高中化学实践性作业设计与实施

黄萍萍

摘 要：高中化学实践性作业作为化学教学的重要组成部分，对于培养学生的实践能力和创新精神具有重要意义。本文将从实践性作业的设计原则、设计要素、实施过程和效果评价四个方面进行探讨，研究表明实践性作业显著提高了学生的实际操作、理论与实践的结合能力，以及创新意识和问题解决能力。本文以期为高中化学教学提供有益的参考。

关键词：高中化学；实践性作业；实验

一、引言

化学实践性作业是高中化学教学不可或缺的一部分，它以实验操作为主要手段，旨在培养学生的动手能力、观察分析能力和科学思维能力[1]。通过实践性作业的设计与实施，可以帮助学生提高实践操作能力，真实感受化学知识的魅力，加深对化学理论的理解和认识，提高实验技能。同时，实践性作业也是化学知识教学与学习的重要环节，将理论知识与实际应用相结合，使学生能够更好地掌握和应用所学的化学知识。

二、化学实践性作业的设计原则

（一）目的性原则

在设计化学实践性作业时，目的性是最基本的原则之一。目的性原则指的是要明确实验的目标和意义，确保实验项目与教学目标相符合。化学实践性作业的目的可以包括提高学生的实验操作技能、培养科学思维能力、加深对化学理论知识的理解等。通过设定明确的目的，可以使学生在实践中积极探索和思考，让他们明确实验的意义和学习的价值，激发其学习兴趣和主动性。

（二）科学性原则

科学性原则是设计化学实践性作业时必须遵循的重要原则之一。科学性原则要求实验的设计和执行基于科学的理论和方法，确保实验结果的可靠性和准确性。在设计实践性作业时，需要充分考虑化学实验的基本原理、反应机制、实验条件等科学知识[2]，并科学合理地确定实验步骤、试剂用量、反应时间等关键参数。此外，科学性原则还要求实验的评价和数据处理方法科学规范，如正确使用仪器、采取适当的分析方法、进行统计处理等。只有在科学性原则的指导下设计和完成化学实践性作业，才能确保实验过程和结果的科学性和可靠性，帮助学生真正理解和掌握化学知识，培养科学的思维方式和实验技能。

（三）安全性原则

安全性原则要求将安全放在首要位置，确保实验操作过程中的人身安全、设备安全以及环境安全。在设计实践性作业时，需要充分考虑化学品的危险性和毒性特点，并采取有效的措施来预防事故的发生。这包括正确选择化学实验所需的试剂和仪器设备，在实验室中建立良好的通风系统，做好个人防护措施，如戴好安全眼镜、穿戴实验服等。此外，还要对实验室操作流程进行风险评估和事故预防措施的制订，如合理规划实验步骤、正确操作实验仪器，遵守实验室规章制度等，只有在安全性原则的指导下设计和完成化学实践性作业，才能最大限度地减少实验过程中的意外事故，保障参与实验的人员的健康和安全，确保实验环境的安全和可持续发展。

（四）可操作性原则

可操作性原则强调设计的实践性任务应该具备清晰、准确且可操作的特点，使学生能够有效地进行实验操作并取得可信的实验结果。根据这一原则，在设计化学实践性作业时需要考虑以下三个方面：第一，实验步骤要简明扼要，避免使用含糊不清或复杂难懂的指导语言，以确保学生能够准确理解并按照要求进行操作。第二，所用材料和设备要具备实际可获得性，不逾越学校实验室的条件限制，以方便学生在实验室环境中进行操作。此外，实验过程中所涉及的化学试剂和溶液浓度应控制在安全和合理的范围内，以防止危险事件发生。第三，实验结果的收集和数据分析也要尽量简单明了，便于学生进行实验结果的观察和数据处理，从中总结出科学结论。可操作性原则的遵循可以确保化学实践性作业的顺利开展，提高学生的实验操作能力和科学素养。

三、化学实践性作业的设计策略

（一）理论知识与实践活动的结合

化学实践性作业的设计要素之一是理论知识与实践活动的结合，这意味着在设计实践性作业时，需要将相关的理论知识与实际的实验活动相结合，使学生能够巩固和应用所学的理论知识。为了实现这一目标，教师应该根据学生的学习情况和课程要求，在实践性作业中合理安排相关的理论知识点，并设计与之相适应的实验内容。可以通过提前教授一些理论知识，引导学生了解实验原理、反应机制等，然后设计一个与之相关的实验任务让学生进行实践操作，将所学的理论知识应用到具体实验中去。

