高中化学教学中实验情境创设方法研究

黄丽丹

纵观当前的高中化学实验教学，学生理解停留在浅层、知识迁移能力薄弱、没有建构相应的思维方法。基于此，教师要通过创设实验情境，深化学生对知识的理解，提升学生的知识迁移能力，以为学生化学核心素养提升奠定坚实的基础。

创设化学实验情境，可以将学生置身于真实情境中，可以引导发现问题、分析问题并解决问题，以全面提升学生的综合素养。本文以高中化学实验教学为研究对象，简述了实验教学情境教学的理论依据，分析了利用化学实验创设教学情境要遵循的原则。文章最后结合教学实践探究了高中化学教学中实验情境创设的基本方法，以期望在有效教学策略的指导下提升化学实验教学效率，以推动高中化学实验教学的有序开展。

一、高中化学实验教学情境创设的理论依据

《普通高中课程标准》指出：教师要在遵循学生已有经验的基础上，通过构建与学生认知相符的情境，引导学生探究，以调动起学生的积极性、自觉性，深化学生对化学知识、科技与社会发展关系的理解，以从根本上提升化学实验教学效果。

（一）建构主义理论指导

建构主义指出：教学不应该是教师单向向学生灌输的过程，而应该是学生主动建构的过程。建构主义强调通过设计真实的化学实验情境，诱发学生的主动参与，并在真实情境中发现、分析和解决问题。世界上的每一个知识都是在具体情境下产生的，所以知识只有回归情境之中才能被学生理解和合理的应用。当学生已经完全适应某个实验情境，他们便不会产生兴趣。当外部情境和学生的认知结构没有关联时，学生也不会产生兴趣。只有当外界情境和学生认知结构产生冲突或矛盾，才能调动起学生的学习热情。化学实验情境创设正是在学生认知冲突上开展的。

（二）脑科学成果给实验情境创设以启发

大脑如何处理信息成为科学界的重点关注对象，而最新的研究成果被广泛应用到了教育理念之中。基于脑科学思维开展教学实践，可以推动教育的有效开展。人的大脑有一个遇到新鲜事物便产生兴奋的细胞，可以对此做出强烈的反应。由此可见，教育的根本便是发现学生的好奇心，利用学生的好奇心，让他们对新鲜事物产生激烈的反应。脑科学研究表明：情感在学生学习中发挥着重要作用，情境和认识都是人脑神经整体功能的体现，而教学情境的创设则很好地体现生动、形象的特征，可以为学生的学习提供良好条件。因此，基于化学教材，设计与生活活动相符的化学实验情境，可以为学生的探究提供良好的环境，可以助力学生实现既定的教学目标。

二、利用化学实验创设教学情境的原则

第一，目的性原则。新课改倡导让学生在真实、形象的情境中完成学习。通过创设化学实验情境，不仅可以深化学生对理论知识的理解，还能让学生获得丰富的学习体验。但部分教师在创设实验情境的过程中，没有遵循实验情境创设的目的性原则，以至于实验情境创设流于表面，不能帮助学生更好地完成学习任务。第二，全程性原则。部分教师单纯地认为创设化学实验就是激发学生的学习热情，引出新课知识点。课堂是情境的连续体，实验情境的创设不局限于新课导入，还能帮助学生解决重难点知识，巩固课堂知识。在这一过程中，情境创设是连续的、整体的。第三，可接受性原则。情境构建必须基于学生认知，引导学生将所学知识迁移到新情境中来，但知识迁移会受到其他因素的影响，因此教师必须精心设计情境，唯有如此才能被学生理解和接受，才能将实验情境的教学作用发挥到最大。所以实验情境创设要遵循学生学情，实验中出现的问题要引导学生通过自主思考与小组合作解决，这样才能实现学生知识的正迁移。

三、高中化学教学中实验情境创设方法研究

化学实验情境即在实验教学中可以引发学生求知的欲望，能够唤醒他们探究热情的景物。构建化学实验情境可以将学生的主观能动性发挥出来，可以让学生自觉地进入到化学实验课堂中去，进而在教师的引导下完成教学任务，并推动自身的成长与发展。基于此，文章从如下几个方面论述了高中化学教学实验情境创设的方法：

（一）基于微观探析，构建游戏实验情境

游戏是学生认识世界的主要途径。在高中实验教学课堂上，为了让学生掌握宏观和微观层下物质、发展变化，教师可以巧用游戏构建实验情境。通过游戏情境设置，可以让学生清晰地观察实验现象，可以让学生掌握从微观视角理解实验原理的方法。同时，构建实验情境，还能引发学生的深入思考，集中学生的课堂注意力，让学生对实验情境、实现中的现象产生浓厚的探究兴趣，以促进学生宏观辨识和微观探析核心素养的发展。比如，在教学《金属钠与氧气反应》的教学中，教师可以设置“颜色大不同”的游戏情境。要求学生和同桌共同组成一个探究小组，先阅读实验内容，以了解实验。在实际游戏中，一名成员负责描绘温度对金属钠颜色的影响以及颜色呈现，另一名成员负责用小刀切割金属钠、将金属钠放在热坩埚中加热，并将其颜色变化绘制出来，在真实游戏情境中开展操作，可以帮助学生很好地了解实验原理。在整个“金属钠与氧气反应”的化学实验中，通过游戏情境构建，不仅让学生获得了快乐，而且提升了学生的微观探析能力，有效提升了本节课堂的教学效果。

