基于發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)的思考

張德林

摘要：“核心素養(yǎng)”是指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。從價值取向上看，它“反映了學(xué)生終身學(xué)習(xí)所必須的素養(yǎng)與國家、社會公認(rèn)的價值觀”。從指標(biāo)選取上看，它既注重學(xué)科基礎(chǔ)，也關(guān)注個體適應(yīng)未來社會生活和個人終身發(fā)展所必備的素養(yǎng)?；瘜W(xué)學(xué)科也漸漸進入到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的大熱潮中，因此，高中化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)開展教學(xué)，常見措施有突顯化學(xué)實驗教學(xué)功能，重視實驗探究，并使探究過程與實驗形式多樣化，以培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)、科學(xué)精神、變化觀念以及宏觀辨識與微觀探析的意識。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)實驗；核心素養(yǎng)；創(chuàng)新；化學(xué)知識

核心素養(yǎng)是新課程標(biāo)準(zhǔn)的來源，也是確保深化課程改革的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“化學(xué)知識理解”、“化學(xué)知識遷移”和“安徽省金寨第一中學(xué)境界上自我發(fā)展，并著力培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)、化學(xué)信息素養(yǎng)、化學(xué)語言素養(yǎng)、化學(xué)思維素養(yǎng)、跨學(xué)科合作綜合素養(yǎng)以及情感、態(tài)度和價值觀等。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。化學(xué)實驗可以幫助學(xué)生建立化學(xué)感性認(rèn)識、建構(gòu)化學(xué)概念體系、認(rèn)知化學(xué)原理規(guī)律、激發(fā)合作探究欲望和提高化學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量。實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，我們化學(xué)教師應(yīng)該把實驗教學(xué)貫穿于每一節(jié)課中。為此，筆者就高中化學(xué)實驗的核心素養(yǎng)提升的三個層次—化學(xué)知識理解、化學(xué)知識遷移、化學(xué)知識創(chuàng)新發(fā)表一下自己的觀點。

一、核心素養(yǎng)之化學(xué)知識理解——讓化學(xué)實驗更加貼近生活，加深學(xué)生對知識的理解

提升學(xué)生核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)就是加深學(xué)生對知識的理解，只有對化學(xué)實驗的原理內(nèi)容了然于心，才能夠向核心素養(yǎng)更高的層面發(fā)展。高中化學(xué)的主要研究內(nèi)容是從微觀的角度研究物質(zhì)的成分、性質(zhì)及規(guī)律，這在一定程度上決定了化學(xué)知識的抽象難懂，導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)充滿畏懼之心，對教師的教學(xué)活動缺少主動性，而對于強調(diào)邏輯思維和動手能力的化學(xué)實驗更是敬而遠之，導(dǎo)致化學(xué)實驗教學(xué)中學(xué)生的參與性較小，不利于化學(xué)實驗的有效開展，也不能讓學(xué)生從實驗中加強對化學(xué)理論的理解。

針對這種情況，2017年高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)實驗活動在內(nèi)容上要更加貼近生活，提高實驗的實踐性與應(yīng)用性，讓學(xué)生能夠通過觀察生活中的化學(xué)現(xiàn)象，從而提升對化學(xué)研究的敏感度，鍛煉學(xué)生的觀察能力。例如，教師在講解金屬的化學(xué)性質(zhì)時，要從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，選擇在生活中常見的金屬進行實驗探究，比如鐵、銅等，讓學(xué)生從自己的知識儲備中暢談自己對這些金屬的認(rèn)識，然后進行相關(guān)的金屬實驗，讓學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上加深對這些金屬性質(zhì)的認(rèn)識。分析近幾年的高考試題也可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的高考題目也有很大部分是從與生活有關(guān)的事例入手，更加注重學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。比如2017年有一道選擇題，列舉了幾種生活用品讓從中選出主要由合成纖維制造的選項，如果學(xué)生對生活有一定的了解，很輕易地就能夠選出尼龍繩。再比如：2016年高考題26題提到氨的氧化物是大氣污染物之一，那么如何利用氨的一些性質(zhì)進行尾氣處理呢？如果掌握了一定的化學(xué)知識，我們就能夠根據(jù)氨氣的一些特性（比如堿性、密度比空氣小、溶解于水）來進行相應(yīng)的處理，首先用堿性干燥劑堿石灰進行干燥，然后再用向下排空氣法收集，最后用水作吸收劑進行尾氣處理。學(xué)生了解了這個原理一方面會自如地解答這些題目，另一方面也會覺得學(xué)習(xí)化學(xué)很實用，可以解決和我們的生活息息相關(guān)的問題，所以在平時的教學(xué)中，教師如果能夠把教學(xué)過程中的理論知識與生活結(jié)合起來，既能加快學(xué)生對知識的理解，又能讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)化學(xué)的意義，適當(dāng)緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，讓學(xué)生在相對輕松的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