（二）生活情境的融入

融入生活情境是指通过将课堂学习的化学知识应用到现实生活中的实际场景中，可以使学生更好地理解和掌握所学化学知识的实际应用价值。

以统编版高中化学必修一的《化学实验基本方法》中的混合物的分离和提纯为例，可以设计一个融入生活情境的实践性作业。让学生模拟家庭污水处理的过程。他们可以收集家庭生活污水样品，并利用所学的混合物分离和提纯技术，进行污水处理实验，通过这个实践性作业，学生可以了解到家庭污水中存在的各种杂质和有害物质，以及如何运用化学知识进行有效的分离和提纯处理。这样设计的实践性作业可以加深学生对化学实验原理和操作方法的理解，同时培养他们的实践能力和科学思维方式。通过将所学知识应用到实际问题中，学生不仅能够提升自己的学习兴趣，还能加深对化学在日常生活中的重要性和应用价值的认识。

（三）安全意识和实验规范的培养

在设计高中化学实践性作业时，安全意识和实验规范的培养是必不可少的设计要素。通过设置实验前的安全讲解和教育，引导学生对实验过程中存在的潜在危险有充分的认识，使他们明白保护自己和他人安全的重要性。同时，在实验过程中，规定学生必须严格遵守实验室安全规则和操作规范，如正确佩戴防护用具、合理使用实验器材和化学试剂等[3]。

（四）实验数据的记录与实验报告的撰写

在高中化学实践性作业的设计中，实验数据的记录与实验报告的撰写是关键的设计要素。学生应该被引导去准确、全面地记录实验过程中所获得的数据，包括实验条件、操作步骤、观察结果等。这些数据不仅有助于学生整理和分析实验结果，还能帮助他们发现实验中的规律和问题。在撰写实验报告时，学生要按照科学报告的格式要求，结构清晰、语言准确地描述实验目的、原理、方法、结果和结论等内容。

四、化学实践性作业的实施过程

以部编版高中化学必修1课程中的《氧化还原反应》为例：

（一）明确作业目标

作业目标是通过实践性作业让学生掌握氧化还原反应的基本概念、了解不同氧化还原反应类型及其应用，并能够进行氧化还原反应实验和数据处理。1.掌握氧化还原反应的定义和基本特征，包括电子转移、氧化剂和还原剂的概念；2.了解不同氧化还原反应类型，如金属与非金属的反应、酸与金属的反应、过氧化物的分解反应等，并能够描述反应过程和产物的生成；3.理解氧化还原反应在日常生活和工业生产中的应用，如腐蚀、电池、焊接、电解等，并具备分析和解释这些应用的能力；4.能够进行氧化还原反应实验，熟悉实验操作步骤和安全注意事项，观察实验现象并记录关键数据；5.具备对实验数据进行整理、分析和推理的能力，能够总结规律，对实验结果进行合理解释，并提出个人观点和建议。

通过以上作业目标的明确，目的是帮助学生建立起对氧化还原反应的整体认知和实践能力，培养他们的实验思维和科学素养，提高他们在化学领域的探索和创新能力。

（二）设计作业内容

设计一个涉及氧化还原反应的实践性实验任务。以“铁的氧化”相关知识教学为例，要求学生观察铁在空气中的变化，深入理解氧化反应的过程和特点，学习酸性介质中铁的氧化反应。

（三）准备实验器材和材料

1.铁：选择一根铁丝或铁钉作为实验材料，确保表面光滑。

2.实验室玻璃器皿：

试管：用于加热和反应观察，建议使用实验室大小的试管。

试管架：用于固定试管。

3.酸性介质：

将烧杯或试管放在实验台上，将铁片放入其中。然后，小心地向烧杯或试管中加入适量的稀硫酸。注意，应该使用稀硫酸而不是浓硫酸，以避免剧烈的反应。

4.安全设备：

护目镜：确保实验人员眼睛的安全。

实验手套：保护实验人员的手部皮肤。

实验台垫：防止实验中的溅洒事故，减少对实验台的腐蚀。

5.其他辅助工具：

细砂纸：用于擦拭铁材料的表面，确保光滑。

火柴或燃烧器具：用于加热铁材料。

滴管或移液管：用于向试管中加入酸性介质。

6.废弃物容器：用于放置废弃的实验物品，如弃用的铁钉、废弃的酸性介质等。确保正确分类和处理废弃物。

7.清洗用具：用于清洗实验器材，如试管刷、清洗剂等。

在进行实验前，严格遵守实验室安全操作规范，并根据实验室规定选择适当的实验器材和材料。

（四）指导实验过程

步骤一：在进行实验前，检查实验室的通风情况和紧急救援设备是否齐全，戴上适当的个人防护装备，包括护目镜和实验手套，确保自身安全。

步骤二：选择一根铁钉或者一小片铁作为实验材料，使用细砂纸轻轻地擦拭铁材料的表面，以去除可能存在的氧化物和污垢，使其表面光滑[4]。

步骤三：准备一个干净的试管，将铁材料小心地送入试管中，确保铁丝与试管壁不接触。

步骤四：准备一支滴管或移液管，并将其放入稀盐酸溶液中，缓慢地向试管中滴加适量的稀盐酸溶液，注意避免溅洒和接触皮肤或眼睛，注意加入的稀盐酸溶液应足够淹没铁材料。

步骤五：观察铁在酸性介质中的变化过程，记录下所观察到的现象。观察试管中发生的现象，如是否产生气泡、颜色变化等，记录下实验过程中观察到的现象和变化，包括开始时的铁的外观、溶液的颜色变化、气泡的释放等，可以观察一段时间，记录整个实验过程中的变化情况。

