基于核心素養(yǎng)背景下化學(xué)實驗創(chuàng)新力的引發(fā)

摘 要：化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的主要任務(wù)，通過參與化學(xué)學(xué)習(xí)，強(qiáng)化化學(xué)實驗創(chuàng)新意識，能夠為學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)創(chuàng)造良好環(huán)境。本文基于核心素養(yǎng)背景，探究化學(xué)實驗創(chuàng)新力引發(fā)策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；化學(xué)實驗；創(chuàng)新力引發(fā)

化學(xué)是一門不斷發(fā)展的創(chuàng)新性科學(xué)，在當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境下，化學(xué)教材的編寫主要是化學(xué)科學(xué)系統(tǒng)化的體現(xiàn)，存在一定的滯后性。只有不斷通過優(yōu)化創(chuàng)新化學(xué)實驗教學(xué)，才能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

一、 變化及平衡思維

變化及平衡思想是指學(xué)習(xí)化學(xué)，我們需要能夠認(rèn)識到物質(zhì)發(fā)展及變化是有條件的，能夠從多種方面全面認(rèn)識其中的能量變化，并對其變化進(jìn)行分類，揭示其特征及規(guī)律，深入預(yù)測其可能發(fā)生的化學(xué)變化。

例如，在揭示醋酸的相關(guān)實驗中，為了使學(xué)生更好地對醋酸的表征進(jìn)行理解，通過多重實驗設(shè)計，并繪制相應(yīng)的曲線圖像，從而達(dá)到全方位認(rèn)知的目的。第一步，通過對醋酸中注入水，分析其發(fā)生的宏觀及微?，F(xiàn)象，得出醋酸的符號系統(tǒng)（HAcH++Ac-），從而更好地解釋醋酸物質(zhì)的電離反應(yīng)，得出其在發(fā)生作用時分子平衡現(xiàn)象。第二步，通過傳感器繪制中和滴定后所發(fā)生的pH曲線，探究其酸堿變化，同樣通過符號系統(tǒng)表示（H++OH-H2O），揭示酸堿平衡的原理。第三步，通過進(jìn)一步探究中和滴定后的點(diǎn)離變化曲線，明確其導(dǎo)電性的變化特征，用電導(dǎo)率傳感器進(jìn)行繪制，得出符號系統(tǒng)（H++OH-H2O），揭示在溶液中和的情況下其電離子種類及數(shù)量的變化情況。

通過實驗設(shè)計和學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠更好地在實驗中尋找樂趣，發(fā)揮創(chuàng)新力，并更加有效和清晰地對化學(xué)反應(yīng)過程中的物質(zhì)變化進(jìn)行認(rèn)知。

二、 推理和模型認(rèn)知

推理和模型認(rèn)知指的是能夠通過收集證據(jù)對化學(xué)變化提出假設(shè)，并通過合理分析及推理證實偽假命題，通過模型認(rèn)知發(fā)現(xiàn)與化學(xué)現(xiàn)象之間的聯(lián)系，解釋化學(xué)現(xiàn)象，并能夠通過化學(xué)變化及相關(guān)信息建構(gòu)相應(yīng)模型，解決復(fù)雜問題。

例如，在研究品紅溶液褪色成因時，首先提出問題，加入一定量的稀硫酸及稀鹽酸后品紅溶液是否發(fā)生變化，會有何種反應(yīng)？學(xué)生通過基本的化學(xué)符號表示得出其化學(xué)反應(yīng)式（SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4），而由于其最終物質(zhì)無漂白特征，無法進(jìn)一步確定品紅褪色成因的具體變化。因此，通過設(shè)計實驗探究操作的精確性，揭示其中原理?？紤]到注入溶液的量、反應(yīng)過程對其結(jié)果的影響，設(shè)計相應(yīng)的對照實驗，分組進(jìn)行。其次，進(jìn)行實驗，選取不同容量體積的稀硫酸及稀鹽酸，一份為20毫升，另一份為5毫升。在混合吸入后，充分振蕩，保證其中沒有其他氣體殘留，從而得出第一組溶液紅色褪去，第二組紅色褪色不完全，呈淡黃色。最后，通過實驗進(jìn)一步確定品紅變色的分子原理，得出機(jī)理模型，加強(qiáng)認(rèn)知。實驗完成后，鼓勵學(xué)生深入探究其他溶液反應(yīng)條件對品紅分子的影響機(jī)制。

