在化學實驗中發展學生的核心素養

黃宇杰

【內容摘要】學生未來的發展離不開核心素養的培養，本文從化學的角度闡述了化學核心素養的養成，通過看實驗、做實驗、玩實驗三個方面層層遞進，不但提高了學生的化學知識水平，還讓化學更貼近生活，真正做到學有所用。

【關鍵詞】核心素養；化學實驗；提高思維能力

近幾年，“核心素養”這個詞語在各類教育報刊和各級教師培訓會中頻頻出現。根據《中國學生發展核心素養》研究成果，學生發展核心素養是指學生應具備的能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。它以全面發展的人為核心，從文化基礎、自主發展、社會參與三個方面出發，培養學生的科學精神、人文底蘊、學生學習、健康生活、責任擔當、實踐創新六大基本素養，并具體細分為人文情懷、審美情趣等十八個基本要點。

那具體如何培養學生的核心素養？相信不同的老師有不同的理解方式。從化學這門學科的角度來說，核心素養包括了變化觀念與平衡思想、宏觀辨析與微觀探視、證據推理與模型認識、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任五個要素。當然，學生要養成這些核心素養不只是簡單的背記知識點，會做題就行了，而是需要學生在學習化學時學會主動的思考問題，會靈活運用所學知識解決生活中的一些實際問題，并不斷的升華提煉。在培養核心素養的過程中，會用到很多的方法，在這之中，實驗探究一定是非常重要的一個環節。實驗是化學學科的基礎，靈魂所在。在實驗探究過程中，學生不但可以發現和驗證化學原理，學習新的化學知識，還可以得到成功的快樂。

一、看實驗，對知識點的初步理解

相比于其他學科，化學的優勢在于可以用大量的實驗來闡述書本的知識點，所謂眼見為實，教師在課上說一百遍鎂條燃燒產生耀眼的白光不如給學生做一遍鎂條燃燒的實驗來得更直觀、印象更深刻。但是初中學習化學只有短短的一年時間，不可能所有實驗都由學生來做，其中大部分實驗都是教師的演示實驗。這就需要教師認真備好每一個實驗。首先要做到操作規范，畢竟初中化學是啟蒙化學，教師的一舉一動都會給學生在今后的學習中造成印象。因此，不管是以身作則還是為了實驗現象更明顯，教師都必須要充分準備。學生通過看教師所做的演示實驗來描述現象，通過現象來學習書本的知識點。另一方面，化學在初三是一門剛開的學科，那如何來調動學生學習化學的興趣，使化學在學生有限的學習時間有占有一席之地，筆者認為實驗可以起到一個非常積極的作用。通過教師的演示實驗，學生可以看到平時生活中看不到的一些現象。

以蠟燭燃燒為例，學生對于蠟燭一定不陌生，但是當我們來細細研究蠟燭，還是可以發現許多學生們沒有看過的現象。點燃蠟燭，發出黃色火焰，當教師把一根玻璃管插入火焰中，會發現玻璃管口產生了大量的白煙，點燃白煙，發現這個白煙竟可以燃燒，吹滅蠟燭的一瞬間，同樣產生了一縷白煙，迅速去點白煙，發現蠟燭神奇的復燃了。通過一系列的現象，學生很驚奇，自然而然的提起了興趣，進而學習這一塊知識點時更起勁了，而且學完之后印象深刻，不容易遺忘，達到了事半功倍的效果。因此，看實驗是學生對于知識點理解的一個非常有效的手段，通過一些有代表性的現象讓學生初步理解知識點時沒那么枯燥，并且不容易忘記，比如“耀眼的鎂條”、“火星四射的鐵絲”等等。

二、做實驗，對知識點的鞏固

當然，光只是看教師的演示實驗肯定是遠遠不夠的。看得再多，不如身臨其境試一遍更有效。因此，初三化學書本上也安排了八個基礎實驗來讓學生實踐。但是在實際學習中有些教師因為需要趕進度，往往不讓學生做這些實驗。筆者認為這樣做是不妥的。也許到最后中考時可能會僥幸考得不錯，但是從長遠出發對于學生核心素養的培養來說還是弊大于利的。

