論學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)策略

溫陳云

摘 要：學(xué)科核心素養(yǎng)主要反映的是某一學(xué)科的本質(zhì)，也是開展某學(xué)科教學(xué)的關(guān)鍵所在。實(shí)踐表明，學(xué)科核心素養(yǎng)在很大程度上決定了學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科知識(shí)的效果。就化學(xué)學(xué)科而言，其以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以通過實(shí)驗(yàn)得以充分實(shí)現(xiàn)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直以來也備受關(guān)注。在化學(xué)高考中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占據(jù)較大的比重，將直接影響學(xué)生升學(xué)。所以，教師應(yīng)積極探究有效的培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的方法，不斷提升學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略

在開展高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中，可以學(xué)到非常豐富的化學(xué)知識(shí)。然而，受多方面因素的影響，化學(xué)學(xué)科教學(xué)始終無法取得令人滿意的教學(xué)效果。而通過培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，有助于幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)該學(xué)科知識(shí)，不斷提升學(xué)習(xí)實(shí)效。對(duì)于教師而言，在實(shí)際教學(xué)時(shí)，應(yīng)注重在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)引入核心素養(yǎng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率不斷提升，確保學(xué)科教學(xué)水平。而就核心素養(yǎng)形成過程來看，主要發(fā)生在學(xué)生接受學(xué)科知識(shí)的教學(xué)階段，對(duì)于其個(gè)人成長與綜合素質(zhì)提升意義重大。伴隨教育改革的推進(jìn)，開展高中化學(xué)教學(xué)也必須高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)所具有的價(jià)值，不斷加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力與素養(yǎng)的培養(yǎng)，突破傳統(tǒng)教學(xué)觀念的桎梏，密切關(guān)注學(xué)生形成核心素養(yǎng)的情況，持續(xù)提升教學(xué)質(zhì)量。

一、借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理和模型認(rèn)知方面的核心素養(yǎng)

在開展高中化學(xué)教學(xué)時(shí)，證據(jù)推理及模型認(rèn)知方面的素養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)非常關(guān)鍵的內(nèi)容。就該素養(yǎng)而言，主要是培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，要求學(xué)生能夠基于已有的證據(jù)，針對(duì)物質(zhì)組成及其結(jié)構(gòu)變化等，提出科學(xué)合理的假設(shè)。通過按照科學(xué)原理進(jìn)行分析推理，達(dá)到證實(shí)或者證偽的目的。除此之外，該素養(yǎng)還要求學(xué)生能夠針對(duì)觀點(diǎn)和結(jié)論以及證據(jù)等，構(gòu)建邏輯鏈，了解分析推理等方法，對(duì)研究對(duì)象的本質(zhì)特征與過程要求等形成正確的認(rèn)識(shí)，建立各元素之間的關(guān)系及模型等;并且要求能夠根據(jù)模型，對(duì)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行解釋，將現(xiàn)象背后的本質(zhì)及其規(guī)律等充分揭示出來。通過該種方式，學(xué)生在證據(jù)推理與模型認(rèn)知方面的核心素養(yǎng)會(huì)得到顯著提升，整體教學(xué)質(zhì)量明顯改善。

比如在學(xué)習(xí)乙醇知識(shí)時(shí)，教師可以通過展示歷史悠久的中華酒文化引入新課教學(xué)，并及時(shí)向?qū)W生展示一瓶乙醇。然后，結(jié)合學(xué)生對(duì)酒及酒精的已有認(rèn)知，觀察并分析乙醇的物理性質(zhì)，此時(shí)，教師可以向?qū)W生補(bǔ)充介紹乙醇的用途非常廣泛，如制酒和消毒、滅菌等，“我們已經(jīng)知道乙醇的分子式，今天我們根據(jù)其分子式，研究其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)”。學(xué)生在進(jìn)行證明推理時(shí)，提出乙醇可能有兩種結(jié)構(gòu)，而要想真正得出乙醇的結(jié)構(gòu)，必須要通過實(shí)驗(yàn)才能進(jìn)行證明?；诖?，教師引出了證據(jù)推理的前提，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將乙醇與鈉進(jìn)行反應(yīng)，驗(yàn)證H2是否被置換出來，進(jìn)而對(duì)原子的斷鍵方式進(jìn)行判斷。在實(shí)驗(yàn)之后，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生分析乙醇的分子結(jié)構(gòu)，猜想其性質(zhì)。從分子式的組成來看，乙醇和乙烷僅相差一個(gè)氧原子，然而乙烷分子并不存在官能團(tuán)，而乙醇分子多出的氧原子和氫原子結(jié)合形成了羥基。所以，乙醇的性質(zhì)包含了羥基的性質(zhì)。此外，由于乙醇為醇類物質(zhì)，能夠燃燒放熱，可以說明乙醇具備還原性特點(diǎn)，可以通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行證明。還可以利用乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)，對(duì)生成的物質(zhì)進(jìn)行性質(zhì)探究，推斷得出該反應(yīng)中乙醇的斷鍵方式，進(jìn)而讓學(xué)生鞏固乙醇的分子結(jié)構(gòu)模型。

