基于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化的研究

吳建新

核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受學(xué)段教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所必需的品格與關(guān)鍵能力。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中最重要的一條就是培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究與創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)的“照方抓藥”式的實驗教學(xué)使學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒并失去探究的欲望，它束縛了學(xué)生的創(chuàng)造思維，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。新的教學(xué)大綱指出，實驗教學(xué)改革“要逐步形成以學(xué)生為主體，以主動參與和自主探索為基本學(xué)習(xí)方式的模式”。近年來，筆者堅持“通過實驗教學(xué)的優(yōu)化設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生探討問題”教學(xué)模式，對實驗進行開發(fā)或二次開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神與探究能力。

一、分層遞進，深化思維

實驗設(shè)計應(yīng)有一定的層次性，由淺入深或分別從不同側(cè)面對物質(zhì)變化過程中的各因素進行研究，引導(dǎo)學(xué)生從觀察實驗入手，啟發(fā)學(xué)生分析產(chǎn)生現(xiàn)象的因果關(guān)系和本質(zhì)聯(lián)系，以使學(xué)生思維按事物的認(rèn)識規(guī)律由表及里或隨觀察角度的變化而有序地向縱深發(fā)展，在更高層次上形成對學(xué)習(xí)的持久興趣和求知欲望。在實驗教學(xué)中，往往得到的實驗結(jié)論與實驗給定結(jié)論有一定差距，這時學(xué)生心理會有落差，老師要及時和學(xué)生分析可能出現(xiàn)的各種因素，并找到真正原因，讓學(xué)生能夠接受實驗現(xiàn)象的突發(fā)性改變，使學(xué)生學(xué)會主動改變，改變反應(yīng)條件，改變反應(yīng)儀器，改變反應(yīng)產(chǎn)物的驗證和收集，由此促進學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透和形成。

例如：在必修二上“金屬鈉在空氣中燃燒”的實驗中，當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生觀看石棉網(wǎng)上生成物過氧化鈉的顏色時，發(fā)現(xiàn)“淡黃色較少，黑色固體較多”，針對“意外”現(xiàn)象，教師要進一步設(shè)疑探究。根據(jù)實驗基本流程：提出問題、作出假設(shè)、收集證據(jù)、形成解釋、評估成果、交流表達，學(xué)生大膽猜測可能原因：（1）石棉網(wǎng)受熱本身生成黑色物質(zhì)？（2）酒精不完全燃燒生成炭黑滲入石棉網(wǎng)？（3）酒精燃燒生成二氧化碳濃度局域過大，部分鈉與之反應(yīng)生成了炭黑？鑒于假設(shè)，設(shè)計實驗證明。

實驗1：置石棉網(wǎng)于電爐上加熱，證明石棉網(wǎng)強熱本身不會變黑。

實驗2：置石棉網(wǎng)于酒精燈上加熱，證明酒精會不完全燃燒生成炭黑滲入石棉網(wǎng)使其慢慢變黑。

實驗3：置擦干煤油的鈉于二氧化碳中燃燒，瓶壁上有許多炭黑生成。

然后不失時機地拋出問題：如何獲得較為純凈的過氧化鈉呢？學(xué)生立馬想到：要避免鈉接觸到大量二氧化碳。如何設(shè)計實驗?zāi)兀?/p>

實驗4：將擦干煤油的鈉（黃豆大小）置于潔凈的硬質(zhì)玻璃管用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)附一圈黃色物質(zhì)。黃色過氧化鈉雖然得到了，但為什么不是集中一點而是分散成一圈呢？學(xué)生大膽質(zhì)疑猜測：因鈉劇烈燃燒，溫度較高，過氧化鈉以煙的形式分散，所以如何設(shè)計改良實驗?zāi)兀?/p>

實驗5：將擦干煤油的鈉（黃豆大小）置于潔凈的硬質(zhì)玻璃管用酒精燈加熱，鈉燃燒后迅速移開酒精燈，防止溫度過高導(dǎo)致過氧化鈉散逸。

二、廣開思路，活化思維

在實驗設(shè)計教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生不拘于狹隘的設(shè)計思路，突破單一的思維模式，使學(xué)生能沿著不同角度，順著不同方向選擇不同方法對同一問題從多方位、多層次、多側(cè)面認(rèn)識，從而培養(yǎng)思維的靈活性。

三、過篩提煉，優(yōu)化思維

在實驗教學(xué)中，教師應(yīng)深入鉆研，提煉出有一定思考價值的知識內(nèi)容，將其設(shè)計為新穎獨特的問題情景，去培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)見性，這對提高學(xué)生學(xué)好化學(xué)的積極性也起到了很大的推動作用。

如要求學(xué)生設(shè)計實驗測定NaOH樣品（混有少量Na2CO3）中NaOH的含量。學(xué)生經(jīng)過充分的醞釀提供了如下方案：（1）稱取試樣mg，加水溶解，加入適量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥最后稱量沉淀質(zhì)量為wg，則樣品中NaOH的百分含量為（1-106w/197m）×100%。（2）稱取試樣mg，加水溶解，加入酚酞試液作指示劑，用Cmol/l 的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由紅色變?yōu)槲⒓t色，消耗鹽酸溶液的體積Vml，則樣品中NaOH的百分含量為（0.04CV/m）×100%。（3）稱取試樣mg，加水溶解，加入適量BaCl2溶液，加入酚酞試液作指示劑，用Cmol/l的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色呈微紅色，消耗鹽酸溶液體積為Vml，則樣品中NaOH的百分含量為（0.04CV/m）×100%。（4）稱取試樣mg，加水溶解，加入酚酞試液作指示劑，用Cmol/l的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液顏色由紅色變?yōu)槲⒓t色，消耗鹽酸溶液的體積V1ml，再滴入甲基橙作指示劑，繼續(xù)滴定至溶液顏色呈橙色，又消耗鹽酸溶液的體積V2ml，則樣品中NaOH的百分含量為[0.04C（V1-V2）/m]×100%。然后就學(xué)生提供的方案，組織學(xué)生用批判的眼光討論評價各種方案的優(yōu)劣：方案（1）理論是可行的，但由于樣品中Na2CO3含量較少，生成的BaCO3質(zhì)量較小，在實際的洗滌、過濾、稱量操作中都將引起B(yǎng)aCO3質(zhì)量上的誤差從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。而方案（2）忽略了Na2CO3+HCl =NaHCO3+NaCl反應(yīng)，發(fā)生了科學(xué)性錯誤，方案（3）與方案（4）應(yīng)該都是正確的，且結(jié)果的精確性較高，但方案（4）由于涉及兩次滴定操作，增加了操作的繁瑣程度，故方案（3）是設(shè)計最為簡單，結(jié)果又較為精確的最佳方案。

總之，核心素養(yǎng)是當(dāng)前教育領(lǐng)域熱議的話題，也是當(dāng)前我國深化課程改革和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵所在。基于對核心素養(yǎng)的體認(rèn)和自身的教學(xué)實踐，結(jié)合對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)，在化學(xué)教學(xué)中，要不斷以實驗教學(xué)的優(yōu)化策略來引導(dǎo)學(xué)生分析、綜合、評價，以加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解、鞏固并融會貫通。

（作者單位：江蘇省常州市武進區(qū)鳴凰中學(xué)）