淺談如何通過(guò)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

李倩霞

【摘 要】教育部在《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》中，明確把核心素養(yǎng)的內(nèi)涵界定為“學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”。而化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)落地的抓手，是其具體化。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科賴以形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新過(guò)程中，通過(guò)巧妙構(gòu)思，可起到變虛為實(shí)、化難為易、答疑解惑的功能，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究及創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感的形成，更是培養(yǎng)學(xué)生“核心素養(yǎng)”的重要途徑。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）09-0118-02

化學(xué)是一門(mén)極為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，實(shí)驗(yàn)是從各種現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、探究原因的主要途徑。而當(dāng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)呈現(xiàn)出一種創(chuàng)新不足，學(xué)生們參與度不強(qiáng)的現(xiàn)象。因此筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談一談如何通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)整體提升高中學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)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”、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”、“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”五個(gè)方面。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科本質(zhì)和育人價(jià)值的體現(xiàn)，化學(xué)學(xué)科及其教學(xué)對(duì)人的必備品格和關(guān)鍵能力的形成和發(fā)展起到了獨(dú)特的作用。

二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的原則

1.趣味性原則。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但是，大部分學(xué)生并不喜歡自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椋诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師過(guò)分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性等，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性功能完全沒(méi)有體現(xiàn)。而新課改之后，化學(xué)教科書(shū)中逐漸增加了趣味性小實(shí)驗(yàn)、家庭小實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生選做。另外，教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中也要引入一些相關(guān)的趣味性實(shí)驗(yàn)，如明礬的凈水作用，噴水顯字，粉塵爆炸，花變顏色等，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)真正的樂(lè)趣與生活應(yīng)用時(shí)，就會(huì)積極主動(dòng)的去接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

2.綠色化原則。

綠色化學(xué)的核心理念就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染，摒棄了以前“先污染、后治理”的觀點(diǎn)。所以，人們應(yīng)該注意：①應(yīng)選擇無(wú)污染或者污染很小的實(shí)驗(yàn)藥品。②如果反應(yīng)物或生產(chǎn)物污染性較強(qiáng)，則需要在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。③對(duì)于生成物有毒的物質(zhì)應(yīng)盡快回收和處理，防止污染。

3.科學(xué)性原則。

教師必須保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講授的正確性、科學(xué)知識(shí)的可靠性;要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知能力和發(fā)展?jié)摿σ龑?dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。做到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容正確、實(shí)驗(yàn)手段先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)方法可靠。

三、創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)

1.化學(xué)模型實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。

高中化學(xué)對(duì)學(xué)生的抽象思維能力要求較高，尤其在學(xué)習(xí)原子、分子、晶體等微觀物質(zhì)時(shí)，學(xué)生很難通過(guò)想象掌握其中的原理。如果教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，動(dòng)手制作學(xué)習(xí)模型，就能提高學(xué)生“宏觀-微觀”轉(zhuǎn)換的能力，培養(yǎng)其“宏觀辨識(shí)和微觀探討、模型認(rèn)知、創(chuàng)新意識(shí)”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀小皻馇蚰Ｐ汀⑵古仪蚰Ｐ汀⒄奂埬Ｐ汀⑶蚬髂Ｐ汀钡取?/p>

氣球模型可用于《選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)中的“原子軌道（s、p）”和第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)中第二節(jié)分子的立體構(gòu)型中的“雜化軌道”的教學(xué)。例如，我們用一顆氣球表示s軌道，兩顆系在一起的氣球表示px（或py、pz）軌道，將px、py、pz軌道交叉放在一起，表示p軌道整體，這樣的模型形象、直觀、有趣味，學(xué)生很容易理解，這樣他們?cè)诤竺鎸W(xué)習(xí)原子軌道“頭碰頭”、“肩并肩”重疊成鍵時(shí)就變得水到渠成了。

