深化“科學探究與創新意識”的高中化學實驗創新設計

林繼傳

摘 要：伴隨教育改革的持續化發展，現行的考核標準更多的是偏向要求學生把握知識規律和應對現實問題等。新課程標準中也明確提出，深度強化學生綜合素養，重視學生化學學科素養的形成和發展。這標志著新的教學目標是一個更具有深度的挑戰，這就要求教師突破傳統限制，將實驗當作課程基礎教學，創新實驗教育，發揮實驗教學優勢，把實驗教育切實滲透到基礎性教學當中?；诖?，本文以核心素養為導向，依托學生的現實需求，對化學實驗創新性設計進行改善，并結合更有效的方法，培養和深化學生的“科學探究與創新意識”。

關鍵詞：化學實驗;創新設計;科學探索;創新意識;學科核心素養;

新課程標準明確指出“應該依照學校的實際狀況科學地挑選實驗教學方式，符合條件的學校要盡量為學生供給做實驗的機會;有限定條件的學校，能夠用演示性實驗替代真正的實驗開展實驗活動，使實驗往‘綠色’發展，建立微型實驗?！碑斍拔覈Y源相對匱乏，區域之間的發展并不平衡，而這種不平衡，會讓很多學校在開展化學實驗課程的時候受到資源限制的影響。導致教師只能透過視頻播放的教學方式替代學生的親自參與，學生的實踐性比較弱，學生“科學探究和創新意識”的素養發展也無法成型，這就使得化學教師需要在有限的資源環境下，進行實驗教學的改善，通過多元的教學方式，突破資源的限制性，使學生切身參與到其中，進而提高其實踐能力、科學探究能力和創新能力。

一、概念闡述

化學實驗的全稱是“化學教學實驗”，高中化學實驗指的是“在教學過程中，教師或者學生依照特定的化學實驗目標，應用對應儀器、設備和裝置等手段，在人們主動創造的條件下。轉變實驗對象的狀態和特性，進而獲取對應的實驗事實，完成對應的化學教育目標?！庇捎诮逃母锏纳罨?，現行的考核更注重學生素養的形成和發展。高中化學實驗教育需要突破傳統困境，高效推動學生主體價值的發揮，使學生在教師的引導下進行實驗，在實驗的過程中，優化自身的知識體系，并將理論和現實聯系起來，讓學生把握探索物質變化的基本方法，并使學生的探究意識和綜合能力得到加強，實現核心素養的有效深化[1]。

二、高中化學實驗創新設計解析

（一）設計需求分析

1.實驗創新設計需求

為踐行“立德樹人”的教學任務，充分延展課程在培育人才中的關鍵作用。高中化學課程標準依照學科特性，指出了五個要素的化學素養。而作為化學學科的基礎，實驗是教材中的重要構成部分，為學生素養的進展供給基礎材料，但如果將實驗限制在材料上，不去創新實驗，那么構建就無法迎合區域教育進展的階段性實驗。由此，化學教育工作者就要把核心點放在素養培育層面上，結合現實需求進行探索和踐行。

2.化學素養分析

科學探究和創新意識是化學實驗所呈現出的素養，筆者把素養當做起始點，依照課程標準的提出內容，進行深層解析，以實現探究實驗框架的建立，提取其中的關鍵要素，能夠整合為“實踐、合作、提問、創新”，程序就是“發現問題——設計探究方案——結合知識開展實驗?！被诖?，本文就結合蘇教版的教材實驗進行創新和改善，依照程序構建過程，從而結合實驗過程，培養學生的核心素養。

（二）創新設計理念

1.基于素養開展實驗活動的設計理念

實驗素養包含“科學探究”和“創新意識”，所以，在設計實驗的時候，就可以結合“科學探究”和“創新意識”提出對應的設計路徑。

實踐：將實驗進行簡化，確保在較短的時間里完成實驗。時間可以不設課堂之上課堂之下的限制，讓學生能夠在充分思考的背景下，進行實驗實踐。

合作：實驗設施要相對簡單，學生可以兩個人一組，合作完成實驗。

問題：在設計實驗的時候，要為實驗設計一些問題和困難，讓實驗帶有一定的探究效用。

創新：把問題當做條件，用創新提醒學生，引導學生，完善實驗。

2.其他要素對實驗設計理念的影響

依照當前高中化學實驗的教學現狀，教師在設計實驗方案的時候，不僅要思考實驗所包含的素養要素，還要關注其他化學素養，將五個要素連接起來，即將“綠色化”、“生活化”、“互動性”、“簡約化”、“探索性”結合起來，從而對實驗進行創新。

（三）創新實驗案例

以高中化學蘇教版高一化學必修第二冊專題6第二單元《化學反應中的熱》中的“實驗”為例進行創新。

實驗名稱：“焰色試驗”

實驗創新設計：

1.實驗裝置

進行實驗的時候，可以用濾紙卷替換環狀鉑絲，并為完成更好的實驗狀況，把鹽溶液轉換為鹽晶體。

2.實驗用品

酒精燈，如若有條件，可以用煤氣燈、濾紙、鑷子、氯化鈣晶體、CaCl2晶體、CuCl2晶體。

3.實驗操作

完善操作的步驟分為四步，其一，用小塊濾紙卷成柱狀，用水浸濕。其二，用鑷子夾緊潤濕的濾紙，蘸取少量氯化鈣晶體，在外焰燃燒，觀察火焰的顏色。其三，把使用后的濾紙扔掉，重新第一步。其四，用鑷子夾緊浸濕的濾紙，蘸取少量氯化銅晶體，在外焰燃燒，觀察火焰顏色。

4.完善實驗解析

1.浸濕的濾紙卷在使用酒精燈火焰灼燒的狀況下不會燃燒，且酒精燈火焰是沒有顏色轉變，能夠在實驗之前，用空燒下浸濕的濾紙跟其對比。

2.實驗燃燒時間要適當，如果過長，就可能導致濾紙燃燒起來。

3.一張濾紙可以分成多份，防止濾紙的浪費。

結束語：

綜上所述，高中化學課堂要注重實驗課程的創新，依托“綠色化”、“生活化”、“互動性”、“簡約化”、“探索性”的要求，創新實驗，以這種實驗，提取素養要素，推動學生的探究能力，提高學生化學學科的綜合素養。

參考文獻：

[1]潘云凡. 高中化學實驗創新設計個案研究[D].上海師范大學，2020.

本文系：福建省福州市閩清縣教育科學“十四五”規劃2021年度課題“核心素養下高中課堂學生創新思維能力培養策略的研究 ”階段研究成果之一（課題編號：MQ202103Z）