基于核心素養培養高中生化學實驗教學策略

崔宇博 包陽陽 昭日格圖[2]*

（[1]內蒙古民族大學化學與材料學院 內蒙古·通遼 028000；[2]國家級化學實驗示范中心 內蒙古·通遼 028000）

化學作為一門自然科學要以實驗為基礎。人類從認識自然到改造世界，從發現物質到制造合成新的化學物質，都與化學實驗密切相關。本文從五個核心素養的教學視角出發，探究高中化學如何更好的改進化學實驗，培養學生的化學學科核心素養。

1 培養學生的化學學科核心素養

1.1 培養學生的宏觀辨識與微觀探析能力

在化學實驗教學中，教師以宏觀現象為出發點，以微觀分子結構分析作為落腳點，把宏觀現象和微觀分子結構分析結合在一起，讓學生在實驗中逐漸形成觀察、識別化學現象的能力，以及探究微觀分子結構的能力。這樣，化學實驗呈現出來的是宏微結合的具體內容，學生通過觀察宏觀現象與分析微觀分子結構，更好地理解并記憶化學知識點。

如在“乙烯的加成反應”學習過程中，教師可要求學生入手在“C2H4會導致Br的CCl4溶液褪色”的宏觀現象將C2H4與Br的CCl4溶液會有反應產生推斷出來；隨后，立足于C2H4與Br的分子結構上對該反應機理進行分析、理解，同時將C2H4與Br加成反應的化學方程式寫出來，并對C2H4與H2O、H2和HBr之間相同的加成反應進行推測。這樣的教學非常注重宏微相結合，原本冰冷抽象的化學方程式轉化成了宏微結合載體。如此也能有效培養學生的“宏觀辨識與微觀探析”素養。

1.2 培養學生的變化觀念與平衡思想能力

化學實驗教學中，常有實驗現象不符合預測實驗現象或理論知識的情況出現，“變化觀念”這一哲理便蘊含在其內。教師應當將這類現象靈活抓住，引導學生積極地開展思考、討論，在提問、解疑并總結后，完成知識的掌握。

例如，做“CH4與Cl2的取代反應”實驗時，首先，教師讓學生按照正確的方法和步驟進行實驗，得到的現象是：試管內的黃綠色逐漸變淺，試管內壁上出現黃色的油狀物質。此時，學生不禁發出疑問：“CH4與Cl2反應生成的油狀物質應是無色的，為什么會是黃色呢？”教師就此情況引導學生進一步思考與探究，得到的原因是：過多的Cl2溶解在CHCl3、CCl4中才出現黃色的油狀物。其次，教師把水槽中的水換成飽和的食鹽水，再讓學生操作實驗，得到水槽中出現白色晶體的實驗現象。最后，教師告訴學生飽和食鹽水中存在溶解平衡的化學知識，引導學生從化學平衡角度思考白色晶體出現的原因，得到最終的正確答案。通過化學實驗現象的變化與原因探究，能使學生對化學中的變化觀念和平衡思想有一個形象認知，增強學生的核心素養。

1.3 培養學生的證據推理與模型認知能力

培養學生的證據推理與模型認知能力，教師在高中實驗教學中可以借助發現探究式實驗教學過程，引導學生大膽猜想，進行科學推理和論證，讓學生收集實驗中的證據并進行處理，建立相應的模型，使其結合模型進行科學的推理分析與論證，以形成證據推理與模型認識能力。

如講“原電池”內容時，教師先組織學生進行實驗，通過銅片與鋅片在H2SO4溶液中接觸而造成銅片表面出現氣泡的現象，引起學生的探究興趣。其次，讓學生大膽猜測，提出“銅片表面放出氣泡是鋅失去電子轉移到銅上面了嗎？”。最后，讓學生收集證據并進行處理，構建原電池的工作原理模型，并驗證猜想，得出結論。在這一過程中，不僅使學生形成了證據搜集與模型認知能力，也使其形成了嚴謹的科學精神。

1.4 提高學生的科學探究與創新意識能力

化學實驗教學與學科核心素養中，探究能力的地位十分重要，教師在實驗教學期間，應當引導學生提出問題，圍繞問題進行相關資料的查詢，并假設實驗步驟，細致觀察實驗過程。具體來說，教師可要求學生進行實驗方案的設計，對實驗現象與結果預測，并在完成實驗后及時總結、分析并評價實驗結果。通過這種方式，對學生的實驗探究能力進行培養，落實學科核心素養的培養目標。

