新课程背景下高中化学课外实验活动的实践与思考

摘 要：在高中化学教学中，课外实验活动有助于学生更深入地理解化学知识，培养学生的创新思维和实验技能。在高中化学课程改革的背景下，教师借助科学合理的实验教学，能够达到提升学生实践水平、培养学生学习兴趣的目的。课外实验活动不仅能解决传统课堂实验材料不足、空间限制等问题，也能为学生提供更充足的实验机会。探讨开展高中化学课外实验活动的策略，以激发学生学习化学的兴趣，丰富学生的思维，提高学生的动手实验操作能力，进而提升学生的化学素养和学习能力。

关键词：新课程背景；高中化學；课外实验活动

作者简介：邱惠锋（1970—），女，广西壮族自治区靖西民族高中。

新课程标准强调培养学生的创新思维、实践能力和综合素质，为教育提供更广阔的舞台。高考化学命题注重对科学探究的考查，而化学实验则是探究和学习物质及其变化的基本方法，因此，化学实验成了科学探究的重要途径。课外实验活动是化学实验的重要组成部分，其能为学生提供锻炼、实践和探索的机会，通过实际操作，学生能直观感受化学现象，更深入地理解和应用所学的化学理论知识，培养科学思维和解决问题的能力。

一、课外实验活动在化学教学中的作用

在新课程背景下，课外实验活动的作用愈发凸显。在课堂教学之外，教师通过组织学生参与实验活动，可培养他们的实验技能、科学探究能力和科学素养。首先，课外实验活动能增强学生对化学抽象概念的理解。学生需要在课外自主设计实验方案、选择实验材料、明确实验步骤、记录实验过程、得出实验结论，从而加深对理论知识的理解［1］。例如，通过实验观察物质发生化学反应时的颜色变化、气体生成等，从而更深刻地理解反应原理。其次，课外实验活动可培养学生操作技能［2］。学生在实验中需要严谨地操作、准确地测量，并进行数据处理和分析。严谨的操作过程能锻炼学生的操作能力，也能培养学生精益求精的精神。最后，课外实验活动可培养学生的创新思维与问题意识。化学学科的魅力之一就在于实验过程的不确定性，例如，实验过程与原方案不一致、实验结果与预期结果不一致等，这就需要学生主动思考并寻找解决方案。

二、新课程背景下高中化学课外实验活动的实践策略

（一）选择和设计不同难度的实验项目

课外实验活动是高中化学教学中不可或缺的一环，其实践性强，探究性强，实验内容多样，同时也具备灵活性和创新性，能促进学生团队合作与交流，培养学生的安全意识与实验技能，有利于学生个性化发展。教师在为学生选择课外实验主题时，应着重考虑学生的认知水平、学科知识水平和学习兴趣。针对不同水平的学生，教师应选择不同难度的实验项目，确保课外实验任务符合学生的最近发展区。例如，在组织学生开展课外实验活动前，对于学习基础较差的学生，教师需要在课上为之设计实验方案，并且在课后也应监督学生的操作过程；对于学习基础较好且有一定操作经验的学生，教师应避免过多干预学生的实验过程，尽可能将选择权、操作权交给学生。

对于课外实验主题的选择，应尽可能符合课堂教学要求，确保实验项目能够巩固和拓展学生所学的知识。在内容难度和操作复杂度方面，教师应根据不同年级的学生选择不同类型的实验。比如，对于低年级的学生，可选择简单易行的实验；而对于高年级的学生，则可在保证学生人身安全的基础上，选择和设计更具挑战性的实验［3］。例如，组织低年级的学生开展“pH值对植物生长的影响”课外实验活动，学生需要在课外自主观察不同pH值下植物的生长状况并实时记录数据，最后得出实验结果。这一课外实验活动不仅能培养学生观察能力、数据分析能力和总结能力，也能增强学生对pH值测定原理与影响结果的认识。对于高年级的学生，教师则可以组织开展“电解质溶液电导率”或者“气体的制取与性质”等课外实验活动，使学生在亲历实验过程的同时，也能深入理解课堂所学化学知识及其应用。此外，对于具有一定操作能力的学生，教师在鼓励学生自主设计实验方案的同时，也应要求学生尽可能地打破思维限制，主动提出新的创意和想法，培养学生的创新能力和科学探索精神。总之，教师应确保高中化学课外实验活动能达到巩固学科知识、锻炼实践技能和培养创新能力的目标，为学生提供更有意义的学习体验。