讓學生自己動手做實驗，可以讓他們真實感受到什么是實驗，看講臺上教師做很容易，但是學生自己做起來，特別是第一次做，就會手忙腳亂，出現很多問題。首先就是操作不規范，當然要允許學生犯錯，教師在一旁指出錯誤并讓學生加以改正。對于一些沒有什么危害的錯誤操作，可以讓學生得到錯誤的后果。比如高錳酸鉀加熱時試管口沒有塞棉花，結果導致導管都是黑色的物質，整個水槽都變成了紅色。實驗結束后，沒有先將導管移出水面就把酒精燈給熄滅了，結果導致水槽中的水到吸入導管等等。讓學生看到這些后果從而再分析錯誤，在這個過程中，學生的知識點得到了鞏固，分析能力得到了加強。

其次，通過以小組為單位的實驗探究，可以將學生的思維引入更深的層次，使學生領悟到知識點背后的思想，原理，從而達到鞏固知識點的目的。例如在探究堿溶液的化學性質時，NaOH溶液和Ca（OH）2溶液中到底哪個適合在實驗中檢驗CO2，哪個適合在實驗中吸收除去CO2呢？學生以小組為單位設計出實驗方案：準備兩個充滿CO2的礦泉水瓶子，分別加入等體積的兩種飽和溶液，震蕩。發現裝Ca（OH）2溶液的瓶子略變癟且溶液先渾濁后澄清，而裝NaOH溶液的瓶子嚴重變癟但不渾濁。通過同一小組的對比實驗學生得出因為Ca（OH）2溶液與CO2反應會變渾濁現象明顯，所以常用于檢驗CO2，但是NaOH的溶解性遠大于Ca（OH）2，能吸收更多的CO2因此常用于除去CO2。

三、玩實驗，對知識點的升華

當學生掌握了一定的化學知識和實驗技能之后，教師就要開始有意識的培養學生的實驗探究精神，就是所謂的玩實驗。鼓勵學生自行設計進行一些簡單的探究實驗。對實驗中發現的現象和數據進行合理的解釋。能運用科學實驗回答生活中的一些與化學相關的簡單問題。理所當然，這類探究實驗做得越多，學生的思維碰撞就越劇烈，對知識點的理解就越透徹，并最終得到升華。其實在最早以前，大氣、海洋、土壤等生活中最常見的東西，也是經過化學家“玩”了的問題，讓C層學生回答與基礎知識相關的理解性問題。如，在教學《平面向量的數量積》時，教師可在課堂導入環節提出問題。讓C層學生回答“我們已經學過的向量運算有哪些？”；讓B層學生回答“與實數運算相比，向量可能還存在著哪些運算？”在新課講解環節，教師可根據教學進度提出相應問題，讓C層學生回答“向量數量積的運算結果與線性運算有無區別？”；讓B層學生回答“向量數量積的符號由哪個量決定？”；讓A層學生回答“你能確定數量積為正、負的條件嗎？是否數量積能為零？”。

4.課堂小結分層

在高中數學課堂復習與小結階段，教師要讓不同層次學生自主總結所學習的內容，引導學生梳理知識體系，讓學生加深對知識的理解與記憶。如，在《平面向量的數量積》的課堂小結階段，教師可讓C層學生談談本節課學習了哪些內容；讓B層學生總結一下概念歸納和性質探究的過程，并談談自己在本堂課的學習中掌握了哪些數學思想方法；鼓勵A層學生大膽提出類比向量的線性運算，向量數量積還需要進行什么方向的探究。在學生自主總結課堂學習內容之后，再由教師進行點評和歸納。

5.課后作業分層

在布置課后作業環節，教師要根據學生分層布置多樣化、個性化的作業，避免因布置相同作業而使部分學生產生厭煩感。教師可將作業設置為兩個部分，一部分是基礎性作業，另一部分是具有一定難度的綜合性或思考性作業。如，在布置《平面向量的數量積》一課的作業中，教師可讓全體學生完成課本上的習題，將其作為基礎性作業。通過布置教材中的基礎習題，有助于引導學生進一步鞏固數量積的概念，扎實掌握基礎數學知識，為后續有關向量知識的學習打下良好基礎。而后，再讓A層學生和B層學生完成思考題，

