提高高中化学实验趣味性与有效性

陈 君 上海市高境第一中学

高中化学实验是学生学习过程中不可缺少的一环，既能够巩固理论知识，又能培养学生实验操作和科学探究的能力。然而，在实际教学中，我们常常面临的问题是学生对实验缺乏兴趣，导致实验教学效果不尽如人意。因此，提高高中化学实验的趣味性与有效性成为一项重要的教学任务。本文将从高中化学实验趣味性与有效性的重要性、困境以及提高的策略三个方面展开探讨。

一、高中化学实验趣味性与有效性的重要性

（一）实践应用与理论知识融合

实践应用与理论知识融合是教学中一项复杂而又重要的任务。实验作为理论知识的延伸，通过实际应用的方式将抽象的概念具体化，从而使学生更容易理解和掌握。这种融合不仅仅是简单的知识运用，更是一种思维方式和解决问题的能力。在实践中，学生通过观察、实验、分析和总结，将课堂上学到的理论知识应用于实际情境中，从而深化对知识的理解。这种过程不仅增强了学生的实际操作能力，还培养了学生分析和解决问题的独立思考能力。通过实践，学生能够更好地理解理论知识的实际意义，而不仅仅是死记硬背。此外，实践应用与理论知识的融合，有助于培养学生的团队协作能力。在实验过程中，学生通常需要共同合作、讨论并共同解决问题，这有助于提高学生的团队协作能力。总体而言，实践应用与理论知识的融合既是知识体系完善的必要环节，也是培养学生全面素养的有效途径。通过这种综合性的教学方式，学生不仅能够掌握理论知识，更能运用所学知识解决实际问题，为未来的职业和学术发展打下坚实的基础。

（二）培养实际动手能力与科学思维

培养实际动手能力与科学思维是实验操作的核心目标。实验不仅强调实际技能的培养，更是全面提升学生动手实践能力和科学思维的过程。通过精心设计实验任务，学生在实际操作中不仅能磨炼实际技能，还能在观察、实验推理的过程中培养深刻的科学思维。在实际动手能力的培养方面，学生通过实验操作学习技术和方法，逐步掌握复杂的技能。这种过程不仅能增强学生的实际操作技能，还能培养学生在实际问题中迅速而准确地采取行动的能力，为将来从事相关领域的工作提供坚实的基础。同时，实验操作还强调培养科学思维，使学生在观察、实验和推理的过程中，养成对问题的敏感性和解决问题的主动性。这种科学思维不仅仅是对知识的理解，更是一种批判性思考和创造性思维的训练，使学生能够更好地理解科学的本质，掌握科学的方法，从而更好地应对未知的挑战。综合而言，培养实际动手能力与科学思维相辅相成，不仅提高了学生在实际操作中的熟练度，更培养了学生在科学领域中独立思考和解决问题的能力，为学生未来的学术和职业发展奠定了坚实的基础。

（三）促进观察力、实验技能和合作精神的培养

促进观察力、实验技能和合作精神的培养是实验教育的综合目标。实验过程不仅仅是知识的获取，更是学生全面素养的塑造过程。在提高观察力方面，学生需要在实验过程中通过细致入微的观察发现微小的变化。这个过程培养的不仅是眼睛的观察，更是思维的观察。这种训练不仅使学生在实验中能更敏感地捕捉信息，还能运用在平时的生活中。与此同时，实验的设计和执行要求学生具备高水平的实验技能。这包括准确测量、精准操控仪器以及正确运用实验方法等方面。通过实际操作，学生能不断提升这些实验技能，还能在未来的科学研究或工作中独立开展实验，取得准确的数据。另外，合作实验是培养学生合作精神的有效途径。在实验过程中，学生需要协同合作，共同解决问题。这能让学生学会倾听他人意见，分享观点，并在团队协作中发挥自己的优势。通过这种集体智慧的合作方式，学生不仅学到了团队合作的重要性，还提高了沟通协调的能力，为日后与他人协同工作打下坚实基础。因此，促进观察力、实验技能和合作精神的培养不仅是实验教育的任务，更能使学生整体素养得到全面提升，使学生在未来能够更加从容地解决复杂的问题。