（五）记录实验数据

准确记录实验数据和进行多次实验可以提高实验的可靠性，并帮助学生更好地理解实验结果和现象。在进行实验之前，准备一个实验记录表格或笔记本，用于记录实验过程中的重要数据和观察现象，记录实验的详细步骤、所使用的试剂和设备等必要信息；在实验过程中，记录时间、温度、反应颜色变化、气泡的释放情况等观察结果；注意及时记录重要数据，以防止遗漏或忘记。进行多次实验可以验证实验结果的可靠性，并帮助学生更充分地了解实验过程和现象，每次实验都应保持实验条件的一致性。根据实验数据和观察结果，学生可以进行数据分析和归纳总结；比较多次实验的结果，检查数据之间的一致性和变化趋势；分析可能的因果关系，如试剂浓度、温度等对反应速率和产物性质的影响，根据实验数据和分析结果，总结出实验的主要发现和结论。

（六）撰写实验报告

学生完成实践性作业后，需要撰写实验报告。报告中可以包括实验目的、实验步骤、材料和方法、观察现象、数据记录和分析、结果与讨论等内容。在报告中要求学生正确描述实验过程，分析反应机理，并结合实验数据进行解释。鼓励学生展示个人的思考和发现。

五、化学实践性作业的效果评价

（一）增强了学生实际操作能力

通过实践性作业，学生有机会亲自进行化学实验和操作，掌握实验的基本技巧和操作要点。这种实际操作的经历不仅帮助学生更好地理解和应用化学知识，还培养了他们的实验设计能力、观察力和数据分析能力。在实施实践性作业的过程中，学生需要践行安全意识和方法，学会处理实验中可能出现的突发情况，进一步提高了他们的实验技能和问题解决能力。通过这样的实践训练，学生的自信心得到了提升，他们对于面对真实的化学实验更加熟悉和适应，在未来的学习中具备了更多的应用潜力和竞争优势。

（二）促进了理论与实践相结合

在实践作业中，学生将所学的化学理论知识应用到实际操作中，增强了对理论知识的理解和应用能力。实践性作业鼓励学生主动参与实验设计、实验执行和实验结果分析，使他们能够亲身经历化学实验的全过程，深刻感受到理论与实践之间的联系与差异。在实施实践性作业的过程中，学生需要运用所学的理论知识来指导实验的设计和操作[5]，同时也需要根据实验结果对理论进行验证和修正。这种理论与实践相结合的过程不仅帮助学生深化对化学原理的认识，还培养了他们的实验思维和科学探究能力。通过实践性作业，学生能够更好地理解抽象的化学概念，并将其应用于具体实验现象的解释和分析中，这种理论与实践相结合的学习方式使学生能够更加深入地理解和掌握化学知识，提升了他们的学习效果和学习动力。

结束语

高中化学实践性作业的设计与实施是一种富有创新和实践性的教学方式。它通过将理论知识与实践活动相结合，培养学生的实际操作能力、创新意识和问题解决能力，同时也促进了学生对化学知识的深入理解和掌握。通过遵循目的性、科学性、安全性和可操作性等设计原则，结合明确的目标、合理的内容、周全的准备、有效的指导、严谨的记录、规范的报告和全面的评价，化学实践性作业的实施取得了显著的效果。这不仅提高了学生的学习效果，也激发了他们的学习兴趣和创新精神。未来，应进一步优化实践性作业的设计和实施，以更好地适应教育改革的需求，培养出更多具备实践能力和创新精神的优秀化学人才。

参考文献

[1]陈体亮.五育融合理念下的高中化学实践性作业研究[J].学周刊，2023（27）：66-68.

[2]李平.基于核心素养的高中化学大单元作业设计与实施[D].洛阳：洛阳师范学院，2023.

[3]吴栋.新课标下高中化学作业设计[J].教育，2020（1）：60.

[4]王雪艳.化学单元作业设计与实施：以“电解质溶液”单元为例[J].上海课程教学研究，2019（3）：39-45.

[5]张珍.分层作业设计在高中化学教学中的实践：以“化学电源”课时作业为案例[J].化学教与学，2016（4）：13-15.

本文系福建省南安市教育科学“十四五”规划2023年度课题“高中化学实践作业的研究”（立项批准号：NG1453-060）的阶段性研究成果

之一。