（二）基于证据推理，构建问题实验情境

在化学实验教学中，通过构建问题实验情境，可以促进学生推理和模型认知素养的发展。通过设置合理的情境，可以引导学生主动搜集数据，并对其开展分析和推理，以形成科学的结论。与此同时，通过问题情境构建，还能调动起学生运用模型解释化学现象的热情，可以有效提升学生解决实际问题的能力。在问题的推动下，学生会产生想要一探究竟的欲望，并主动参与到实验情境中去。通过自主操作、分析实验现象，提升学生的实验能力，培养学生科学、严谨的实验态度。因此，在高中化学实验教学中，教师可以在全面把握学生实際情况的基础上，精选趣味实验构建问题情境，以唤醒学生证据推理意识。另外，还可以通过“意外”构建问题情境，让学生在问题的引导下一步步的探寻问题的本质。比如，完成《模拟溶洞的形成》这一知识点之后，教师可以设置如下的趣味小实验：准备石灰岩、二氧化碳水溶液、酒精灯，然后将适量的石灰岩放于装有二氧化碳水溶液的试管中，此时会产生较大的碳酸氢钙。然后将生成碳酸氢钙的水放置于酒精灯上加热，此时学生会看到白色沉淀。面对这一现象，教师可以提出问题：从上述的实验中，你可以得出哪些结论？酒精灯在整个实验中起到了什么作用？实验过程除了生成白色沉淀还有什么？基于这一问题情境的构建，学生开始推测实验原理，并尝试自主操作。在整个实验教学中，不仅帮助学生巩固了溶洞的形成，还在问题的推动下锻炼了学生的证据推理能力。

（三）基于创新意识，构建生活实验情境

在创新型社会，培养学生的创新意识不仅是学生自身发展的需要，更是推动社会发展的根本动力。而且在《普通高中课程标准》中，也提出了培养学生创新意识的要求。因此在化学实验教学中，教师要紧密联系生活构建实验情境，让学生积极参与到实验方案设计、操作中来，并通过记录实验现象、数据，开展分析得出最终的结果。在基于生活构建实验情境的过程中，教师要注意选择与化学知识、学生生活相近的用品，让学生在熟悉的情境中开展探究，可以推动学生良好实验探究能力的形成。化学是一门以生活为基础的学科，势必要应用于生活之中。因此，教师在创设实验情境的过程中，要选择学生熟悉的内容，引导学生主动进入到实验情境中来，并最终提升学生解决实际问题的能力。比如，在教學《获取安全的饮用水》这一章节知识教学中，教师可以指导学生开展“自制纯净水器具”的实验。在实验过程中，教师要大胆地放手，鼓励学生利用生活材料完成自主探究。首先准备好实验用到的材料：饮料瓶、塑料管、清洗干净的沙子、纱布、蓬松棉包、活性炭、清洗过的小卵石、剪刀和钻子。然后用剪刀剪去饮料瓶的瓶底，用剪刀在瓶盖出钻出一个小孔插入吸管（方便液体流出），然后用纱布将小卵石、石英砂、活性炭包裹起来，最后将瓶口倒置，再依次放入蓬松棉、包裹纱布的活性炭、包有纱布的石英砂以及包裹纱布的小卵石，并通过瓶底和瓶壁的粘连，做成一个可以自由开合的盖子。安全用水和大家的生活有着紧密关系，所以学生对自制净水器会充满兴趣。在上述生活情境的教学中，唤醒了学生的探究动力，通过学生准备材料、自主设计和实验提升了学生的探究能力。

（四）基于社会责任，构建新闻实验情境

社会责任是高中化学核心素养的重要内容。在以“核心素养”为目标的教学中，教师不仅要注重知识传授，更要注重发展学生的社会责任，同时也要引导学生关注社会热点话题，以增强学生的社会责任。为了培养学生的社会责任感，教师要善用新闻时事构建实验情境。以新闻时事为依托构建实验情境，一来可以引发学生的深入思考，二来可以引导学生主动探究新闻背后的原理。教师要注意，在构建实验情境的过程中，要合适的引入当下的环境问题，比如白色污染、重金属中毒等，以社会热点构建实验情境，会调动起学生的探究热情，会在无形当中提升学生的责任感。比如，在教学“我们需要食品添加剂吗”这一知识点的时候，为了深化学生对食品添加剂的理解，为了增强学生的社会责任，在化学教学课堂中教师利用多媒体为学生播放了一则新闻报道：2017年3月，被告人黄某在其丈夫被告人郑某、儿媳被告人施某的协助下，在一家生产鸡翅、鸡爪、猪蹄的卤制品中添加了硝酸盐，并在市场销售，经检测食品添加剂均超出国家规定的标准范围。在看完这则新闻报道之后，学生会产生这样的问题：食品添加剂对人体有害吗？为什么当今的食品中都会添加食品添加剂？食品添加剂都有哪些？有规定使用标准吗？通过新闻事件构建实验情境，可以让学生自主进入到知识学习中来，不仅深化了学生对食品添加剂的客观认知，而且让学生树立起了超强的社会责任感。

化学实验情境构建可以优化课堂过程，可以帮助学生把握新旧知识关联，可以促进学生思维的发散。同时构建化学实验情境还能让学生产生积极向上的情感，可以让他们爱上化学。综上所述，在高中化学实验教学中，通过创设实验情境不仅可以唤醒学生的探索欲望，还能提升学生的自主操作能力，并为学生化学核心素养的发展与形成奠定坚实的基础。