二、核心素養(yǎng)之化學(xué)知識遷移

知識遷移就是“一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響”。教育的目的不僅要使學(xué)生獲得知識和技能，更重要的還在于使學(xué)生能夠?qū)⒆约阂呀?jīng)具有的知識經(jīng)驗和認(rèn)知結(jié)構(gòu)應(yīng)用到新的問題情境中去，這就是知識的遷移。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中提高學(xué)生的知識遷移能力對于提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著舉足輕重的影響。提高學(xué)生的知識遷移能力可以從建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、創(chuàng)設(shè)化學(xué)問題情境、開展小組合作學(xué)習(xí)三個方面著手。

1、建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進知識遷移

高中化學(xué)教師在教學(xué)中運用遷移理論的時候，要善于利用化學(xué)實驗在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和新知識之間建立連接的紐帶，以幫助學(xué)生的認(rèn)知順利地從原有知識過渡到新知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建上。教師利用學(xué)生的已有知識，循序漸進地引導(dǎo)學(xué)生將已掌握的知識進行合理的延伸和拓展，可以很好地消除學(xué)生在接觸新知識時產(chǎn)生的困惑和混亂的感覺。比如，講授金屬的腐蝕和保護這一節(jié)的實驗課程時，由于經(jīng)過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)熟悉了鐵生銹的原因，筆者將書本中的鋼鐵腐蝕實驗提出來，進行了一系列的變形設(shè)計，讓學(xué)生找出現(xiàn)象的異同點，學(xué)生在這樣的對比實驗中，對鐵生銹的本質(zhì)有了更深入的認(rèn)識，并且提升了他們解決實際問題的能力。教師還要抓住學(xué)生已掌握的化學(xué)知識和新知識之間的相似性進行比較試驗，幫助學(xué)生掌握其中的規(guī)律，從而正確樹立新舊知識之間的關(guān)系，提高對新舊知識辨別能力。

2、創(chuàng)設(shè)化學(xué)問題情境，深化學(xué)生的知識理解程度

新課標(biāo)指出：結(jié)合真實情境中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解各種化合物的主要性質(zhì)，了解他們在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。所以，高中化學(xué)實驗課堂運用一定的情境創(chuàng)設(shè)方法，能夠變被動為主動，將學(xué)生置于課堂的主體地位，使其自主地進行思索與探究，從而大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)知識的遷移。實驗是化學(xué)課程的基礎(chǔ)，通過實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論十分精準(zhǔn)，毋庸置疑。在進行實驗的過程中，常常會出現(xiàn)各種各樣新奇的化學(xué)現(xiàn)象，大大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心與求知探索的欲望，學(xué)生為了一探究竟，解開謎團，更愿意主動參與其中。當(dāng)學(xué)生的多種感受器官一同融入到化學(xué)實驗過程中，大腦皮層的興奮神經(jīng)會被喚起，更加利于學(xué)生腦海中的舊知識與新知識的整合對接，從而達到課堂的預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)并強化學(xué)習(xí)效果。例如，在觀察水與金屬鈉的反應(yīng)變化時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生做如下實驗：將一小塊金屬鈉附著在酒精燈的燈芯處，接著用膠頭滴管滴加幾滴水，會發(fā)現(xiàn)酒精燈被點燃。教師向?qū)W生說明水火不容的生活常識，用水便能將酒精燈點燃。學(xué)生在感嘆實驗現(xiàn)象神奇的同時，在腦海中也會與以往固有的想法形成一種認(rèn)知沖突，更加想探究原因，得到答案。設(shè)計諸如此類的化學(xué)實驗，利用其實驗現(xiàn)象帶來的趣味性，來激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知探索的欲望，從而深化學(xué)生對知識的理解程度，為他們以后知識的遷移做好鋪墊。