（二）联系实际问题设计课外实验活动

建构主义学习观指出，知识是学习主体凭借自己的经验获取的，因此学习应当是学生主动认知的过程，学生需要对外部信息进行独立加工并形成自己的见解。高中化学课堂理论学习与课外实验论证的结合能使学生更深刻地理解课程内容，遵循了以学生为主体的活动设计原则。因此，教师需联系学生的学习经验与生活环境，为学生设计课外化学实验任务，使学生主动参与课外实验活动并解决问题。与此同时，教师遵循PBL（Problem-Based Learning，即基于问题的学习）理念的教学设计规律，向学生提供与问题相关的资源和指导，使学生围绕问题情境展开自主探索，最终建构经验体系，形成新的知识。所以，教师需要将学生置于实际问题情境中，以问题为引导，以实验探究为主线，以教师为指导，以学生为主体，让学生通过小组合作和自主实验获取化学知识。

离子选择性沉淀是高中化学课程中离子反应的一个重要应用，通过开展“用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”课外实验活动，学生能将课堂上学到的理论知识应用到实际操作中，加深对化学原理的理解。教师应做好以下实验引导，确保学生顺利进行课外实验操作。第一，教师在课上向学生介绍实验中涉及的化学理论知识，包括相关反应机理、离子沉淀规律等，使学生对实验背景和理论有清晰的认识。根据化学反应中溶液中产生不溶性物质而形成沉淀的基本原理，使学生认识到，在合适的条件下，特定的离子会沉淀成固体颗粒。第二，在实验准备阶段，由教师根据学生学情组织成立学习小组，帮助学生制订小组合作规则。第三，为学生提供实验相关的学习任务单，学生需要自主查阅与此次实验相关的材料，复习与“沉淀”相关的化学知识。第四，提出此次课外实验活动所要解决的问题：本实验中加入试剂的顺序可否调整？如果调整，会有怎样的结果？在实验操作中所加试剂为何要略微过量？怎样证明沉淀是否完全？学生分小组就以上问题展开讨论，明确课外实验目标，制订实验方案。第五，学生在课后分小组参与实验操作，记录实验数据和实验现象，并于下次课堂上进行汇报［4］。通过这一实验活动，可使学生掌握溶解、过滤、蒸发等化学实验操作的基本技能，还能认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。

（三）立足生活经验开发课外探究实验

陶行知的“生活即教育”理念认为，教育的根本意义在于生活的改变，生活无时无刻不在发生着改变，而生活无时无刻不含有教育意义，因此教师应该通过课外实验活动让学生感受课程知识的运用与价值。所以，高中化学课外实验活动不仅要强调理论经验的获取，还要强调以生活经验为基础，联系理论与实践，促进学生智力和能力的发展。

例如，教师为学生设计“巧克力和薯片热量大小的比较”课外实验活动，所需实验材料容易获取，实验步骤简单明了，适合在课外环境进行，不需要特殊的实验室设备。实验将化学原理与学生的日常生活联系起来，使他们能够在实践中理解化学反应的应用，加深对化学知识的印象。此次课外实验活动目的是让学生直观感受到“热量”这一概念，激发学生学习化学的积极性。在此次课外实验活动中，学生需要了解不同食物之间热量的差异，通过观察和实际测量来获取数据，以感受热量的概念，并认识到合理安排饮食的重要性。学生需要在课外自主设计实验方案，获取实验数据和实验结果，得出巧克力和薯片的热量。在实验中，学生将通过测定食物燃烧产生的能量来比较其热量，得出最终的实验结论。该实验从学生熟悉的零食入手，融入化学知识，通过直观的方式让学生认识热量的概念，并引发他们对于健康饮食的思考。

