化學綜合性實驗教學設計研究

導語：化學綜合性實驗教學設計研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在化學教學課堂上，綜合性實驗教學活動的開展是培養學生綜合創新能力及科學研究能力的一條重要途徑，因此教師在設計綜合性實驗時，需要將綜合性思維能力和科學探究能力的培養與課堂教學活動緊密地結合起來，從而實現提高學生綜合素質的目的。根據高中化學綜合性實驗開展的具體情況，選取高中化學必修課程中的教學實驗實例進行綜合性設計和研究分析，給出了高中化學綜合性實驗教學設計過程的若干建議。

關鍵詞：高中化學；綜合性實驗；教學設計

綜合性實驗是指在實驗教學過程中實驗內容盡可能多地涉及本課程或相關課程中多個基礎性知識點的實驗，它不僅使學生深入系統地理解知識，而且能夠培養學生綜合分析和觀察實驗現象及運用所學知識來解決生活中實際問題的能力[1]。在高中階段，綜合性化學實驗的開展不僅增加學生對科學探究實驗技能操作、化學理論知識、未來科學前景的認知，而且能夠從學生的知識、情感、價值觀等各個方面進行提升訓練，顯然這對于新時代的人才培養具有重要的意義，也使得高中化學教師在進行綜合性實驗的教學設計時更加科學規范。

1普通高中化學實驗教學現狀

在我國，化學實驗教學經歷了一個漫長的過程，在新課程改革之前，我國中學化學實驗教學注重知識的傳授和技能的訓練，忽視學生在實驗教學中的知情意行等方面能力的提升[2]。直至教育部頒布的“普通高中化學課程標準(實驗)”提出:要通過以化學實驗為主的多種活動，培養學生的實踐能力和創新精神。自此，高中化學實驗教學才受到了許多學者和教師的重視，開始進行化學實驗教學方法和功能的研究等。但專門針對高中化學開展綜合性實驗的教學設計的研究依然較為缺乏。研究發現，當前的高中實驗教學存在如教學思想陳舊、教學內容老化、評價方法單一等較多不合理之處。雖然目前高中化學實驗教學的改革已取得一定的進展，但是許多只是做做表面工作，尤其是部分學校關注的仍是學生的升學率。其中一個較為典型的現象是在選用課本教材方面，許多學校選擇化學教材的選修模塊時，選擇“實驗化學”教材的很少，其實這本書無論是在培養學生實驗創新能力還是實驗探究能力方面都很突出，但是卻被埋沒在高考的壓力之下。在實際教學工作中，許多教師對綜合性實驗的概念比較模糊，對綜合性實驗開設的重要意義也不太清楚[3]。許多教師在實驗教學中仍舊堅持傳統的教學理念和教學模式，將化學實驗課所開展的目標主要定位于驗證基礎性理論，側重于對理論知識的理解；另一方面，教師在進行教學評價時也只注重結果評價，依舊覺得做實驗不如讓學生記實驗、做實驗習題。把不做實驗的理由通通歸結到高考上，其實這本來就偏離了高考的意義，嚴重束縛了學生學習的積極主動性和創造性，制約著學生綜合解決問題能力和創新能力的提高，不利于學生綜合能力的考查。

2高中化學綜合性實驗教學設計的思路

如今隨著教學者對課堂實驗教學改革的不斷探索，為了創新實驗教學，加快綜合性實驗教學改革的步伐，提高高中化學綜合性實驗的教學效果，應該從綜合性實驗教學內容選取、教學目標、方法、教學組織模式及科學評價方式等幾個方面進行教學設計[4]?；瘜W實驗作為更好開展教學活動和提高學生能力的一種有效方式，在高中化學綜合性實驗的教學設計過程中想要得到令人滿意的教學效果，必須要遵循科學性。原則、直觀性原則、簡潔性原則、綠色安全性原則等幾項基本原則[5]。2.1高中化學綜合性實驗的內容選取高中化學綜合性實驗教學內容的選擇應該立足于綜合實驗的界定標準，選擇的實驗規模應大小適中，可以選取某門課程前后知識點進行綜合設計。本文所選取的實驗內容就是高中化學必修教材中硝酸與氮的氧化物性質部分知識點的整合設計。重點考查學生的綜合思維創新能力，設計了需要學生獨立自主思考和操作的教學活動，這對培養高年級學生的科學思維及獨立解決問題的能力具有相當的指導作用。2.2高中化學綜合性實驗的教學目標設計。教學目標是教學活動的起點與歸宿，對教學內容的選取、教學過程的組織、教學方法的制定等方面都起著引導和統領作用。因為教學目標的制定一定程度上反映了教師對所要教學內容的理解、學情的分析判斷以及教學過程開展環節的設計，所以教學目標的制定是教學設計的一個重要環節[6]。2.3選用恰當的教學策略進行教學設計恰當的教學策略的設計涉及到許多因素，所以要求教師靈活地安排教學活動，巧妙地設計各個教學環節，合理安排各種因素，使之成為一個優化的結構，以促進教學實踐活動的順利展開，高中化學綜合性實驗的教學策略設計一般從以下幾個部分做起。2.3.1實驗教學過程設計。教學過程是教師與學生的互動過程，是一個教學者認真分析教材、合理選擇和組織教學內容、合理設計教學內容的過程。該過程的設計是教學實際的演練，設計的效果直接影響到實際教學情況[7]。綜合性實驗的教學設計在新穎性方面需要教師多花些心思，設計獨特創新。結合目前我國實驗教學實際情況，可將高中化學實驗課堂分為新課導入、教學活動的開展、課堂檢測及課后小結四個部分。2.3.2教學方式和教學模式的有效設計。根據高中化學綜合性實驗教學設計的教學原則，常借助講授法、談話法、演示法、討論法等教學方法來指導學生合作或自主操作完成自己感興趣的實驗項目。根據預設的教學目標、學生特征和教師自身條件，適當綜合應用并切換多種教學模式，從而真正體現新課程標準下“以學生為中心”的教學思想。2.3.3教學組織形式和學習形式。目前的教學組織形式有集體授課制、個別化學習和小組合作學習三種形式[8]。綜合性實驗開展更加強調以上組織形式和學習形式的有機結合，從而充分調動學生學習的積極性和主動性，以獲得良好的教學效果。2.3.4教學媒體的選擇和設計。教學媒體的選擇和設計要依據綜合性高中化學實驗教學過程中的實際需求，將教學中難以呈現的內容有效地轉換為印刷或視聽等具有可操作的、有效的實施計劃方案，使學生更快更好地掌握、理解知識[8]。因此，在高中化學綜合性實驗教學中，教師應根據學習內容需要、學習者特征、教學目標要求、教學策略安排，合理地選擇教學媒體，以達到最優化。

