基于化學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

摘要：在元素化合物的教學(xué)中，通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)觀察側(cè)重點(diǎn);設(shè)計連續(xù)階梯問題;深入開發(fā)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的功能;探究如何使實(shí)驗(yàn)效果更顯著培養(yǎng)學(xué)生探究能力;在實(shí)驗(yàn)的成功與失敗中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神;使學(xué)生在元素化合物的學(xué)習(xí)中形成化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：元素化合物;化學(xué)核心素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)探究;階梯問題

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確提出“以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨”新課程指導(dǎo)方向，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為的教學(xué)成為全面深化課程改革的首要目標(biāo)。學(xué)科知識作為塑造核心素養(yǎng)的載體，但所有知識，唯有成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐時，才能形成素養(yǎng)[1]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、全面落實(shí)新課程提出的學(xué)科核心素養(yǎng)、深化教學(xué)內(nèi)涵方面，實(shí)驗(yàn)具有不可取代的重要功能。新課標(biāo)提出化學(xué)核心素養(yǎng)：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任[2]?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生形成化學(xué)核心素養(yǎng)的過程中起到不可替代的支撐作用?；诖嘶瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵應(yīng)在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下不斷深化，不斷優(yōu)化，高中化學(xué)教師更應(yīng)該積極思考如何更高效的落實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能的策略。

一、設(shè)置實(shí)驗(yàn)觀察側(cè)重點(diǎn)——實(shí)驗(yàn)更高效

元素化合物性質(zhì)知識具有生動形象的特征。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中不難理解，但是其內(nèi)容繁雜，如果不能很好的形成知識網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生會產(chǎn)生“易懂難學(xué)”的困擾，進(jìn)一步導(dǎo)致成績難以提高。通過對實(shí)驗(yàn)的觀察，激發(fā)學(xué)生探究興趣，讓學(xué)生在對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的全面細(xì)致的觀察中建立知識的邏輯順序，理解各物質(zhì)間的聯(lián)系從而形成化學(xué)核心素養(yǎng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的，由于學(xué)生自身能力所限，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象難以進(jìn)行全面客觀的觀察，特別是當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)一些干擾的現(xiàn)象，更會引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)觀察上的偏差，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)科素養(yǎng)中難以形成證據(jù)推理的思維方法。因此教師可在學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察前有針對性的設(shè)置實(shí)驗(yàn)觀察側(cè)重點(diǎn)，幫助學(xué)生更高效的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。例如在“SO2的化學(xué)性質(zhì)”探究SO2的還原性，可設(shè)置觀察點(diǎn)：（1）將SO2的水溶液滴入氯化鋇溶液后現(xiàn)象？（2）再加入過氧化氫溶液后？（3）將SO2氣體通入高錳酸鉀溶液，顏色如何變化？學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)觀察設(shè)置的觀察點(diǎn)，得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以實(shí)現(xiàn)“證據(jù)推理”素養(yǎng)的形成。但是如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中同時觀察到其他的現(xiàn)象，在課堂允許的條件下，教師更應(yīng)該提醒學(xué)生正確認(rèn)識反常現(xiàn)象，這樣更能激發(fā)學(xué)生探索欲和求知欲。

二、設(shè)置階梯問題——實(shí)驗(yàn)更深入

如何將觀察到的實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行推理，深化學(xué)科思維，形成化學(xué)素養(yǎng)。階梯問題的設(shè)置可以引導(dǎo)學(xué)生由局部到整體，有宏觀現(xiàn)象到微觀實(shí)質(zhì)，自然而然形成化學(xué)核心素養(yǎng)。在鈉與水的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置問題（1）鈉浮在水面體現(xiàn)那些性質(zhì)？（2）鈉為什么在反應(yīng)中融化成小球？（3）導(dǎo)致鈉四處游動的原因是？（4）溶液變成紅色說明什么？在分析現(xiàn)象證據(jù)的基礎(chǔ)上，通過推斷鈉的性質(zhì)，學(xué)生認(rèn)識到物質(zhì)變化與能量的變化的關(guān)系，體味化學(xué)素養(yǎng)“變化觀念”。還可進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生思考生成的氣體是什么？如何通過理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？啟發(fā)學(xué)生從質(zhì)量守恒定律元素守恒的角度推氣體成分、氧化還原的角度分析推斷氣體的成分，設(shè)計不同實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、推斷結(jié)論學(xué)生體會到宏微結(jié)合分析問題，培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理和模型認(rèn)知”能力，“實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新意識”素養(yǎng)的形成得以實(shí)現(xiàn)。