通過提出問題，設(shè)計實驗，解決問題，從而使學(xué)生逐漸養(yǎng)成良好的思維推理及實驗設(shè)計能力，引入模型，使學(xué)生能夠更好地對化學(xué)現(xiàn)象體現(xiàn)的原理形成認(rèn)知。

三、 探究及創(chuàng)新意識

探究及創(chuàng)新意識核心素養(yǎng)指的是需要學(xué)生具有發(fā)現(xiàn)及探究問題的意識，并根據(jù)目的創(chuàng)新性的設(shè)計方案，最終完成實驗，以此培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，敢于批判的思維能力。

例如，在探究鐵的氧化反應(yīng)時，我們通過實驗可以得知鐵在純氧環(huán)境下通過燃燒發(fā)生劇烈反應(yīng)，從而生成黑色固體（3Fe+2O2燃燒Fe3O4），在空氣中則表現(xiàn)為發(fā)紅特征。但是在試驗的過程中，我們可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，其中有很多因素會導(dǎo)致該實驗反應(yīng)不完全，如鐵絲的粗細(xì)程度，火柴的進(jìn)入時間，氧氣的純度等。因此，需要我們進(jìn)一步集思廣益，通過實驗探究和創(chuàng)新設(shè)計，另辟蹊徑，控制實驗的變量，如選用鐵粉、鋼絲球等含鐵物質(zhì)，改變物質(zhì)的燃燒難易度，選用酒精燈與鐵粉結(jié)合，直接通過拋灑的方式進(jìn)行，摒棄對氧氣瓶的依賴等。以上方式同樣可見相同的實驗效果。最后，提出生活中常見的爆竹現(xiàn)象，鼓勵學(xué)生研究。

通過這種方式，進(jìn)一步將化學(xué)實驗生活化，引導(dǎo)學(xué)生激發(fā)更多更好的創(chuàng)意，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究及創(chuàng)新意識。

四、 科學(xué)及社會認(rèn)識

學(xué)習(xí)化學(xué)還應(yīng)具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神及關(guān)注化學(xué)社會問題的意識。通過學(xué)習(xí)化學(xué)，需要進(jìn)一步對化學(xué)與社會，環(huán)境以及相關(guān)技術(shù)之間的正確關(guān)系形成認(rèn)知，承擔(dān)相應(yīng)的社會責(zé)任，參與相應(yīng)化學(xué)問題決策。

對于這一方面，主要需要老師在日常的實驗教學(xué)中鼓勵學(xué)生多看多思，從化學(xué)實驗材料選取及操作開始，規(guī)范學(xué)生實驗操作準(zhǔn)則，并通過使學(xué)生了解化學(xué)實驗對自然環(huán)境的影響潛移默化其實驗思維，使其樹立良好的環(huán)保意識。例如，很多化學(xué)實驗都需要通過燃燒進(jìn)行反應(yīng)，而在這一過程中，會揮發(fā)出一定量的有害氣體，從而污染環(huán)境。在進(jìn)行金屬電解及電鍍實驗時，通過改進(jìn)實驗方案，摒棄傳統(tǒng)的燒杯，選擇六孔板操作，從而減少污染物的產(chǎn)生量。在進(jìn)行分子層析時，摒棄濃鹽酸酸化分離銅、鐵離子等過程，使用無毒害方式，通過分離甲基橙或葉綠素等，從而使其反應(yīng)過程試劑無毒化，降低出現(xiàn)污染的可能性。同時，進(jìn)一步采用生活化事例進(jìn)行正面引導(dǎo)，如氨對農(nóng)業(yè)的積極作用，滅火原理中潛藏的危害，使學(xué)生能夠以客觀的角度看待生活中存在的化學(xué)問題。

以上，通過實驗設(shè)計和積極引導(dǎo)，使學(xué)生對生活中的化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行思考，從而進(jìn)一步對科學(xué)和環(huán)境、社會的關(guān)系進(jìn)行深入理解，自覺承擔(dān)起作為社會人的責(zé)任。

五、 結(jié)束語

綜上所述，本文主要采用了案例說明的方式對基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)下的化學(xué)實驗創(chuàng)新力的引發(fā)進(jìn)行思考，從而可以進(jìn)一步明確在進(jìn)行化學(xué)實驗教學(xué)的過程中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)滲透到每一點(diǎn)，每一步，從而給予學(xué)生正確的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)實驗思維和科學(xué)精神。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

廖炳炎，福建省龍巖市，福建省龍巖市長汀縣河田中學(xué)。