二、提高高中化学实验趣味性与有效性的困境

（一）学生兴趣不高的原因

学生兴趣不高的原因往往在于传统实验教学的一些弊端。传统实验设计通常过于枯燥，缺乏足够的趣味元素，难以激发学生的好奇心和学科兴趣。这种情况导致学生对实验内容产生抵触情绪，从而降低了学习积极性。此外，烦琐的实验操作和较长的时间消耗也是学生兴趣不高的重要原因之一。学生可能因为操作的复杂性和实验的冗长而感到疲劳，失去耐心。这种疲劳感和失去兴致可能会使学生难以全身心投入实验，阻碍了学生对知识的深度理解和实际运用。因此，教师需要重新思考实验设计，注入更多具有趣味性和挑战性的元素，以激发学生的好奇心和主动学习的欲望。通过设计创新实验，使实验过程更富有互动性和实践性，能够更好地贴近学生的生活经验和兴趣爱好，从而提高学生参与学科学习的积极性和主动性。这样的改进不仅有助于激发学生对知识的热情，还能够促使学生更愿意投入时间和精力去探索实验的奥秘，从而提升整体学习效果。

（二）存在的安全隐患和实验仪器设备的限制

存在的安全隐患和实验仪器设备的限制是制约实验教学的两大主要因素。一方面，安全隐患可能源于实验涉及的化学品、电气设备或其他潜在危险因素，这不仅增加了实验设计的难度，还要求在实验进行前做出详尽的风险评估和应急措施。这些安全顾虑可能会使实验内容受到限制，导致一些富有创意和挑战性的实验难以开展，从而影响学生对实验的兴趣和参与度。另一方面，实验仪器设备的限制也是学生兴趣不高的原因之一。有些学校或实验室可能受到资源的制约，缺乏先进的实验仪器和设备。这限制了实验设计的多样性和趣味性，使学生无法体验到最新科技的应用，也无法接触到更具挑战性的实验，因此，学生对实验内容产生了厌倦情绪。为解决这一问题，教师需要在确保实验安全的前提下，通过设计创新实验和利用简单易得的实验材料，弥补设备的不足。同时，学校和实验室要增加对实验仪器设备的投入，更新设备，提高实验条件，以提供更多更丰富的实验体验。通过这样的努力，学生对实验的兴趣大大提升，从而激发了学生对科学研究和实践的热情。

三、提高高中化学实验趣味性与有效性的策略

（一）创新实验设计

创新实验设计是提升实验教学吸引力的重要途径。通过引入富有趣味性的化学反应和引人入胜的实验场景，可以激发学生的好奇心，使实验更具吸引力。在实验设计中融入生动活泼的元素，如色彩斑斓的化学变化、引人入胜的实验故事情节或仿真生活场景，能使实验不再枯燥乏味，而是充满活力和创意。创新实验设计不仅仅是关注实验的科学性，更注重培养学生的兴趣和探索精神。通过在实验中增加趣味性的要素，学生更容易投入其中，从而更深刻地理解实验原理。这种创新不仅体现在实验的内容上，还可以通过采用新颖的实验方法，引入先进的科技手段，使整个实验过程更具前瞻性和现代感。

在教学“次氯酸和次氯酸盐”时，教师可以把次氯酸光照分解实验设计成数字化实验，测定光照过程中氯水的pH值、氯水中氯离子的浓度、三颈烧瓶中氧气的体积分数这三者的变化，并通过计算机的数据处理功能将这些变化直接绘制出相应的变化曲线。通过对数据进行分析，最终可验证次氯酸光照分解的产物。这样的实验场景既能激发学生对化学的兴趣，又能使学生深入理解次氯酸的不稳定性。这样的创新设计能使化学实验更生动、更具有说服力，也能更好地提高学生的学习积极性。

（二）强调实验的应用性

强调实验的应用性是激发学生学习兴趣的有效策略。通过将实验与实际生活紧密结合，学生能够直观地看到化学知识在实际应用中的价值和意义。这种实际应用的联系不仅能让学生理解化学原理的深度，还能够引发学生对实验的浓厚兴趣，因为学生能够清晰地看到所学知识在解决实际问题中的实际效果。通过强调实验的应用性，学生可以更加自觉地将所学知识与实际生活场景相联系，从而提高学习主动性；学生能够认识到化学不仅仅是课本上的理论知识，更是解决现实问题的有力工具。这种联系使学生更愿意投入实验，因为学生能够直接感受到实验对解决实际问题的贡献。此外，强调实验的应用性还能够培养学生的实际操作能力和解决问题的能力，因为学生在实际应用中需要灵活运用所学知识。这样的培养不仅对学生当前的学科学习有积极影响，也为学生未来在科学领域的研究和职业发展打下坚实基础。

