高中化学实验教学现状与改进策略研究

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王燕辉

乐安县第二中学 邮编:344300

摘要

高中化学实验教学在高中化学教育中占据着举足轻重的地位。作为一门以实验为基础的学科,化学实验不仅是学生理解和掌握化学知识的重要途径,更是培养学生实践能力、创新思维和科学素养的关键环节。通过实验教学,学生可以亲身体验化学反应的神奇与魅力,加深对化学理论的认知,同时培养动手能力和解决问题的能力。然而,随着教育改革的不断深入和科学技术的快速发展,当前高中化学实验教学面临着诸多挑战和问题,亟需我们进行深入的研究和改进。


关键词

高中化学实验;教学现状;改进策略

正文


引言

化学是一门以实验为基础的自然科学,高中化学实验教学在化学教育中占有重要地位。它不仅是学生获取化学知识、认识化学规律的重要途径,也是培养学生动手能力、创新思维和科学素养的关键环节。然而,当前高中化学实验教学在实际实施过程中存在一些问题,影响了其功能的充分发挥。因此,笔者旨在研究高中化学实验教学的现状并提出改进策略具有重要的现实意义。

一、高中化学实验教学的重要性

(一)知识获取的直观途径

化学实验能够将抽象的化学概念和理论以直观的现象呈现给学生。例如,在讲解氧化还原反应时,通过铜与硝酸银溶液的反应实验,学生可以直接观察到铜丝表面有银白色物质析出,溶液颜色由无色变为蓝色,这种直观的现象有助于学生理解氧化还原反应中电子的转移和化合价的变化等抽象概念。实验过程中的现象和结果是化学知识的重要来源。学生通过亲身体验实验操作、观察实验现象、记录和分析实验数据,能够更加深入地理解化学物质的性质、化学反应的原理和规律等知识内容。

(二)能力培养的重要平台

高中化学实验要求学生亲自操作各种仪器设备,如酒精灯、试管、滴定管等。在实验过程中,学生需要掌握仪器的正确使用方法、实验操作的基本步骤和注意事项等,这有助于提高学生的动手操作能力。例如,在进行酸碱中和滴定实验时,学生需要准确操作滴定管进行溶液的滴定,同时观察锥形瓶中溶液颜色的变化,这一过程对学生的手部精细动作和操作协调性是很好的锻炼。化学实验现象丰富多样,需要学生具备敏锐的观察能力。在实验过程中,学生要学会观察实验的起始状态、过程中的变化以及最终结果,包括颜色的变化、气体的产生、沉淀的生成等。例如,在观察金属钠与水的反应时,学生需要观察到钠浮在水面上、熔化成小球、四处游动并伴有嘶嘶声等现象,通过对这些现象的细致观察,培养学生的观察能力和对细节的把握能力。化学实验涉及到实验方案的设计、实验现象的分析和解释以及实验结果的归纳总结等环节,这对学生的思维能力提出了较高的要求。在实验教学中,学生需要运用逻辑思维、分析思维和创新思维等多种思维方式。例如,在探究影响化学反应速率的因素时,学生需要设计不同的实验方案,控制变量,分析不同因素对反应速率的影响,并通过实验结果归纳出一般性的结论,这有助于培养学生的科学思维能力。

(三)科学素养提升的有效手段

化学实验要求学生尊重事实、严谨认真。在实验过程中,学生需要如实记录实验数据和现象,即使实验结果与预期不符,也不能随意篡改数据,而是要分析原因,重新进行实验。这种对事实的尊重和严谨的态度是科学素养的重要组成部分。高中化学实验教学通常包含探究性实验,学生在探究性实验中需要提出问题、作出假设、设计实验方案、进行实验探究、得出结论并进行交流与反思。这一过程与科学探究的过程相似,有助于培养学生的科学探究精神,使学生了解科学研究的方法和过程,激发学生对科学研究的兴趣。

二、高中化学实验教学的现状

(一)教学观念滞后

在高中化学教学中,部分教师仍然存在重理论知识传授、轻实验教学的观念。他们认为实验教学是理论教学的辅助手段,只要学生掌握了化学理论知识,就能在考试中取得好成绩。因此,在教学安排上,实验教学的课时往往被压缩,以腾出更多的时间进行理论知识的讲解。受高考指挥棒的影响,许多教师在化学实验教学中过于注重实验结果和考试考点,而忽视了实验过程对学生能力和素养的培养。在实验教学中,教师往往直接告诉学生实验步骤和实验结果,学生只是按照教师的要求进行机械操作,缺乏对实验的深入思考和探究。