“已知：向量a→、b→均為非零向量，a→+3b→與7a→-5b→相垂直， a→-4b→與7a→-2b→相垂直，求向量a→與b→之間的夾角。”利用思考題激發學生的探究欲望，拓展學生的知識視野。通過布置分層作業，能夠滿不同層次學生的課后練習需要，幫助學生在完成作業的過程中有所收獲。

二、教學案例分析

下面以“正弦、余弦函數的圖象”為例，對分層教學的具體運用對策進行分析探討。本節課通過采用分層教學，讓學生認識并掌握正弦函數、余弦函數圖象，滲透數學思想，為函數性質學習奠定基礎。

1.確定教學目標

本節課教學的分層目標為：A層學生通過課前預習理解單位圓中的正弦線，能夠通過自學畫出正弦函數圖像，掌握正余弦函數圖像的“五點法”，并能夠將其應用于解題中，培養學生自主探究能力、自主學習能力和解決問題能力；B層學生通過課堂組織的小組合作探究活動，能夠畫出正弦函數圖像，理解正余弦函數圖像的“五點法”，能夠運用“五點法”作出正弦函數、余弦函數簡圖，培養學生合作能力、思考能力和知識應用能力；C層學生通過小組合作學習初步理解正弦函數圖像的作法，并在教師的講解下作出圖像，理解“五點法”以及正弦函數、余弦函數圖象的特點，培養學生初步解決問題的能力。

2.設計教學過程

在課堂導入環節，復習弧度定義、函數的性質、函數圖象描點法等已學習的知識點，歸納總結正、余弦函數定義。在新課講解環節，教師提出以下問題：

①在單位圓中作出正弦線函數圖象。在小組合作學習模式下，每個小組均勻分配A層、B層、C層學生，通過集思廣益、共同探討，作出圖像。

②作出y=sinx，x∈R圖象。由A層、B層學生歸納總結，教師及時補充。

③根據正弦函數圖象作出余弦函數圖象。由A層學生作出圖象，教師再利用多媒體課件展示圖形變換。

④快速簡便畫出正弦函數圖象。A層、B層學生歸納總結，利用五點法作圖。引導學生通過作出函數簡圖，對函數性質進行深入探究，讓各層次學生掌握圖形畫法。

⑤借助正弦函數，確定余弦函數y=cosx，x∈[0，2π]圖象的關鍵點。由A層、B層學生進行總結，作出圖象。C層學生認真聽取A、B層學生的總結和教師的講解，逐步理解重要知識點。

⑥在新課內容教學完畢之后進行例題講解，教師要對教材中的例題進行精講，著重于讓C層學生逐步理解圖形的畫法。

⑦對y=sinx，x∈[0，2π]圖象進行平移、翻轉，得到y=3±sinx，x∈[0，2π]的圖象和y=sin（x±π3）的圖象。讓A層、B層學生總結及歸納函數值加減變動對圖象產生的影響。

⑧探討如何對函數y=cosx，x∈[0，2π]的圖象進行變換，形成y=-cosx，x∈[0，2π]圖象和y=2-cosx，x∈[0，2π]的圖象。由A層學生自主探究完成。

3.課堂練習

教師要布置分層課堂練習，讓學生利用所學知識求出x的集合。A層學生的練習題：sinx≥12，（-π2

4.課堂小結與作業

教師讓A、B層學生總結歸納正弦、余弦函數畫法與簡圖畫法，由教師進行補充和梳理，讓C層學生牢固基礎知識的理解與記憶。教師布置課后作業，并提前給出下節課預習方向，讓A、B層學生開展自主學習，包括正弦、余弦函數性質，函數周期，函數奇偶性判斷，以及運用函數性質解決問題等預習內容。

總而言之，高中數學教學要合理運用分層教學法，彌補傳統“一刀切”教學方法帶來的弊端，充分考慮到學生學習的個體差異性，在因材施教理念的指導下，從學生分層、備課分層、授課分層、課堂小結分層、課后作業分層等方面入手，將分層教學貫穿于教學全過程中，從而保證教學效果的提升。

【參考文獻】

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[3]郭美迪.淺談如何在高中數學教學中實施分層教學[J].讀與寫（教育教學刊），2017（3）：54-55.

（作者單位：浙江省臺州市玉環市玉城中學）