新课标下高中化学实验教学分析

辛荣禄

当下,大部分高中生对化学实验的理论知识掌握得很不错,但问题就是,在教学过程中,许多教师只知道一味追求成绩,在加快教学进度的同时让学生大量刷题,这也导致了学生化学实验动手能力的缺失。教师只知道“填鸭式教育”,学生只知道一股脑地接受知识,再在大量刷题的过程中形成记忆,哪怕对实验研究的问题一知半解,但由于有大量刷题经验,学习成绩竟然也还不错,但在这样的高分成绩的掩盖下,是学生动手能力的缺失以及思考能力的下降。为了有效解决这些问题,教师应转变自己的教学理念,引导带动更多的学生参与到实验中来,热爱化学实验,让学生从主观上爱上化学实验,从而推动学生学习积极性的提高,在实验过程中,学生也可以通过自己思考与动手,锻炼自己的灵活思维能力与动手能力。

一、 高中化学实验教学的意义

在授课过程中,教师可以先隐瞒实验结果,引导组织学生自己动手做化学实验,通过对实验问题的思考,引导学生对实验结果产生好奇,在自己动手实验的过程中,教师可以鼓励学生多设几组实验,在对比与实践中,自行得出实验结论。

学生在这个过程中,能够更直观地观察到化学变化的相关规律,可以更好地帮助其理解课本中的内容,实验过程中,学生也会不自觉地对化学实验深入研究,充分激发学生对化学的兴趣,提高学生自主学习的积极性。课本中的内容相较实验来讲是枯燥无味的,但教师在教学中早已习惯了以自己为主体的授课方式,这无疑是不对的。

核心素养的指导下,教师在教学中应该要做到以学生为主体,自己仅仅是引导者的身份,所以需要教师突破传统教学方式的束缚,改变教学方式,这样还可以缓和师生关系,使得教师与学生之间对学习问题的交流也变得更畅通,教师也更容易了解到学生的学习状况及思想上的问题,从而更好地帮助学生解决问题,努力促进其化学方面的长远发展,并以此为前提,为化学学科培养更多人才。

二、 核心素养视角下高中化学实验案例分析

(一)教师演示实验,激发学生对化学的学习兴趣

核心素养教育理念的要求下,教学需以学生为主体,但学生自主学习的动力来源于对化学知识的渴求,在化学实验过程中,学生体会到化学的魅力,可以有效提高对化学的兴趣。但是有些时候实验器具的有限以及教学进度的不允许,无法保证每个学生都能亲手做实验,这时,便可以由教师进行演示实验,学生在旁边仔细观察。

化学是一门基于实验的生活性学科,因此,教师应当要将化学实验与理论知识有效结合起来,让学生在参与实验的基础上,针对实验问题提出解决方案,提升学生的动手实践能力与创新思维能力。在教学过程中,教师要立足书本中的实验,夯实基础,有效规划实验课程,并借鉴文献改进实验,提升学生的思维能力,在一定程度上,培养学生的科学探究能力。

以人教版教材中“氧化还原反应”为例,教师在演示了实验过程后,引导学生自主完成铜与硝酸银溶液的反应,以及铁与硫酸铜溶液的反应。让学生在实验的过程中,亲眼观察铜与硝酸银溶液以及铁与硫酸铜溶液发生反应所产生的变化,帮助学生更好地了解氧化还原反应的知识概念。

在“简单的电镀实验”这一节中,教师可以先利用多媒体播放实验过程,再引导学生观察并亲自动手实验,体会电解原理在工业生产中的应用,更好地了解电镀的原理,此外,教师还可以引导学生就铜片与直流电源负极相连,铁制镀件与直流电源的正极相连会产生的现象进行讨论,让学生在亲自动手实验的基础上,提高对化学知识的求知欲,进而提高其动手能力,并更好地培养其创新思维能力。

教师在演示过程中,可以引导学生思考,鼓励学生对实验运行可能产生的变化进行猜想,提高学生的实验参与感。学生在思考的过程中不免会产生疑问,对实验结论充满好奇,这激发了学生对化学实验的兴趣,更在潜移默化中引导学生深度思考,提高了学生的思维发散能力。

教师演示实验是现如今新课标化学实验教学的一种最常见的方式,不仅效率更高,还能增加学生对化学知识以及自己动手实验的渴望,提高了学生对化学的兴趣,更拉近了师生关系,方便教师更好地掌握学生的学习情况。

(二)小组合作实验探究问题

核心素养教育理念的要求中,教师可以引导学生以小组的形式进行化学实验,在合作过程中,帮助学生提升化学核心素养与合作能力,并提高化学实验教学效率。高中生的科学思维还不成熟,每个人都有自己擅长的领域,每个人也都有自己明确的任务,小组合作集合了各个学生的优点,在提高实验效率的同时,互相吸取对方的长处,教学相长,共同进步,培养学生在化学实验中的能力。