(二)实验资源配置不足

部分高中学校的化学实验设备更新不及时,存在实验仪器陈旧、损坏率高的问题。例如,一些学校的酒精灯灯芯老化、试管破裂、滴定管刻度模糊等,这些问题影响了实验教学的正常开展,也降低了实验的准确性和安全性。实验药品的供应不足也是高中化学实验教学面临的一个问题。由于实验药品的采购经费有限、药品管理不善等原因,一些学校经常出现实验药品短缺的情况。例如,在进行有机化学实验时,某些有机试剂如苯、甲苯等由于其毒性和挥发性,学校可能无法提供足够的数量,导致一些实验无法正常进行。

(三)教学方法单一

在高中化学实验教学中,演示实验仍然占据主导地位。教师在讲台上进行实验操作,学生在台下观看。这种教学方法虽然能够让学生观察到实验现象,但学生缺乏亲身体验,不利于学生动手能力和创新思维的培养。探究性实验教学在高中化学实验教学中的比例较低。教师往往更倾向于采用验证性实验教学,即让学生通过实验验证已知的化学理论和规律。探究性实验教学能够激发学生的学习兴趣和创新思维,但由于其对教师的教学能力和教学资源要求较高,在实际教学中开展较少。

(四)评价体系不完善

目前,高中化学实验教学的评价主要以实验报告和考试成绩为主。教师通过学生的实验报告来评价学生的实验操作和实验结果,通过考试中的实验题来考查学生对实验知识的掌握情况。这种单一的评价方式无法全面、客观地评价学生的实验能力和科学素养。在实验教学评价中,过程性评价往往被忽视。教师很少关注学生在实验过程中的表现,如实验操作的规范性、实验态度、团队协作能力等。缺乏过程性评价不利于学生及时发现自己在实验过程中的问题,也不利于学生实验能力的提高。

三、高中化学实验教学的改进策略

(一)更新教学观念

在现代教育理念不断发展的背景下,教师必须深刻认识到高中化学实验教学的重要意义,将其提升到与理论教学同等关键的地位。实验教学不仅仅是理论知识的简单验证,更是学生深入理解化学学科本质的核心途径。在教学安排方面,合理分配理论教学与实验教学的课时是实现优质化学教育的关键。以往那种过度倾斜于理论教学的模式必须改变。例如,在化学课程的整体规划中,可以根据教学大纲的要求,明确规定每一个章节的理论教学与实验教学的具体课时比例。对于一些重点的化学概念和反应原理,如氧化还原反应、化学平衡等,应配套相应的实验课时,让学生在实验操作中去体会这些抽象概念的内涵。教师要彻底摒弃应试教育的狭隘观念,真正重视实验过程对学生多方面能力和素养的培养。在实验教学过程中,应积极鼓励学生全身心地投入到实验操作的每一个环节。当学生进行金属与酸的反应实验时,教师不要直接告知实验结果,而是引导学生仔细观察金属表面的气泡产生速度、溶液颜色的变化等现象,进而思考这些现象背后隐藏的化学原理,如金属活动性顺序与反应速率的关系等。通过这样的方式,学生的动手能力在操作仪器、控制反应条件中得到锻炼;观察能力在对实验现象的细致捕捉中不断提升;思维能力在对现象的分析和原理的探究中得以发展。

(二)优化实验资源配置

学校对化学实验设备的投入力度直接关系到实验教学的质量和效果。加大投入意味着能够及时更新实验仪器,确保实验设备的先进性和准确性。随着化学科学的不断发展,新的实验技术和仪器不断涌现。例如,在分析化学实验中,现代的高精度电子天平能够更精确地测量物质的质量,比传统的天平具有更高的灵敏度和准确性。学校应定期评估实验设备的状况,及时淘汰那些陈旧、精度降低的仪器,如老化的玻璃器皿、读数不准确的滴定管等。对于实验设备的维护,要制定详细的维护计划,明确维护人员的职责。例如,规定每周对常用的实验仪器进行一次简单的检查和清洁,每月进行一次全面的校准和维护。这样可以有效提高实验设备的完好率和使用寿命,避免因设备故障而影响实验教学的正常开展。在实验药品的管理方面,学校要合理规划采购经费。根据教学大纲和实际实验教学的需求,制定详细的药品采购清单。对于一些常用的实验药品,如盐酸、氢氧化钠等,要保证有足够的储备量。对于一些特殊的、昂贵的或者有毒有害的实验药品,如重金属盐类、有机试剂等,要进行严格的预算管理。建立严格的实验药品管理制度,包括药品的储存条件、取用登记、过期药品的处理等方面。例如,对于易挥发、易燃的药品要存放在专门的通风橱中,取用要有详细的记录,以确保实验药品的安全使用,为实验教学提供坚实的物质保障。