（四）通过小组合作方式开展课外实验活动

由于课堂实验操作需要一定的时间，学生有可能来不及深入理解理论知识，因此教师可组织学生在课外时间进行实验操作，详细观察实验现象，锻炼实验设计、操作、数据记录和实验报告撰写等实验技能，培养科学探究精神和实验设计能力。为确保课外实验活动的顺利开展，教师可对学生的学习基础、认知层次和兴趣爱好等进行全面分析，组织学生开展合作学习。在合作学习中，学生需明确自己所要完成的任务，并与组内其他同学密切配合。

例如，在高中化学知识体系中，氧化还原反应的相关实验是探究题设计的重要切入点之一。教师不妨以氧化还原反应实验为例，组织学生分组合作完成课外实验，了解“氧化是指物质失去电子的过程，而还原是指物质获得电子的过程”这一理论。首先，将学生分成若干个小组，每个小组由3—4名成员组成。小组成员可以扮演实验设计者、实验操作员、数据记录员和实验报告撰写员等角色。其次，进行实验操作。实验设计者负责设计实验方案，确定实验的步骤和操作细节。例如，选择不同金属与盐酸溶液反应，观察气体的产生情况。实验操作员要根据实验设计者提供的方案进行实验操作，将不同金属片分别放入试管中，加入一定量的盐酸溶液，观察气泡产生的数量、速度等。数据记录员则要记录实验操作过程中的关键数据，包括金属种类、反应时间、气体生成情况等。而实验报告撰写员则应整理小组成员的实验数据，撰写实验报告，包括实验的目的、过程、结果、讨论等。最后，小组成员共同讨论实验结果，分析不同金属的活泼性对氧化还原反应速率的影响。通过小组合作开展实验活动，学生能深刻理解氧化还原反应的实质，培养了实验设计、实验操作和实验报告撰写的能力。在实验中，每个小組成员都扮演不同的角色，相互合作，增强团队合作意识和问题解决能力［5］。学生在合作中互相交流、讨论，共同解决实验中遇到的问题，培养批判性思维和实践能力。

（五）基于STEAM教育理念鼓励学生自主设计课外实验

在新课程背景下，教师应以科学素养和科学能力培养为目标，通过课外化学实验活动为学生提供实践机会，培养学生的动手操作能力。STEAM教育主要涵盖了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）五个学科，旨在培养学生的学科核心素养，使学生综合利用多学科知识解决问题。基于STEAM教育理念，教师需要根据学生的认知基础和发展规律选择课外实验素材，鼓励学生结合其他学科知识自主设计课外实验。这样才能充分体现出课外实验的实践性、探究性、跨学科性、创新性以及团队合作等特性，有助于学生全面发展和综合素质的提升。

例如，教师可组织学生自主设计“化学能转化成电能”课外实验，使学生了解化学反应与电能转化的关系：在某些化学反应中发生电子的转移，产生电流，意味着一部分化学反应过程中的化学能转化成电能。该实验的步骤如下。一是选取原料，如锌片、铜片、酸性电解质（如稀盐酸）、电池连接线、电流表、导线、电池、瓶塞、玻璃棒等。二是学生通过协商组建课外实验小组，自行设计实验方案，准备所需的材料和设备等。三是学生根据实验方案自行进行实验操作［6］，如将锌片和铜片放入酸性电解质中，连接线路和组装电池等，形成良好的实验操作习惯。四是学生自行记录下电流表指针以及锌片和铜片的变化情况，收集实验数据，分析电流的产生与反应过程之间的关系。五是学生在小组内针对设计方案与实际结果之间的差异展开深入探讨，学会审视实验的可行性和结果的合理性。六是指引学生深入思考化学反应如何在实验中产生电能，讨论实验还有哪些改进的空间，培养学生的创新意识与解决问题的能力。

三、总结

在新课程背景下，高中化学课外实验活动是提升学生综合素质和实践能力的重要途径。在课外实验活动中，教师应设计不同内容和难度的实验项目，以满足不同年级学生的学习需求。教师应结合陶行知的“生活即教育”理念，结合生活经验设计实验项目，增强学生对化学知识的现实应用的认识。在此基础上，教师通过问题驱动学生参与课外实验活动，培养学生的批判性思维和解决问题的能力；鼓励学生自主设计实验，激发学生的创新能力和实验设计能力；根据学生反馈不断调整实验设计，使实验活动更加适应学生的学习情况和需求。

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