折紙模型可以用于《選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)中第二節(jié)分子的立體構(gòu)型中的“VSEPR模型”、“ 分子或離子的立體構(gòu)型”的教學(xué)時(shí)可以使用。例如，在教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于SF6分子構(gòu)型為正八面體，NaCl晶體中一個(gè)Na+與最近的Cl-構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)也為八面體這類(lèi)問(wèn)題想像起來(lái)比較困難，教師利用手工折紙的方法讓學(xué)生一起來(lái)做正八面體，通過(guò)動(dòng)手，學(xué)生的立體空間思維得到發(fā)展，同時(shí)舉一反三也促進(jìn)了其他空間問(wèn)題的理解。

2.化學(xué)教材實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。

高中化學(xué)教材中大多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即學(xué)生根據(jù)預(yù)定好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行機(jī)械的實(shí)驗(yàn)步驟的操作，使得學(xué)生“重實(shí)驗(yàn)結(jié)果”而“輕實(shí)驗(yàn)過(guò)程”。這就要求教師引導(dǎo)學(xué)生在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中善于觀察與思考，針對(duì)現(xiàn)象不明顯，步驟繁瑣，浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)原料，污染環(huán)境，安全性差的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任”等核心素養(yǎng)。

例如：《化學(xué)必修1》第三章第一節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)中，就鐵與水蒸氣的反應(yīng)，課本以“科學(xué)探究”的形式提出，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在總結(jié)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合課本、資料中對(duì)這一問(wèn)題的不同實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生比較，弄清設(shè)計(jì)原則和方法，每種設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，完善自己的設(shè)計(jì)方案。這樣，既解決了學(xué)生對(duì)方法的選擇和影響因素的對(duì)比，體驗(yàn)方案的步驟，掌握實(shí)驗(yàn)藥品、目的、原理等問(wèn)題，也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的素養(yǎng)。又例如：硫與氧氣通過(guò)燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，不僅會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色火焰和熱量，生成的氣體也含有刺激性氣味，對(duì)生成氣體的處理方面，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)氣體的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用不同的方法探索處理生成的二氧化硫。同時(shí)，通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì)二氧化硫處理的實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生更加了解二氧化硫，并熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作方法和技巧。

因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生做探究性實(shí)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目的，以提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力; 引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作，能對(duì)觀察記錄的實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行加工并獲得結(jié)論;引導(dǎo)學(xué)生在合作中分享實(shí)驗(yàn)探究的成果，不斷完善與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)想，養(yǎng)成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑的習(xí)慣。

3.化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新。

（1）思考實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象，從實(shí)證的角度來(lái)設(shè)計(jì)。

在課堂實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象，僅憑教材的粗略解釋難以讓學(xué)生信服，也容易扼殺學(xué)生探究欲望。如：某些實(shí)驗(yàn)后的產(chǎn)物與預(yù)期的情況不一致，或伴隨著不可忽視的其它現(xiàn)象，有的是產(chǎn)物中含有其它雜質(zhì)，有的甚至是得不到預(yù)期的產(chǎn)物，這些往往需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步證實(shí)。教師要善于利用這些在課堂實(shí)驗(yàn)中生成的問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)證性實(shí)驗(yàn)探究課，引導(dǎo)學(xué)生抓住化學(xué)變化的本質(zhì)進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，嚴(yán)密的思維能力。

（2） 質(zhì)疑有關(guān)化學(xué)常識(shí)，從反思的角度來(lái)設(shè)計(jì)。

化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)的自然學(xué)科，高中是學(xué)生形成化學(xué)概念、掌握化學(xué)基本原理、基本思想、基本方法、基本技能的關(guān)鍵時(shí)期。由于學(xué)科的特點(diǎn)，有些現(xiàn)象的說(shuō)明涉及到許多知識(shí)，往往還不能比較精確地解釋到位，甚至就先用一些粗略的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)明。但學(xué)生的思維在形成過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生一些質(zhì)疑，教師對(duì)這些問(wèn)題卻不能回避。這時(shí)教師就可以有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)反思性實(shí)驗(yàn)探究課，對(duì)生活中的一些化學(xué)常識(shí)再質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

由此可見(jiàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的過(guò)程是逐漸落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，只有抓住化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，才能在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中完成培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”的目標(biāo)。

本文系2018年度周口市基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目《高中化學(xué)“3+1”教學(xué)模式下創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究》（zkjy18085009）研究成果。