(三)创新教学方法

在高中化学实验教学领域,创新教学方法是提升教学质量和学生综合素养的关键举措。其中,增加学生实验比例、减少演示实验比例具有重要意义。传统的演示实验虽然能够直观地展示实验现象和结果,但学生往往处于被动观看的状态,缺乏亲身体验。而让学生亲自参与实验操作,则能让他们更深入地理解化学知识。例如在“酸碱中和滴定”实验中,将原本的演示实验改为学生分组实验,学生们需要自己准备仪器、准确量取溶液、进行滴定操作并观察颜色变化。在这个过程中,他们可能会遇到诸如滴定速度控制不好、指示剂变色判断不准确等问题。但正是通过自己努力去发现这些问题并寻找解决办法,学生的动手能力得到了极大锻炼,同时也激发了他们的创新思维。积极开展探究性实验教学也是创新教学方法的重要方面。教师应巧妙地将探究性实验融入日常教学。例如在探究“影响化学反应速率的因素”时,教师引导学生提出问题:“温度、浓度、催化剂是如何影响化学反应速率的呢?”学生根据已有的知识作出假设,如“温度升高化学反应速率加快”。然后他们自主设计实验方案,可能会设计不同温度下过氧化氢分解的对比实验。在进行实验探究过程中,学生仔细观察记录现象,得出结论并与小组同学交流反思。这种探究性实验教学模式极大地激发了学生的学习兴趣。他们不再是机械地按照既定步骤完成实验,而是像小科学家一样主动探索化学世界的奥秘,从而培养了学生的科学探究精神,使他们在面对化学问题时能够积极思考、勇于创新。

(四)完善评价体系

建立多元化的评价体系对于全面、准确地衡量学生在高中化学实验教学中的表现和成长至关重要。除了传统的实验报告和考试成绩外,纳入更多维度的评价内容能够更客观地反映学生的综合能力。在评价学生的实验操作技能方面,现场观察是一种非常有效的方式。例如在“粗盐提纯”实验中,教师可以观察学生的仪器组装是否正确、过滤操作是否规范、蒸发过程中对火候的控制是否得当等。通过这种方式,能够直接发现学生在操作技能上的优点和不足。学生自评和互评也是多元化评价体系的重要组成部分。在完成“探究铁的吸氧腐蚀”实验后,让学生进行自评,他们可以回顾自己在实验过程中的表现,如是否积极参与实验设计、对实验现象的观察是否细致等。互评可以促进学生之间的交流和学习。同学们可以互相评价在团队协作中的贡献、对实验问题的解决思路等。加强过程性评价的比重是完善评价体系的关键。在“制备乙酸乙酯”的实验过程中,过程性评价关注学生的每一个环节。比如在实验准备阶段,学生对实验原理的理解程度;在实验进行中,学生对突发情况(如加热过猛导致液体暴沸)的应对能力;在实验结束后,对仪器的清洗和整理情况等。通过这种过程性评价,教师能够及时发现学生在实验过程中的问题,如操作不规范、安全意识不足等,并给予针对性的指导和反馈,从而有效地促进学生实验能力的不断提高。

(五)加强实验师资队伍建设

在高中化学实验教学中,教师的实验素养直接影响教学效果。定期组织教师进行实验技能和实验教学法的培训是提升教师素养的重要途径。例如,可以开展专门针对新型实验仪器使用的培训课程,像现代的数字化传感器在化学实验中的应用,教师通过培训能够熟练掌握其操作方法,进而传授给学生更前沿的实验技术有关实验教学法的培训也不可或缺。如探究式实验教学法的培训,能让教师学会如何引导学生自主探究化学现象背后的原理,改变传统的单向教学模式。鼓励教师参与科研活动和教学研究也具有深远意义。当教师参与科研项目时,他们会深入化学学科的前沿领域,接触到更复杂、更具创新性的实验内容。例如,参与关于新型化学材料合成的科研项目,教师不仅能提升自己的实验操作能力,还能将科研过程中的创新思维融入到日常实验教学中。在教学研究方面,教师可以针对化学实验教学中的难点问题进行深入探讨,如如何提高学生在实验中的安全意识等,通过不断积累实验经验和教学智慧,为提高实验教学质量奠定坚实的基础。

建立有效的教师激励机制是推动实验教学发展的重要动力。通过设立实验教学奖项,如“年度最佳化学实验创新教学奖”“优秀化学实验指导教师奖”等,能够在教师群体中形成积极向上的竞争氛围。表彰优秀实验教师,可以从多个方面进行考量,包括实验教学成果、学生实验能力的提升幅度等。这不仅是对优秀教师的肯定,也为其他教师树立了学习的榜样。

结束语

综上所述,高中化学实验教学在学生的知识获取、能力培养和科学素养提升方面具有不可替代的重要性。然而,当前高中化学实验教学在教学观念、资源配置、教学方法和评价体系等方面存在一些问题。通过更新教学观念、优化资源配置、创新教学方法和完善评价体系等改进策略,可以提高高中化学实验教学的质量和效果,使高中化学实验教学更好地发挥其应有的功能,促进学生的全面发展。

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