3教學設計實踐

濃、稀硝酸與銅反應的實驗是高中化學實驗教學課程中難以在課堂上演示與操作的實驗。因為在實驗過程中會產生有害氣體（NO2、NO），且反應現象不易觀察，化學反應的速率難于控制[9]。鑒于各個教學者在實驗教學中都曾有過此種煩惱，所以對濃、稀硝酸與銅的反應實驗結合學生的實際認知能力程度進行了該實驗的綜合性地創新設計，力求真正地解決教學困難。本實驗案例是在高一第一學期期末前開展的，未采用開放形式，是因為高一學生綜合性的能力比較弱，同時也是為了避免課堂教學無序和學生啟而不發的狀態。3.1教材分析。該部分內容位于高中人教版化學教材第四章第三節“硫酸、硝酸、氨”，教材中未出現銅與濃硝酸、稀硝酸反應的演示實驗，僅是通過理論知識講述來學習銅與硝酸的反應及氮的氧化物性質，但是該知識點又是高中化學中重要的知識內容。若能將各個部分的基礎知識點進行綜合性設計，呈現出一個完整的綜合性實驗探究，具有很大的意義。3.2學情分析。該內容是高中化學必修1教材中最后一部分內容，此前學生已了解了無機物的相關知識。本次教學實驗的項目選取是在學生已經理解了相關原理之后進行的。教學活動的設計過程中采用正確的方式對學生進行引導，盡可能地通過學生已了解的基礎性知識為出發點進行綜合分析、處理實驗。3.3教學目標。知識與技能：通過對銅與稀、濃硝酸反應實驗的綜合性設計，了解相關的實驗原理知識和基本操作技能。過程與方法：通過綜合性實驗的探究培養觀察學生的實驗、分析、處理能力，使學生學會對實驗現象和產物性質進行分析。情感態度價值觀：通過綜合性實驗的創新設計，激發學習化學的興趣和培養嚴謹求實的科學態度及樹立科學探究的意識。3.4教學重點及難點教學重點：銅與濃、稀硝酸反應的性質，氮的氧化物的性質探究。教學難點：綜合性實驗設計過程中的綜合性實驗能力的培養。3.5教學、學法教法：多媒體、討論法、演示法、講授法、實驗探究法、討論法。學法：自主學習、探究學習、合作學習。3.6教學主要活動導入新課：回顧理論知識，了解學生預習情況和實驗能力。對比蘇教版和魯科版教材中的本實驗內容，通過基于問題式的教學策略，采用問題導入—啟發思考—共同分析—構建知識的教學模式，注重引導學生思考，在整個教學過程中，共同學習，提升教與學的能力。評價方案：小組代表闡述一下本組的實驗設計方案。引導同學之間對各個小組設計的實驗方案進行討論、評價。教師及時、有效地進行課堂結果評價，利于學生的身心發展，激發學生進一步深入研究的興趣。互動演示授課：利用給定實驗用品和儀器進行實驗設計，提高了課堂教學效率。通過問題情境等多種教學方式，提高學生的學習積極性。分組實驗：采取兩人一組開展實驗操作，分組實驗有利于培養學生動手實驗能力和小組合作精神，同時獨立實驗能夠提高學生分析、處理和解決問題的能力。實驗總結：與學生共同總結綜合性實驗開展過程中的各個知識點原理和實驗操作步驟，給予機會讓學生各抒己見，鍛煉了其語言表達能力。綜合性實驗的設計有助于學生綜合意識和思維能力的提高，拓寬了知識遷移能力。在實驗中，通過學生預習、師生互動、演示講解、學生實驗、個別指導、撰寫報告等環節，完成本節課的教學內容，同時達到各教學目標。