如講“苯的分子結構”時，教師引導學生提出“苯的分子結構中是否存在碳碳雙鍵”這一探究問題，設計苯與酸性KMnO4溶液、Br2的 CCl4溶液反應的實驗方案。然后讓學生操作實驗，根據現象得到“苯的分子結構中不存在碳碳雙鍵”這一結論。通過這樣的探究式實驗教學方式，能很好地培育學生的實驗探究能力與創新精神。

1.5 增強學生的科學精神與社會責任

為增強學生的科學精神與社會責任，教師在課堂做演示或學生做分組實驗時，時刻要有強烈的安全意識和嚴謹求實的科學態度，對于教材上一些設計不合理或存在安全隱患的實驗，教師可以引導學生根據教材內容，在可行性、安全性等前提下查閱文獻資料，選擇合適的儀器和藥品，對實驗進行改進，以達到更好的實驗效果，這樣可以增強學生的科學精神與社會責任。

2 提高學生化學學科素養的相關方案

2.1 合理設定化學實驗課的教學情境

化學實驗課的主要內容是通過實踐對理論知識進行分析，所以，教師應在開始實驗前，根據化學實驗的具體內容和要求，對實驗情境進行合理的設計，對實驗過程和細節進行合理設置，讓學生帶著問題和目標去實驗學習，充分調動學生的積極性和主動性。根據學生個性情況將他們進行合理分組，設計合理的實踐問題，要求學生通過實驗對化學現象進行觀察，在實踐中解決問題。還可以讓各小組間形成一種良性競爭模式，從而營造出理想化的化學實驗學習氛圍。這樣做既可以培養學生的團隊意識，讓學生充分體會合作的力量，還可以讓學生在合作過程中提高自己的操作技能，使學生對知識的理解和掌握更加深刻，從而將知識和理論進行有效結合。通過化學實驗情境的設計，可以使學生對化學實驗的內涵有更深刻的體會，提高學生對化學實驗的熱情，有效強化學生的化學學科素養。

2.2 強化化學實驗中的概念教學

進行化學實驗課時，教師應提高對化學概念教學的重視程度。熟練掌握理論知識，是進行化學實驗操作的前提。教師可應用多媒體課件對化學概念教學進行動態演示，多媒體課件可以讓學生對化學實驗過程有更加直觀的感受。通過多媒體動畫對實驗過程進行提前演示，并且對實驗中需要注意的部分做出強調，將培養學生核心素養滲透在化學實驗教學中。例如，在《氧化還原反應》一課中，教師應當一一講解氧化還原反應、被還原、被氧化、還原劑和氧化劑等概念的原理和內涵，然后再使學生們由實驗來對學習內容進行驗證，對事物本質與現象間的關系進行親自感知。

2.3 合理創造條件進行化學實驗

現行高中化學教材中的實驗，要求教師隨堂做演示實驗或者學生自己動手做，通過課堂實驗的訓練，使學生更深刻地認識實驗儀器的使用方法及操作規范，幫助學生理解教師對實驗進行改進的意義，從而啟發學生自行設計和改進實驗。如Fe(OH)2的制備實驗，教材采用取少量新制備的FeSO4溶液于試管中，用長膠頭滴管吸少量NaOH溶液，將滴管尖端插入試管里溶液的底部，然后再慢慢擠出NaOH溶液，并認真觀察擠出瞬間及后面幾秒鐘Fe(OH)2顏色的變化。這個實驗操作起來很簡單，現象非常明顯，能激發起學生強烈的興趣。教師可追問：為什么FeSO4要新制？為什么滴管要另類操作？思考評價過后，就可以布置學生設計Fe(OH)2制備實驗更加理想的改進方案。學生通過學習和查閱資料，就會設計出各種各樣的方案。此時，教師要做好對各種方案的評價，并將近年高考對Fe(OH)2制備實驗的創新考查與學生共同討論分析。

3 結束語

新時代化學實驗教學要著眼于學生學科核心素養的發展，要引導學生改變從聽講到死記的學習程序，指導學生通過實驗操作探究化學知識、運用化學知識。教師要挖掘實驗教學內容在提升學生學科核心素養方面的獨特價值，正對實驗問題、分析問題原因，探究改進實驗，自主建構化學知識，改進學習方式，在實驗中提高學生化學實踐能力，發展學科核心素養。