二、借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生變化觀念及平衡思想核心素養(yǎng)

在開展高中化學(xué)教學(xué)時(shí)，變化觀念和平衡思想是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)非常關(guān)鍵的內(nèi)容。就該素養(yǎng)而言，主要是要求學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是在不斷運(yùn)動(dòng)且發(fā)生變化的，了解化學(xué)變化應(yīng)當(dāng)在一定條件下完成，同時(shí)要遵循化學(xué)規(guī)律，充分認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)所在，也就是存在生成的新物質(zhì)，同時(shí)還伴隨著能量轉(zhuǎn)化。除此之外，在形成該核心素養(yǎng)之后，學(xué)生還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到化學(xué)變化實(shí)際上是具有一定限度的，可以對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，并且要求學(xué)生從多個(gè)角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分析，利用化學(xué)反應(yīng)的原理，對(duì)實(shí)際問題提出解決方案?；诖耍處熼_展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)充分重視對(duì)學(xué)生變化觀念及平衡思想方面素養(yǎng)的培養(yǎng)，不斷提升培養(yǎng)效果，促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量不斷提升。

比如在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理中的離子反應(yīng)與鹽類水解有關(guān)知識(shí)時(shí)，教師應(yīng)以課本為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此為基礎(chǔ)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生變化觀念與平衡思想方面核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)酸堿指示劑、pH試紙的使用進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，并進(jìn)一步學(xué)習(xí)pH計(jì)的使用，對(duì)醋酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉以及氯化鋁等溶液的酸堿度值進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而對(duì)鹽溶液的酸堿性形成初步的認(rèn)識(shí)?；诖耍處煈?yīng)引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)會(huì)對(duì)鹽類物質(zhì)酸堿性進(jìn)行分類的方法，主要分為強(qiáng)酸弱堿和強(qiáng)堿弱酸以及強(qiáng)酸強(qiáng)堿等三類。基于微觀視角，對(duì)鹽溶液進(jìn)行研究，能夠?yàn)閷W(xué)生正確認(rèn)識(shí)酸堿性奠定良好基礎(chǔ)。但是從微觀視角進(jìn)行分析，相對(duì)而言較為抽象。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師可以借助微課視頻等方式，形象展現(xiàn)離子在水溶液中的變化過程，并將離子方程式等直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，為學(xué)生講解鹽溶液酸堿性不同的原理，促使學(xué)生不斷加強(qiáng)對(duì)鹽類水解規(guī)律的認(rèn)知，并充分掌握表示水解反應(yīng)的方法。再如，在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)時(shí)，教師應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)電離平衡的動(dòng)態(tài)性形成正確認(rèn)識(shí)。在加入其他酸堿度的陰離子或者陽離子之后，電離的環(huán)境會(huì)發(fā)生變化，電離平衡因此會(huì)被破壞，而在一定時(shí)間之后，又會(huì)尋找到新的平衡點(diǎn)。在此情況下，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到，物質(zhì)是在不斷發(fā)生運(yùn)動(dòng)與變化的，而這種運(yùn)動(dòng)及變化需要具備一定的條件，同時(shí)遵循一定的規(guī)律，實(shí)際上是內(nèi)因與外因相互作用的結(jié)果。通過開展此類實(shí)驗(yàn)，能夠較好地對(duì)學(xué)生的變化觀念及平衡思想等核心素養(yǎng)進(jìn)行有效的培養(yǎng)，進(jìn)而不斷提升學(xué)科教學(xué)效果。

三、借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)核心素養(yǎng)