三、深化開發(fā)實(shí)驗(yàn)功能——實(shí)驗(yàn)效果更顯著

時代變遷，新的教學(xué)理念被教師所接受并應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，部分傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生知識網(wǎng)的形成，能力素養(yǎng)的培育過程中作用不明顯，許多教師對部分不再符合新教學(xué)理念的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)加以剔除，能否對這些傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)加以深入探究，挖掘其合理性更充分地發(fā)揮其實(shí)驗(yàn)價值，是拓寬學(xué)生思維讓學(xué)生認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)不是一帆風(fēng)順、顛覆不滅的，更能體現(xiàn)科學(xué)精神素養(yǎng)的養(yǎng)成。

在“鈉的性質(zhì)”一節(jié)中，教師對鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)常常感到困擾，該反應(yīng)歷程復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象多變、控制不當(dāng)還可能發(fā)生意外事故。可如果我們深入思考（1）該實(shí)驗(yàn)中鈉與硫酸銅的劇烈反應(yīng)恰好與初中實(shí)驗(yàn)鐵與硫酸銅進(jìn)行對比，學(xué)生更深刻認(rèn)知到金屬鈉的活潑性，對學(xué)生認(rèn)識金屬活動性起到實(shí)證作用，學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)元素周期律也準(zhǔn)備事實(shí)材料。（2）在鈉與硫酸銅反應(yīng)中，學(xué)生除觀察到鈉與水的反應(yīng)現(xiàn)象外還可能出現(xiàn)鈉的燃燒，黑色物質(zhì)生成的現(xiàn)象。這對啟發(fā)學(xué)生辯證看待實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對反常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的推理，針對客觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的質(zhì)疑，學(xué)生更能體會到化學(xué)研究不是一蹴而就、一試即成的。在科學(xué)探究的道路上充滿荊棘與困惑，但同時也有柳暗花明的希望，對學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探究”和“科學(xué)精神”素養(yǎng)方面得培育更具有教育價值。

四、危險實(shí)驗(yàn)的分析研究——客觀認(rèn)識實(shí)驗(yàn)功能

對于中學(xué)教學(xué)中涉及到有一定危險性的實(shí)驗(yàn)，教師們考慮到學(xué)生安全，即使喪失部分實(shí)驗(yàn)功能也寧愿進(jìn)行嘴上實(shí)驗(yàn)、黑板實(shí)驗(yàn)?？墒菑呐囵B(yǎng)適合學(xué)生終身發(fā)展的學(xué)科素養(yǎng)來說，教師不可能規(guī)避掉所用的危險因素，終有一天學(xué)生要獨(dú)立面對，過多的保護(hù)與防范反而讓學(xué)生無法正確認(rèn)識實(shí)驗(yàn)的危險性進(jìn)而導(dǎo)致更嚴(yán)重的事故。也不利于學(xué)生科學(xué)精神的養(yǎng)成。例如，銅與濃硫酸的反應(yīng)中部分小組取用濃硫酸過量導(dǎo)致出現(xiàn)試管炸裂。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后組織學(xué)生分析（1）為什么出現(xiàn)試管炸裂現(xiàn)象？可能是哪些原因？（2）對于出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)危險事故我們應(yīng)如何處理？在處理過程中應(yīng)遵循哪些原則？（3）為確保實(shí)驗(yàn)的安全有效，對現(xiàn)有的課本實(shí)驗(yàn)做哪方面的改進(jìn)？這些問題引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生親身感受到實(shí)驗(yàn)的危險性和事故的不可逆性，深刻體會科學(xué)探究來不得半點(diǎn)虛假，任何實(shí)驗(yàn)的成功都不是一帆風(fēng)順的，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究中無論是實(shí)驗(yàn)流程還是試劑的取用都要以標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩。對問題3的分析，學(xué)生開闊的思維，提出很多有效可行的方案，教師鼓勵學(xué)生對設(shè)計的方案加以實(shí)踐，學(xué)生無論從理論知識還是動手操作能力方面都有不同的體會和提升。

教師不僅不應(yīng)該刻意回避危險性實(shí)驗(yàn)更應(yīng)順勢而為，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識和面對意外事故的發(fā)生，當(dāng)然教師也應(yīng)在教學(xué)多次研究，控制危險性實(shí)驗(yàn)的程度即起到教學(xué)功能同時確保學(xué)生安全。

實(shí)踐體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是三維目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，還是培育學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)方面的發(fā)揮著無與倫比的功能。目前，作為一個有想法的化學(xué)教師更應(yīng)在新課程理念的指引下主動探究、大膽實(shí)踐為培養(yǎng)適應(yīng)學(xué)生終身發(fā)展的學(xué)科素養(yǎng)養(yǎng)成，深入挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的功能，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成過程中體現(xiàn)更積極的功能。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：賀蘭（1990.1-），女，陜西咸陽，陜西咸陽中學(xué)，二級教師，碩士研究生。