在教学“化学变化中的能量变化”时，教师可以通过强调实验的应用性，将实验与实际生活巧妙结合，提高学生对实验的关注度，增强学习主动性。除了课堂上设计常规的铜锌原电池并认识原电池的原理外，还可以让学生利用生活中的水果，设计水果原电池，认识原电池的构成条件。这不仅能使学生将理论知识与实际应用相结合，还能让学生认识到化学知识对于日常生活的重要性。通过这个实例，学生能够直观地感受到实验结果与实际应用之间的联系，从而激发对化学实验的浓厚兴趣。这种实际应用的情境设计有助于提高学生的学习主动性，使学生更愿意深入学习与实践，从而更好地理解原电池的性质和应用。

（三）注重实验过程的互动性

注重实验过程的互动性是提升实验效果和学生参与度的关键。通过与学生积极互动，教师可以引导学生在实验过程中主动思考问题、发现规律，从而使实验不再是被动的知识传递，而是一次充满活力和参与感的学习体验。这种互动性的教学方式可以激发学生的学习主动性，使学生更深刻地理解实验现象。在实验过程中，与学生的积极互动有助于建立起师生之间更加紧密的沟通渠道。教师可以通过与学生的交流，了解学生的思考过程和困惑之处，及时给予指导和解答，为学生提供更贴近实际需求的学习支持。

在教学“影响化学反应速率的因素”时，教师可以通过实验过程的互动性，与学生积极互动，引导学生主动思考问题、发现规律，促使学生更深刻地理解实验现象，提高实验效果。教师可以设计一个名为“变色实验”的互动性实验。在这个实验中，学生需要观察不同温度下的反应液，并记录反应开始到颜色变化的时间。通过比较不同温度下的反应速率，学生能够直观地感受到温度对反应速率的影响。在实验过程中，教师可以与学生进行积极互动，引导学生思考实验中发生反应的现象背后的科学原理，通过问题和询问交流讨论，学生将更深入地理解实验现象。这种互动性的教学方法有助于提高学生的学习效果，使学生更积极地参与实验中，从而更好地理解化学反应速率的概念。

（四）鼓励学生合作完成实验

鼓励学生合作完成实验是培养团队协作精神和提高实验效果的重要策略。通过组织小组合作，学生可以在实验中展开积极的交流与合作，共同解决问题。这种合作方式不仅使学生能够分享彼此的观点和想法，还能集思广益，发挥每个团队成员的优势，从而更全面、深入地理解实验内容。在小组合作中，学生有机会分享实验操作的心得和经验，互相讨论实验过程中遇到的问题，并共同探索解决方案。学生在这样的合作中能够学到团队合作的重要性，学会倾听和尊重他人意见，提高协同工作的沟通协商能力。

在教学“有机化合物的结构”时，教师可以鼓励学生合作完成实验，采用小组合作的方式促进学生交流、共同解决问题，培养学生团队协作精神，提高实验效果。考虑到有机化合物的分子结构较为复杂，教师可以设计一个“有机分子搭建竞赛”的实验，将学生分成若干小组，每组负责搭建特定有机分子的球棍模型。通过小组合作，学生可以共同讨论、分享知识，共同解决模型搭建过程中遇到的问题。这不仅可以加深学生对有机分子结构的理解，还能培养学生在团队中的沟通与协作能力。通过这个实例，学生在小组合作中既能体验实际操作，又能养成团队协作精神。这种合作性实验设计有助于提高学生的学习效果，使学生更积极地参与到实验中，从而更好地认识和理解有机化合物分子结构的特点。

知识是素养的媒介和手段，知识转化为素养的重要途径是情境。就好比食盐和水的关系，一定量的食盐和一定量的水配合好，再加上一些辅料，就可以变成令人垂涎欲滴的浓汤。作为一名教师，就是要把知识这个盐和情境这份水调配好，最终完成这锅核心素养的“浓汤”。化学实验就是这样一份情境之水，提高高中化学实验的趣味性与有效性是一个全方位的任务，教师需要在实际教学中不断尝试创新。