淺析基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學要點

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(南京師范大學附屬揚子中學)

為充分發揮課程在人才培養中的核心作用，高中化學課程標準結合高中化學學科特點，提出了涵蓋變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認識、科學精神與社會責任、實驗探究與創新意識、宏觀辨識與微觀探析等要素的化學核心素養。基于此，為保證高中化學實驗教學質量，對化學核心素養的內容屬性及教學要點進行深入探究，就成為高中化學教師面臨的重要任務。

一、高中化學核心素養內容屬性

高中化學核心素養主要體現了高中學生對客觀事物能動反映過程、從化學視角對事物反映結果兩個模塊內容。

一方面，高中化學核心素養過程屬性要求高中學生在面對復雜情景時應合理化學思維及知識技能應用能力。其強調了高中學生面對具體與化學有關事實時具體的觀察、辨識、探究過程。如根據物質結構，預測物質性質、預期變化等。同時，高中學生應在化學原理、技術應用過程中，主動分析化學過程與自然環境間關系，調用已有知識進行問題的逐步解決。

另一方面，高中化學核心素養結果屬性主要為高中學生經化學課程學習構建的結構性知識框架及思維品質。從現有高中學生化學素養層面進行分析，高中學生應通過化學知識學習，探究物質性質、變化分類標準，得出相關物質變化特征。同時，利用化學符號及模型，進行物質組成、性質、結構的描述。

二、基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學要點

1.創設教學情境。在化學實驗課程開展過程中，高中化學教師應結合教材內已有知識進行教學情境創建，有意識的在教學情境中融入我國先進科技知識、傳統文化及社會核心價值觀。充分利用實驗教學應用價值導向，同步培養高中學生的科學精神、社會責任心。

以氨氣的性質實驗探究教學為例，氨氣的制取及性質實驗是高中化學實驗教學的重點內容，由于氨氣極易溶于水，大多采用向下排空氣法進行低濃度氨氣收集。而低濃度氨氣的應用，不僅會影響氨氣噴泉效果，而且存在較大的藥品浪費問題。因此，高中化學教師可首先展示國際諾貝爾化學獎獲得者照片。并介紹相關人員成就，促使班級學生真正感悟化學研究過程中，切實體會化學家為科學研究事業獻身精神。隨后高中化學教師可以合成氨工藝為入手點，帶領班級學生進行合成氨工藝實踐。并指出合成氨工藝在工業方面價值，如制造化肥等，進一步凸顯科學精神教育。

其次，針對傳統氨氣制備及性質實驗缺陷，高中化學教師可依據氨氣制備原理，帶領班級學生進行氨氣制取實驗的改造。即利用微型氣體實驗儀器、微型聚酯燒瓶、酒精燈、帶彎頭導管的單孔橡皮塞、塑料滴管等裝置，在確定裝置氣密性良好的情況下，向微型實驗儀內加入適量生石灰。并在直管內放入螺旋銅絲。同時，塞緊彎頭導管，在導管上進行微型集氣瓶、膠皮管、去底塑料滴管的逐一連接。隨后，點燃酒精燈，進行氨氣收集。

通過上述實驗裝置收集的氨氣純度較高，整體實驗安全性能較高，不僅可以保證后續噴泉實驗順利開展，而且可以通過課程資源的進一步開發，激發班級學生學習積極性。

此外，為保證實驗教學中學生核心素養的有效培養，老師從課程層面、教學層面兩個方面入手，構建教學、評一體化化學實驗評價體系，以保證化學教、學有機融合。

2.構建以核心內容為主體的實驗模型

在近幾年的高考試題中，大多以高中化學實驗基礎知識為核心，綜合考察了高中學生對原電池、化學反應速率、電解池、氧化還原反應、離子反應等實驗知識的了解程度。據此，在實際化學實驗教學過程中，高中化學教師應從不同角度出發，進行實驗知識模型的建構。如以實驗現象為依據，對物質結構特征進行深入分析，以便班級學生了解知識內涵。

以金屬及其化合物實驗探究為例，高中化學教師可以模型建構的方式，構建以核心內容為主體的實驗教學模型(圖1)，以幫助班級學生樹立明確清晰的知識學習思路，以便班級學生在后期學習過程中遇到未知物質，可以從物質分類的角度，對物質類別進行分析。并確定相關物質的物理屬性及化學屬性、實際用途，真正提高其證據推理與模型認識能力。

如圖1所示，高中化學教師可以綜合利用氧化還原反應、離子反應等化學理論，鼓勵班級學生從宏觀角度、微觀角度兩個方向，理解鋁、氧化鋁、氫氧化鋁物理、化學性質。并對其在具體實驗過程中發生的能量變化、質量變化進行分析，挖掘實驗現象中蘊含核心知識。如金屬與氧氣反應過程中發生的物質的量變化、能量變化，涉及了物質的量的相關知識、能量守恒知識及原子結構的相關知識。

3.加強探究式教學方式的應用

新課程標準中明確指出，高中化學教師應通過以化學實驗為主的探究活動，帶領班級學生體驗科學研究過程。提高高中學生化學學習積極性，為其科學探究意識及能力的提升提供依據。而化學實驗教學涉及了化學儀器使用、實驗原理、現象描述、實驗方案設計、基本操作、實驗方案評價等多方面內容，且多為教材中各知識點組合展現模式。因此，在日常教學過程中，高中化學教師應將“教會學生探究”轉化為“讓學生自主探究”，引導班級學生自我開展實驗探究活動，為學生創新實踐意識提升提供依據。

以氧化還原反應為例，在具體實驗教學過程中，高中化學教師可以了解常見氧化劑、還原劑性質及電極電位與氧化還原關系為教學目標，依據實驗原理，為班級學生示范碘離子與濃硫酸溶液反應。并分析碘離子還原性。隨后，要求班級學生以碘氧化性為依據，自行設計碘與亞硫酸鈉實驗，并鼓勵班級學生根據溶液顏色變化，解釋各步現象，并進行離子反應方程的書寫。

通過探究式教學方式的應用，可以促使班級學生根據已有理論知識，自主進行實驗方案設計。在培養高中學生實驗探究與創新意識的同時，也可以促使高中學生真正了解化學實驗中平衡思想、變化思想，為學生核心素養提升提供依據。

三、總結

綜上所述，化學核心素養主要指高中學生在化學認知活動中形成的解決化學問題的能力，其概述了學生以化學為視角對客觀事物認識情況。因此，高中化學教師應加強學科核心素養教育，以現有化學實驗課堂為基地，結合化學核心素養的結果屬性及過程屬性，構建核心素養教育平臺，為高中學生化學學習能力的提升提供依據。