化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗課程實施效果不好，不僅會抑制學生的好奇心、求知慾，還會背離實驗教學的根本目的。好的課堂實驗有利於學生理解化學概念和原理，幫助學生正確認識物質及其變化規律。因此化學實驗是激發學生學習化學的重要手段，也是提高學生能力、激活學生創新思維的重要環節。教師必須重視化學的課堂實驗，充分利用實驗優化高中化學教學。
一、以課堂實驗優化概念教學
傳統的概念教學是教師直接灌輸概念，這種教學方法不能讓學生深入地理解概念，學生也會感覺到學習主體性的喪失。高中化學教師可以應用化學實驗優化概念教學，讓學生深入理解化學概念，為後續的學習打下堅實的基礎。
以《化學物質及變化》這一節課為例。這一節課涉及的化學概念非常多，它既幫助學生梳理了以前學習過的化學知識，又可以成為高中化學教學的導言。如果化學教師匆匆開展理論課的教學，讓學生生硬地去理解化學物質的分類，學生就不會理解化學分類的方法。為了讓學生充分理解化學物質的分類，教師可以引導學生從實驗中領悟概念。
筆者在教學前向學生提出了這樣一個問題：金屬銅→氧化銅、碳酸鈣→硝酸鈣、氫氧化鋇→氫氧化鈉、碳單質→碳酸鉀這四組化學反應中，哪一種物質的轉化不可能通過一步反應完成？筆者引導學生以小組為單位，結合學過的知識對此問題開展化學實驗，讓學生在實驗中探索答案。學生在探索的過程中，提出了銅在氧氣中加熱就能得到氧化銅；用硝酸與碳酸鈣作置換化學反應可以得到硝酸鈣；用碳酸鈉與氫氧化鋇可以獲得氫氧化鋇；只有把碳單質轉換成碳酸鉀，需要完成兩步化學反應，化學反應公式為 C+O2CO2；CO2+2KOH=K2CO3+H2O。筆者再次引導學生思考：剛才出現了哪些化學反應？這些化學反應產生差異的原因是什麼？結合以上問題的答案嘗試進行化學物質分類。學生經過思考得出化學反應有化合反應、分解反應、置換反應、複分解反應這四種，會產生這種化學反應差異，與化學物質的類型與化學物質的價位有關係。當學生初步獲得化學猜想以後，教師再引導學生用實驗來證明自己的猜想。
化學教師可以引導學生自主學習理論知識，通過化學實驗理解化學知識，一邊實踐一邊學習化學理論知識的方法開展概念教學活動，不僅可以發揮學生的主觀能動性，還能幫助學生完善化學知識結構。
二、以課堂實驗促進小組合作學習
在傳統的化學教學中，教師一般採用大集體的方式引導學生學習。但是這種教學組織方法存在很多弊端。首先，化學教師在一個集體中，無法照顧到所有學生的學習情況，化學教師只能從大多數學生學習的情況着手，把握教學節奏，超過了這一教學節奏或跟不上教師教學節奏的學生都無法得到教師的引導；其次，這種大集體式的教學組織方式不能滿足學生的學習情感需求。為了突破傳統教學的弊端，教師可以應用小組合作+化學實踐的教學模式開展教學活動。
以引導學生學習《獲得純淨的水》這一節課為例。筆者給學生佈置了一個學習任務：讓學生自主設計實驗將含有 MgCl2 和泥沙雜質的食鹽提煉出精製食鹽。筆者將學生分成若干個學習小組，?學生以小組合作的方式學習。
有一個小組在剛開始進行討論時就出現了矛盾，有成員想一開始就用過濾的方法去掉雜質，他認為不管後續開展什麼實驗，都要先篩掉雜質。但有部分成員表示，簡單應用篩掉雜質的方法並不能篩掉粗食鹽的雜質，要先將食鹽溶入水中，才可以快速去掉不可溶的雜質。在討論中小組成員開始共同合作學習。整個過程中，一名學生自願擔任記錄員，記下大家的發言，一名擅長組織的學生組織大家學習，制訂規則，一名化學基礎最紮實的學生提出了將含有MgCl2 和泥沙雜質的食鹽提純的關鍵是在粗食鹽水中加入 NaOH 溶液，讓MgCl2 形成沉澱物質，令粗食鹽水變成食鹽水……學習小組的成員在學習過程中各司其職，取長補短，高效地開展化學實驗設計。學生完成 NaOH 溶液與 MgCl2 的反應，並過濾以後，得到了他們認為是精製食鹽水的液體，筆者引導學生進一步思考，能不能再一次把食鹽提純呢？於是學生課後在網絡上查閲了相關的文獻資料，得到了加入鹽酸與食鹽水反應，可以得到純度更高的食鹽的結論。最後筆者引導學生結合實驗的過程思考總結提純實驗的要點，通過一系列的學習活動，學習最終學會了提純實驗的`要點。
把化學實驗和小組合作學習模式結合起來，可以讓學生以小組為單位，共同完成實驗，學生在學習的過程中，可以互相啟示，取長補短，此時化學教師只需要把握好一個大的教學方向，做好穿針引線的教學引導工作，就可以高效開展化學教學活動。
三、以課堂實驗創新學習方法
在傳統的化學教學中，學生通常會學習教師教授的學習方法，而很少主動形成個性化的學習方法，如果學生沒有一套獨特的學習方法，就不能形成個性化的思維方式並以此去解決化學問題。在課堂教學中，教師可以通過開展化學實驗引導學生了解各種學習工具，讓學生在學習的過程中生成個性化的學習方法。
以學習《富集在海水中的元素——氯》這一節課為例。過去，因為缺少教學資源，教師只好直接告訴學生氯是什麼物質。但是現在，科技發展迅速，教師可以引導學生在網上自主查閲資料，讓學生了解生活中氯元素的應用，以及氯可呈現的形態等，學生通過自主閲讀對氯有初步的瞭解。瞭解過後，筆者引導學生結合學過的理論資料整合氯的化學性質，要求學生用 EXCEL 電子表格的方式整理學習成果，整理的結果必須簡潔、直觀、精確。
學生經過思考，把電子表格分為橫向與縱向兩列，橫向一列對比氯氣、新制氯水、久置氯水；縱向一列對比分類、顏色、性質、粒子種類，當學生完成了這一知識歸納後，就能以宏觀的視角瞭解氯這一物質的化學性質。
在實驗教學中，筆者引導學生以小組為單位，共同設計氯氣化學性質的實驗，並讓每一個學習小組委派代表應用交互式電子白板展現自己的實驗成果，學生要找到每一個學習小組學習成果呈現的優點和不足，交互式電子白板有滾屏和分屏的功能，即使寫滿了一整個屏幕也不必擦掉板書，只需要滾屏到空白屏幕上即可繼續寫板書。當一個學習小組寫完板書以後，學生只需要開啟新的屏幕，就可以繼續寫板書，在所有的學習小組完成教學展示以後，化學教師可以應用屏幕切換的方式重現每一個學習小組寫下的教學板書，交互式電子白板加強了教學展示的功能，避免了在學習過程中教師和學生必須寫板書、擦黑板等勞動，擴大了教學的容量。
如果教師在教學的過程中引導學生學習使用各種學習工具，學生就能主動的應用這些工具開展學習活動，通過對各種工具的運用，學生會找到最適合自己的學習工具及最適合自己的學習方法。
教師在教學中如果能夠以化學實驗教學為中心，創新化學理論教學、創新化學教學模式、創新化學學習方法，就能夠讓學生高效地學習化學知識，優化教學效果，提高教學的效率，實現三維教學的目標。
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