4教學評價與反思

4.1高中化學綜合性實驗的教學實踐結果分析。此教學設計案例以銅與硝酸反應的綜合性實驗設計為背景，根據前面已學的銅與硝酸反應的實驗原理進行一定的改進、創新，設計出一個新型的綜合性實驗裝置，并進行實驗驗證。教學活動開展充分地鍛煉了高中生的發散思維，培養了學生分析、解決問題的綜合性思維能力。在知識技能方面，高中生不僅加深了銅與濃、稀硝酸的反應及氮氧化物性質的知識理解，并且能夠利用此部分的知識綜合運用到具體的實驗操作中，促進了教師教學能力的提高和學生綜合性實驗技能的提升。過程與方法方面通過綜合性實驗的開展，使學生得到真正的鍛煉，并提高了觀察實驗現象、分析處理實驗結果的能力。最重要的是在情感態度價值觀方面，增強了學生科學探究的意識，培養了學生創新的綜合性思維和科學求實的作風。4.2高中化學綜合性實驗教學設計的教學建議。4.2.1完善化學綜合性實驗教學的評價體系。與傳統的實驗教學評價體系不同，綜合性實驗教學評價要以科學發展觀為指導思想，建立既符合教學實際又注重內涵建設的教學質量評價體系，從而進一步引導和促進綜合性實驗教學方案設計和創新改革[10]。因此，教師在實驗教學過程中要做好過程與結果評價，一方面考核學生運用知識與掌握技能的實施情況，另一方面也要關注學生在實驗過程中的體驗與感受能力的提升。重視學生個性發展多元化評價，是提高每一位學生科學素養的重要環節。4.2.2優化、改進綜合性實驗教學內容和方法。根據本校的教學實際情況，優化實驗教學內容，并進行綜合性實驗的教學整合設計。主要可通過選取教材中具有代表性的綜合化學實驗，選取前沿性的科研文獻內容作為實驗項目，或對實驗教材內容進行創新改進等幾種方式來提升學生操作實驗和創新設計的能力，不僅僅局限于基礎性知識的驗證、演示性實驗。根據綜合性、設計性實驗內容的特點，選取靈活的教學組織形式，以小組討論設計或是事先給出方案再討論等形式進行。4.2.3加強實驗管理制度。提高實驗教學質量的前提條件是需要科學的實驗管理制度保障。為真正落實綜合設計性實驗，必須健全實驗管理制度，主要包括提高對化學實驗教學的重視，增加課時；對教師定期進行專業培訓，合理改變教材實驗內容并細化實施方案。最重要的是這一切都必須要有專門的實驗教學組織管理人員進行監督，督促教師及時轉變教學觀念，保證綜合性實驗設計方案得以實施，學校的實驗室設施條件充足到位[10]。注重與科學、科研內容對接，以培養學生的綜合應用能力和創新、團隊協作能力。

5結束語

實踐證明，通過銅與濃、稀硝酸反應的綜合性化學實驗的開展對于培養學生的實驗能力、創新意識，全面提高學生綜合素質有相當重要的作用。學生通過綜合性實驗的教學活動設計，既培養了創新意識，也增強了合作意識。最重要的是，高中化學綜合性實驗教學設計的案例研究也為更多高中化學教師提供了參考，鼓勵教學者結合教學實際，不斷探索研究，設計出更多新穎的綜合性化學實驗，在各個教學環節的設計方面提升學生的綜合性創新思考與探究性的設計實驗能力，使其更加符合新時代人才方面的需求。

參考文獻

[1]李素霞.新課程理念下高中化學實驗教學的模式構建及其優化[D].蘭州:西北民族大學,2011.

[2]耿紅霞,蔣小林.綜合性實驗教學改革探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2015,34（5）:147-149.

[3]杜琴.新課程背景下普通高中化學實驗教學現狀的調查與研究[D].西安:西北大學,2015.

[4]邢紅宏,梁承紅,張紀磊.充分利用綜合性實驗培養學生的綜合素質[J].實驗室研究與探索,2013,32（2）:165-167.

[5]賈金花.高中化學實驗改進與優化研究[J].中華少年,2017（7）:143-144.

[6]張換.中學物理專家型教師和新手型教師課堂教學設計比較研究[D].西安:陜西師范大學,2014.

[7]方全波.物理教學設計與新課程標準一致性個案研究[D].長春:東北師范大學,2010.

[8]竺麗英.以實驗為基礎的高中化學教學設計[D].金華:浙江師范大學,2005.

[9]陳岳全.關于銅與濃、稀硝酸反應的實驗綜合設計[J].中學教學參考,2016（8）:103.

[10]陶春元,喻國貞,曹小華.大學化學綜合性、設計性實驗教學實踐與探索[J].實驗技術與管理,2011,28（6）:182-184.

作者:陳 蕾 靳玉婷 單位:合肥師范學院化學與化學工程學院