例如,在教学“金属腐蚀的电化学原理”时,教师可以引导学生以小组的方式进行讨论,比如身边常见的金属腐蚀物及其化学状态、颜色、形状等,之后再让学生对金属腐蚀的电化学原理进行构想,活跃课堂气氛,提起学生对本节化学课堂的学习兴趣,之后再进行教学。在教学时,教师要引导学生对生活中常见的金属防护现象进行思考,想象为什么会以这样的方式进行防护,并引导学生小组讨论,在学习了金属腐蚀的电化学原理之后,还能有什么样合适的方式对金属进行防护。

采用小组合作的方式,让学生对课堂中所要学习的内容进行讨论,不仅能够活跃课堂气氛,还能够引导学生对生活中的化学现象进行思考与联想,最后还能够使得化学教学成果回归生活实际,引导学生利用化学知识原理,对身边的金属物品进行防腐处理,在一定程度上,能够有效提高学生的思维活性,增强其对化学课堂的学习兴趣,提高化学教学质量。小组合作共同实验并观察实验过程,最后与其余组员进行讨论,共同得出实验结果。在此次试验中,教师作为引导者,随时关注学生的实验情况,在他们需要帮助时及时给予正确的引导,确保每一个小组都能顺利进行实验。

在小组合作探索实验的过程中,增进了学生之间的情谊,同时也提高了实验效率,帮助学生在动手实践中对化学知识有了更深刻的理解,促进了学生化学思维与探究思维能力的发展。

(三)以学生为主体创新实验,培养学生的创新能力

核心素养教育理念要求教师应以学生为主体,在实验过程中也是如此。每个学生都有不同的思考方向,即使是同一个实验换不同的学生来构思实验方式也不尽相同,作为教师,应该鼓励学生自己思考实验方案,通过将实验方案以及实验方式都交给学生自己构思,在一定程度上,可以更好地促进学生创新探究思维发展。

高中化学中非常有意思的一个化学实验便是“焰色反应”,该实验可以用钠丝或钾丝,分别进行燃烧,可以观察到钠的焰色反应为黄色,钾透过蓝色的钴玻璃可以看到是紫色的火焰,其实化学中不止有钠和钾这样美丽的焰色反应,还有各种各样神奇的化学实验,教师可以引导学生自己去探索有趣的化学实验,如:“法老之蛇”“魔法羽毛”“大象牙膏”“炫酷紫烟”“火山爆发”等,教师可以让学生通过投票选出最受欢迎的,最想要试验的前两种或三种神奇的化学小实验,在课堂上共同实现,当然在实验过程中教师也需要注意实验物的毒性,注重学生的安全情况,在保证实验安全的前提下,带领学生共同探索神奇的化学实验现象。

例如,教师可以带领学生使用硝酸铅和碘化钾,将两者混合产生“黄金雨”,其实这两种溶液最初都是无色的,但混合之后会瞬间出现黄色沉淀,过滤后溶液静置自然降温,其间会析出黄色明亮的晶体缓缓下落,这就是“黄金雨”的由来。其实该实验是利用硝酸铅和碘化钾发生反应,产生硝酸钾和碘化铅,碘化铅在冷却时,会析出大量晶体,再通过反射与折射,就会呈现出实验中闪闪发光的效果,其实,为了节省实验时间,也可以直接使用碘化铅进行实验,能达到同样的视觉效果,同样的原理,我们还可以利用甘氨酸合铜制造出“蓝晶雨”,加入色素还可以变身为“血瓶”。

教师带领学生共同实现化学中神奇的实验内容,让学生在学习的过程中,也能够体会到化学实验的神奇之处,虽然有着相似的化学原理,但是通过转变实验对象,得出不同的实验现象,也能够引导学生自主创新实验,在一定程度上,能够更好地培养学生的创新思维能力。

化学实验中有着许许多多神奇的化学现象,在化学实验的课堂中,通过带领学生完成一些他们非常感兴趣的、神奇的化学实验,不仅能够让学生通过这些神奇的实验现象感受到化学实验的魅力,从而对化学实验有着更大的学习兴趣,还能够让学生在相对更加安全、有专业指导的前提下,满足自己对化学实验学习的兴趣,再通过对化学实验原理进行深入了解,改变实验对象,从而改变实验结果的整个过程中,可以让学生有着更加独特的想法,并能够在有条件的情况下,实现自己的化学实验创新过程,在一定程度上能够增加学生对化学实验的探究想法,还能够提升其创新思维能力。

(四)结合生活实践进行实验

核心素养的教育理念中,要求教师在教学过程中也要贴近生活,化学实验也是如此。化学与人类的日常生活是息息相关的,但由于学科思维限制,许多学生往往会忽略掉化学与生活的共性,一定程度上增加了化学学习过程中的难度,作为教师,我们有义务去指正学生的思想,让化学实验回归现实生活。