對(duì)于高中化學(xué)教學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)是非常重要的內(nèi)容，尤其是素質(zhì)教育的實(shí)施，更是極大地提升了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)地位。因此，在培養(yǎng)學(xué)生該學(xué)科核心素養(yǎng)時(shí)，科學(xué)探究及創(chuàng)新意識(shí)成為非常重要的內(nèi)容。就該素養(yǎng)而言，主要是培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的實(shí)質(zhì)，也就是進(jìn)行科學(xué)的解釋與發(fā)現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生開展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，促使學(xué)生能夠?qū)τ袃r(jià)值的問題進(jìn)行發(fā)掘與探究，進(jìn)而基于問題假設(shè)視角，對(duì)探究目的進(jìn)行明確，不斷改善探究方案。通過在探究過程中加強(qiáng)合作學(xué)習(xí)，正確認(rèn)識(shí)其中存在的異?，F(xiàn)象，將其觀點(diǎn)準(zhǔn)確表達(dá)出來。

比如在對(duì)金屬鈉的性質(zhì)和應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以改進(jìn)和創(chuàng)新教材設(shè)計(jì)的一些實(shí)驗(yàn)，如蘇教版必修一專題二金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用中把一小塊金屬鈉，放置到石棉網(wǎng)上加熱，觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生大都會(huì)依據(jù)書本預(yù)習(xí)結(jié)果進(jìn)行猜想，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生過氧化鈉的固體，呈現(xiàn)出淡黃色。但是經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生所預(yù)想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并未出現(xiàn)。在此情況下，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的質(zhì)疑，針對(duì)這一預(yù)料之外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師應(yīng)把握時(shí)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的探究與分析，并鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的觀點(diǎn)。經(jīng)學(xué)生頭腦風(fēng)暴而對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析的原因主要分為以下幾種：石棉網(wǎng)經(jīng)過長時(shí)間的受熱會(huì)氧化變黑;酒精燃燒致部分金屬鈉受熱過高而碳化等?；诖耍處煈?yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過二次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)問題進(jìn)行探究論證。如可以設(shè)計(jì)論證實(shí)驗(yàn)，用酒精燈對(duì)嶄新的石棉網(wǎng)進(jìn)行加熱，觀察石棉網(wǎng)是否變黑，驗(yàn)證是否存在不完全燃燒情況;也可以運(yùn)用電爐對(duì)嶄新的石棉網(wǎng)進(jìn)行加熱，觀察其是否變黑，驗(yàn)證石棉網(wǎng)本身受熱是否會(huì)變黑;同時(shí)還應(yīng)使二氧化碳和金屬鈉進(jìn)行反應(yīng)，觀察生成物，驗(yàn)證二者反應(yīng)的結(jié)果是否出現(xiàn)黑色物質(zhì)。通過上述二次探究，幫助學(xué)生對(duì)其猜想進(jìn)行驗(yàn)證，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)與能力。然而，教師還應(yīng)當(dāng)關(guān)注，如何科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才能獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果，出現(xiàn)淡黃色固體呢？此時(shí)，學(xué)生經(jīng)過討論和積累，認(rèn)識(shí)到應(yīng)控制二者參與化學(xué)反應(yīng)的量。在此之后，教師與學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，把金屬鈉表面的干煤油擦干之后，切去其表面氧化層，將其放置在硬質(zhì)玻璃管中，并利用氣泵對(duì)裝置中的二氧化碳與水蒸氣等進(jìn)行祛除，然后對(duì)硬質(zhì)玻璃管進(jìn)行點(diǎn)燃加熱。通過一邊進(jìn)行加熱，一邊壓縮氣泵，將空氣鼓入實(shí)驗(yàn)裝置中，認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。通過該種方式，學(xué)生可以看到在玻璃管內(nèi)，具有一圈淡黃色的附著物，進(jìn)而得到了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。而此時(shí)，細(xì)心觀察的學(xué)生又會(huì)產(chǎn)生新的疑問，為什么生成物是以一圈的形態(tài)存在呢？對(duì)此，學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行猜想，有可能是由于鈉的劇烈燃燒，導(dǎo)致過氧化鈉以氣態(tài)形式散到空氣中，最后又均勻附著在玻璃管的表面?；诖?，學(xué)生開始對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行優(yōu)化，在金屬鈉燃燒后，將酒精燈從裝置中撤出，防止溫度過高影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最終，經(jīng)過改進(jìn)創(chuàng)新之后，學(xué)生得到了其想要的且符合理論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

總體來看，在開展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，有助于學(xué)生充分理解其所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量的提升。而對(duì)于化學(xué)學(xué)科來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有非常積極的作用，要求教師應(yīng)對(duì)原有的教學(xué)觀念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重不斷增加，同時(shí)將學(xué)科核心素養(yǎng)有關(guān)內(nèi)容融入其中。在此情況下，學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，學(xué)生的能力能夠得到充分挖掘，學(xué)習(xí)成績也因此顯著提升。

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編輯 張佳琪