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创新实验在高中化学教学中的应用

发表时间：2021/1/13 来源：《基础教育课程》2020年10月作者：王茂静

[导读] 目前高中化学教学活动开展并非一帆风顺，其受到学校重视度不足、教师师资力量不强及基础设备不完善的制约，严重阻碍学生动手能力和实验探究能力的养成，不利于学生发展。在新课标的指导下，教师逐渐重视实验创新，通过改进实验内容和流程，引入核心素养，积极培养学生的动手操作、自主探究能力和思维意识水平。国家发展需要创新型人才，教师在学校开展创新实验有利于践行社会建设的要求，为生产生活提供优质人才，保证社会稳定运行

山东省济南市历城第一中学王茂静 250115

摘要：目前高中化学教学活动开展并非一帆风顺，其受到学校重视度不足、教师师资力量不强及基础设备不完善的制约，严重阻碍学生动手能力和实验探究能力的养成，不利于学生发展。在新课标的指导下，教师逐渐重视实验创新，通过改进实验内容和流程，引入核心素养，积极培养学生的动手操作、自主探究能力和思维意识水平。国家发展需要创新型人才，教师在学校开展创新实验有利于践行社会建设的要求，为生产生活提供优质人才，保证社会稳定运行。
关键词：创新实验高中化学教学应用
        引言
        目前高中化学实验教学仍然存在一些不足之处，如实验教学效率不高，实验器材不够完善，相关实验无法在课堂上实现等。鉴于此，改革与创新现有高中化学实验教学方式很有必要，只有不断促进高中化学实验教学的改革与创新，才能不断满足学生的实验需求，进而让学生能够参与更多的实验探究。
        一、创新实验的设计原则
        教学活动的开展要满足安全性这一不变的条件，教师要能够保证学生的人身安全，在制备和使用有毒物质的过程中，要详细检查装置的密闭程度，对于可能逸出有害气体的实验要在开放的环境中进行，并能够保证学生的安全。还有一些药品，其化学性质活泼，极易与空气中的氧气发生反应，对于此类物质要采取随用随取的办法，避免因为发生反应导致药品变质，影响实验结果。对于热量交换作用明显的实验，教师尽量采用演示的方式，降低学生被灼伤、烫伤的概率，重视实验背后潜藏的安全隐患。就乙醇的氧化反应为例，传统实验的办法是将乙醇倒入试管中，在酒精灯上来回移动加热，但由于其在蒸发过程中热量散失较快，很容易出现试管炸裂的情况，为避免此种情况，教师要选择合适的加热方法，此反思和优化过程符合创新实验的要求。简便性、科学性和探究性是创新实验的基本原则，要保证设计的实验过程简单易行，切忌加入过于烦琐的内容，费时费力，且在课堂有限的时间内无法得出结果，不利于教师直观感受学生的现状和发展状态。由此可见，规范化的实验设计步骤更有助于控制药品的用量，节约设备和药品资源，符合资源型社会构建的要求，同时学生在此过程中感受到实验开展的重要性，充分满足核心素养渗透的要求。
        二、高中化学创新实验开发与应用的建议
        （一）实验开发中嵌入互动性内容
        在环保创新实验开发中嵌入一些互动性内容较为可行，这不仅可以大为增加环保创新实验本身的互动性，同时也能为相应实验在教学中应用价值的较好发挥提供有效帮助。例如，教师可以结合废弃物回收利用等开发相应的环保创新实验，让学生科学回收氯气制取实验中残留下来的二氧化锰，抑或是利用回收的氧化钙干燥剂替代二氧化硫尾气吸收剂等都较为可行。在这些具体的环保创新实验中，教师可以嵌入一些互动性较高，且与环保创新相关的问题，让学生不仅能够在环保创新实验中进行知识的学习与应用，同时也能较好进行环境保护相关思考。通过互动性环节，以及互动性内容在环保创新实验中的较好嵌入，教师与学生，学生与学生在环保创新实验中可以进行更好互动，教师也能在相应实验中对学生进行更为有效的引导。

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        （二）结合情境教学法创新化学实验，以增强学生参与实验探究的感受
        要借助一些创新的实验内容，引导学生从宏观转到微观探析，从而让学生对化学知识展开深入探究与分析，促使学生在创新的实验中激发自身的潜能，发展自身的学科素养。以高中化学“认识同周期元素性质的递变规律”内容为例，为了让学生了解和掌握同周期元素性质的递变规律，教师可以组织学生展开钠、镁、铝三种元素原子失电子能力的相对强弱的预测实验。在此过程中，教师可以先利用多媒体教学设备，直观展示钠、镁、铝元素的单质图片，以引导学生走入具体的实验探究情境。然后，为学生准备适当的试剂和仪器，如镁条、铝条、金属钠、盐酸、烧杯、试管等，并让学生尝试去设计实验并完成相关的实验验证。在此期间，学生可以结合书本上的实验环节，利用现有的实验器材，自己去设计实验流程以及选择自己的实验伙伴等，从而完成对钠、镁、铝等元素原子失电子能力相对强弱的预测实验，认知和领会同周期元素性质的递变规律。
        三、创新实验在高中化学教学中的应用实例
        浓稀硝酸与Cu的反应在教材中仅起到过渡的作用，给出了化学反应方程式，但并未对其反应的流程和实验步骤予以详细的阐释，导致大部分教师没能重视此方面的内容，即便是学生有探究的欲望，但碍于设备、装置和现实环境的影响，其积极性受到了抑制，改进结果是选择两个干燥的试管，分别加入等量的铜粉，接着在其上分别连接装有浓硝酸和蒸馏水的注射器，结合反应原理可知两试管中发生的反应分别是①装有浓硝酸的一端：Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②装有蒸馏水的一端：3NO2+H2O==2HNO3+NO，两个装置间连通，通过打开和关闭止水夹达到控制气体流动的效果。在不断注入浓硝酸的过程中，充分反应生成NO2，可以观察到试管内逐渐充满红棕色气体，此时打开止水夹，气体逸到右边，与水反应生成稀硝酸，反应方程式是：3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、2NO+O2==2NO2。根据反应原理可知，学生能够观察到出现红棕色气体和蓝色溶液，反应现象十分明显，并且通过控制止水夹，起到改变反应进程的作用。学生能够直观认识反应过程，透过实验现象摸清化学本质，有助于提升其对于实验探究的兴趣，利用带有冲击性的反应现象，将学生带入化学反应场景中，更好地理解实验探究的作用，深化实验观内涵。实验的作用不仅仅局限于理解化学反应原理，更为重要的是，利用直观的化学反应现象，引申到实践生活提升学生动手能力和实验探究能力的基础上，提升他们对化学学科的好奇心和兴趣，符合创新实验改良的目的。
        结束语
        综上所述，高中化学实验是提升学生兴趣的重要因素，教师要充分研究其与核心素养渗透之间的关系，在课堂上有意识地深化实验内容和流程，对于教材中可改进和创新的实验予以研讨，加入现实情境，保证在学生探究过程中可以明显观察到反应物状态或颜色的变化，以直观的方式加深对知识内容的理解程度，充分满足化学素养构建的要求。同时，要结合情境教学、生活教学以及趣味教学等方式，优化实验教学从而提升学生的实验技能。
参考文献
[1]陈玲.借助创新实验培养高中生化学核心素养[J].中国多媒体与网络教学学报(下旬刊),2020(05):82-83.
[2]蒋玲.基于核心素养的高中化学创新实验的实践研究[J].中学生数理化(教与学),2020(05):10.
[3]梁伟梅.创新实验在化学课堂教学中的应用[J].中学化学教学参考,2019(14):49.