氧化劑+酸性環(huán)境下，用氧化性較強(qiáng)的氯酸鉀，只需3 g左右的氯酸鉀粉末與2 mL左右的濃鹽酸即可，用到的藥品較少，還無需加熱就能夠直接發(fā)生反應(yīng)，而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置處于一個(gè)全封閉的空間內(nèi)，尾氣處理得較為完全，操作起來比較簡便，還不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程安全可控制，能夠得到更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.這樣通過滲透綠色化學(xué)理念培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)，增強(qiáng)他們的環(huán)保觀念.

參考文獻(xiàn)：

［1］?王俊偉，韓濟(jì)海，楊亞琪.核心素養(yǎng)背景下高中化學(xué)信息化教學(xué)研究[J].中小學(xué)電教，2022，565（12）：27-29.

[2] 尤瓊玉.基于核心素養(yǎng)提升的高中化學(xué)校本課程開發(fā)[J].當(dāng)代教研論叢，2022，8（12）：26-29.

[3] 陶慶新，賈瑩.指向核心素養(yǎng)的高中化學(xué)課堂教學(xué)評價(jià)探究[J].中國教師，2022，355（12）：99-101.

[4] 李維興.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)主題式教學(xué)模式探究[J].新智慧，2022（34）：13-15.

[5] 張敏.“主題式”教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與探索[J].甘肅教育研究，2022，19（11）：48-50.

［責(zé)任編輯：季春陽］