3、開展小組合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性

由于高中實驗難度較大，對學(xué)生的理論知識、實驗技能有較高的要求，學(xué)生獨立操作無法有效完成實驗。在這種情況下，教師可以采取分組實驗的方法，讓學(xué)生以小組為單位進行實驗任務(wù)分配，充分調(diào)動小組內(nèi)每一位成員的積極性，保證實驗人員配置的最優(yōu)化，集思廣益，取長補短，從而提高化學(xué)實驗的操作效率，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。例如，教師在進行氨的噴泉實驗教學(xué)時，可以針對噴泉現(xiàn)象的成因進行分組實驗，各小組設(shè)計不同的實驗方案，運用不同性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，在進行多次實驗探究下掌握形成噴泉所需要的條件和原理。

三、核心素養(yǎng)之化學(xué)知識創(chuàng)新

當(dāng)今社會我們需要具有創(chuàng)新能力的人才，創(chuàng)新是提高學(xué)科核心素養(yǎng)最重要的部分，學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中不僅要學(xué)好知識還要學(xué)會利用學(xué)到的知識進行創(chuàng)新。那么學(xué)生的創(chuàng)新能力就要在化學(xué)實驗中進行培養(yǎng)，讓學(xué)生突破當(dāng)前的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容局限，不再僅僅局限在已有的化學(xué)實驗中，教會學(xué)生抓住創(chuàng)新的關(guān)鍵，在一步步的變化中找到新突破。如何在化學(xué)實驗教學(xué)中提高學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)，可以考慮從以下兩個方面進行：

1、從“紙上談兵”的化學(xué)實驗到“眼見為實”的化學(xué)實驗的轉(zhuǎn)變

決定核心素養(yǎng)形成的關(guān)鍵在于教育思想的進步與教育制度的健全發(fā)展。教師的教育理念會潛移默化影響著學(xué)生，因此，對于高中實驗教學(xué)，不僅要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，更重要的教師的教育理念也要與時俱進。以前的化學(xué)實驗更多的是“紙上談兵”，但是化學(xué)是一門需要真正用心觀察，用心研究的課程，它的變化通常會表現(xiàn)的很細微，不易讓人察覺，這些變化是學(xué)生通過課本上那些呆板的文字無法體會到的。很多的科學(xué)家曾經(jīng)說過，任何聯(lián)系實際的自然學(xué)科都源于觀察上面。要通過教會學(xué)生觀察和親身體驗讓他們意識到任何的科學(xué)成就都離不開對周圍事物和環(huán)境等的觀察，必須有了細心的觀察，才能有所發(fā)現(xiàn)，有了發(fā)現(xiàn)從而進行探究，只有這樣才能知道自己看到的是否是真實的，從而有新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)作。

2、由傳授型實驗教學(xué)向探究性實驗教學(xué)的轉(zhuǎn)變

我們現(xiàn)在所做的化學(xué)實驗一般是驗證性實驗，很多學(xué)校也能認(rèn)真完成。但這些實驗不需要學(xué)生做實驗設(shè)計方案，儀器、用品和藥品都是事先準(zhǔn)備好的，實驗過程重視的是向?qū)W生傳授課本上寫好的觀點結(jié)論，并不能訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維，而應(yīng)該多采用開放性、探究性的方式來訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維。新課標(biāo)修訂在必修課程和選擇性必修課程中分別明確規(guī)定了9個學(xué)生必做實驗，攻擊18個學(xué)生必做實驗，突出對學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)。比如在進行乙烯的制取實驗時，筆者嘗試不再像以前那樣把結(jié)論一股腦倒給學(xué)生，而是引導(dǎo)學(xué)生進行探究：1、如果溫度迅速上升到170攝氏度原因是什么呢？2、隨著反應(yīng)的進行，燒瓶中發(fā)生了顏色的變化，能說明什么呢？3、實驗中生成的乙烯會不會有可能含有一些雜質(zhì)呢？如果有，會是什么雜質(zhì)呢？4、如果升溫速度變慢，還會有乙烯產(chǎn)生嗎？等等。將這些問題隨著實驗的進行依次拋出來，然后引導(dǎo)學(xué)生一一進行驗證。這個質(zhì)疑探究的過程，就是鍛煉學(xué)生思考能力的過程，經(jīng)過這樣的反復(fù)鍛煉學(xué)生在未來才有創(chuàng)新的可能。

總之，基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)是體現(xiàn)化學(xué)課程價值的必由之路。教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生核心素養(yǎng)提升為目標(biāo)，改革化學(xué)實驗教學(xué)的方法和過程，關(guān)注學(xué)生個體知識的建構(gòu)和應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)有利于能力發(fā)展的實驗和現(xiàn)實情境，以身作則培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

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