在人教版教材“铁与水蒸气反应实验”中,由于水蒸气的温度和皂液的浓度均会影响实验成功率,教师可以引导学生用粉笔代替湿棉花来提高实验成功率,首先可以利用血压计加压球作为气体收集的容器,之后再将气体吹入装有泡泡液的烧杯中,产生大量气泡,点燃气泡,增加实验趣味性。人教版高一化学必修第一册“铁及其化合物”一课中,教师可以引导学生将生活中的二价铁和三价铁分别进行观察与描述,了解二价铁和三价铁的检验方法,在实验前复习铁及其化合物在之前的学习中所讲述的内容,为新的知识探究做好铺垫。

另外,教师还应带领学生,以小组合作的方式,分别制备二价铁化合物与三价铁化合物,之后再引导学生对二价铁与三价铁的化合物进行观察,并总结归纳出其中的相同和不同之处。在实际生活中,其实还有着许许多多有趣的化学现象,比如夏日的晚上,人类在墓地中前行时,会有一些青绿色、没有热量的火焰随着人类的行走而前行,这一现象在过去人类对化学知识无知的时候被称作“鬼火”,其实这是因为尸体腐烂后产生的磷化氢在空气中自燃,他还会跟随空气流动而飘动。

而现如今,随着科技的发展,化学知识和概念的不断完善,人类逐步可以解释一些过去的奇闻逸事,针对大自然中的一些化学现象,教师可以引导学生联系生活实际,对这些奇闻逸事进行解释,甚至可以在有条件的情况下,于实验室中,还原现实生活中的化学现象。

通过联系生活实际,让学生感受到生活中的化学实验的神奇之处,可以在一定程度上,引导学生对生活中的化学现象更加好奇,并吸引其主动去探寻化学现象,继而提高学生的创新思维能力。另外,化学教学从课本中回归现实生活,可以让学生认识到化学学习的重要性,并能够将所学的化学知识慢慢运用到日常生活中,这也实现了化学这一科目带来的价值,更是为国家培养新型化学人才奠定了基础。

(五)总结实验报告,养成良好科学素养

核心素养教学理念的指导下,教师应该为提高学生化学素养而培养学生总结实验报告的能力。实验报告就是学生反思实验中出现的问题,对实验结果进行讨论并书面叙述出来,以加强实验印象,提高学习效率,也为下次的实验提供了思路。在此基础上,也可以鼓励学生拓展思维,对实验过程中的步骤或者方式进行改变,设想改变后的实验结果。

比如在人教版教材“化学能转换为电能”这一实验中,教师引导学生完成实验以后,鼓励学生提交实验报告,对实验过程的所有步骤及实验过程中出现的一些问题进行叙述,并叙述是如何解决实验问题的。在写报告的过程中,学生会再次回顾实验内容,发现自己的闪光点与存在的问题。

在报告中,教师可以选出其中最认真的几份加以表扬,鼓励其他学生向他们学习。实验报告还有个重要的作用,就是类似于错题本的作用,在下一次实验中,如果出现了类似的问题,学生可以举一反三地自行尝试去解决问题,而不是只知道求助于老师。在一次次地反思与总结,发现问题与解决问题中,学生的动手实验能力将会得到很大的提升,有助于学生提高独立实验的能力,在一定程度上帮助学生建立化学实验自信,从而达到提升化学教学质量的目的。

另外,报告中鼓励学生拓展思维,改变实验步骤或方式,抑或者改变实验器材,再次实验,设想改变后的结果,在一定程度上提高了学生思维拓展能力,帮助学生更深层次地思考实验问题,从而提高化学实验的教学效率。

学会总结实验报告,除了是学生发现自己在实验时闪光点的一个契机,更是学生学会自我总结与反思,提高独立实验能力的最好途径,让学生能够从不同于实验前的视角再次回顾实验内容,总结问题,方便之后完成更多实验,实现自己的化学价值。

三、 结论

综上所述,教学质量的提升并不能一蹴而就,但教师教学方式的改变却可以影响学生的学习兴趣,在核心素养教育理念的指导下,化学实验教学中应当做到以学生为主,积极开展创新型实验,让学生自主动手实验,不仅能够激发学生的求知欲,提高其动手能力,还能够在一定程度上提高其创新思维能力,在试验中也应当回归现实,在不脱离实际生活的情况下,鼓励学生自发思考,并能在实验结束时学会总结实验报告,养成良好的科学素养,让学生真正融入化学学习中,切身感受化学的魅力。在教学过程中,教师要有耐心地引导学生,在关键时刻对学生进行指引,时刻注意学生的学习情况,实验过程中,教师也应当要关注实验安全状况,以免发生意外,努力促进学生身心的全面健康发展。