基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)策略研究

馮榕榕 丁曉麗

摘? 要：化學(xué)這門學(xué)科是一門以實驗作為基礎(chǔ)，并能夠通過實驗直接將大部分知識體現(xiàn)的學(xué)科。考試中化學(xué)實驗部分占據(jù)的分?jǐn)?shù)比重較大，會直接影響學(xué)生的升學(xué)。故而，化學(xué)教師必須不斷進行教學(xué)方法的創(chuàng)新。通過實驗教學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獲取大量知識，然而由于受限于多方面的條件，化學(xué)實驗教學(xué)效果始終有一定不足。學(xué)科核心素養(yǎng)能有效幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)，教師教學(xué)期間應(yīng)當(dāng)合理融入學(xué)科核心素養(yǎng)，優(yōu)化原有化學(xué)實驗教學(xué)，以便推動化學(xué)實驗教學(xué)有效性的提升，確保學(xué)生學(xué)習(xí)效果與質(zhì)量得以提升。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);化學(xué);實驗教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）07-0111-03

Abstract： chemistry is a discipline based on experiments and can directly reflect most of the knowledge through experiments. The proportion of the score occupied by the chemical experiment in the exam is relatively large， which will directly affect the students' further studies. Therefore， chemistry teachers must continue to innovate teaching methods. Through experimental teaching， students can acquire a lot of knowledge. However， due to the constraints of various conditions， the teaching effect of chemical experiments has always been insufficient. The core quality of the subject can effectively help students to learn chemistry. During the teaching period， teachers should reasonably integrate into the core quality of the subject and optimize the original chemistry experiment teaching in order to promote the improvement of the effectiveness of the chemistry experiment teaching and ensure that the students' learning results and quality can be improved.

Keywords： core literacy; chemistry; experimental teaching

化學(xué)這門學(xué)科的學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)起始于基礎(chǔ)，而實驗則是化學(xué)學(xué)習(xí)、化學(xué)過程探究的重要途徑。通過實驗教學(xué)不但能使學(xué)生的觀察、分析、思考能力得到培養(yǎng)，同時也有利于學(xué)生實驗操作能力的提升，以及有利于學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)。近年來考試逐漸加大了對化學(xué)實驗設(shè)計題的重視程度，這也對學(xué)生提出了解化學(xué)實驗本身的要求，并且在與自身掌握的知識與技能相聯(lián)系的基礎(chǔ)上，類比、重組知識，通過縝密、全面的思考最終得出準(zhǔn)確的答案。對此，教師對于化學(xué)實驗教學(xué)的價值必須予以關(guān)注，不斷優(yōu)化實驗教學(xué)策略，并在與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的結(jié)合下探索更有效的實驗教學(xué)策略。

一、化學(xué)實驗中學(xué)科核心素養(yǎng)概述

作為學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)的化學(xué)實驗，在學(xué)生實踐能力培養(yǎng)中的價值十分顯著。化學(xué)實驗有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提升，是學(xué)生探究化學(xué)物質(zhì)的基本要素，而化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究、創(chuàng)新意識培養(yǎng)恰好對應(yīng)于化學(xué)實驗的培養(yǎng)目標(biāo)。實驗探究過程、方法的掌握，實驗方案的認(rèn)識、設(shè)計與優(yōu)化，無不凸顯了化學(xué)實驗在“化學(xué)實踐”中認(rèn)識論與方法論功能的重要性，化學(xué)實驗的運用同時還密切聯(lián)系了學(xué)生化學(xué)實驗素養(yǎng)和實際探究水平。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)中，提出了對學(xué)生實驗探究、創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)與發(fā)展要求，以便化學(xué)實驗的價值得以更充分的體現(xiàn)。

對化學(xué)實驗所獲取的知識而言，應(yīng)當(dāng)在宏觀和微觀及變化的研究視角、分類和模型的科學(xué)體系下，對知識進行遷移、整合，以此將化學(xué)實驗特征屬性與其本質(zhì)之間所構(gòu)建的復(fù)雜聯(lián)系客觀揭示[1]。針對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)而言，化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）中明確作出了分析，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具體體現(xiàn)了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，是新課標(biāo)下對化學(xué)學(xué)科人才培養(yǎng)要求的反映。故而，針對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以“宏觀辨識與微觀辨析”、“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”、“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等五個方面進行了歸納、總結(jié)。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求有機的結(jié)合理論知識與實驗技能，通過教學(xué)的開展推動學(xué)生正確價值觀念的養(yǎng)成，并培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)探究能力。同時，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)也提出了將化學(xué)思想觀念有效融合科學(xué)探究能力等創(chuàng)新觀念的要求，如此一來既可進一步推動學(xué)生的發(fā)展，也為教師教學(xué)的開展予以一定指導(dǎo)。

二、化學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀

（一）教師對實驗重視程度有所不足

傳統(tǒng)應(yīng)試教育思想對大部分化學(xué)教師造成的影響十分嚴(yán)重，他們對學(xué)生的成績過度關(guān)注，在有限的課程時間安排下，為了提高學(xué)生化學(xué)成績，通常僅是將知識點及習(xí)題作為重點講解內(nèi)容，往往忽略了化學(xué)實驗課程，即便開展了實驗也基本是教師演示，學(xué)生難以對相應(yīng)的化學(xué)知識有所了解，化學(xué)實驗步驟與實驗結(jié)果才是他們所收獲的知識[2]。因此，這類以理論取代實驗的教學(xué)方式缺乏科學(xué)性，難以推動學(xué)生的成長。而個別化學(xué)教師在實驗開展期間，要求學(xué)生實驗的開展以自身涉及的步驟為依據(jù)進行，而這也就導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)新能力受到限制，無法實現(xiàn)思維能力的培養(yǎng)。

（二）問題分析和解決能力有所欠缺

化學(xué)實驗教學(xué)期間，應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合課本理論知識進行。化學(xué)實驗教學(xué)有利于學(xué)生抽象思維能力和邏輯思維能力的培養(yǎng)，是教學(xué)的重要組成之一，能夠幫助學(xué)生對問題深入分析并妥善解決。然而，化學(xué)實驗教學(xué)過程中，“動態(tài)化”教學(xué)模式普遍欠缺，教師對學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)中實驗教學(xué)的重要性認(rèn)識不足，基本是以理論知識講解為主，對實驗過程和結(jié)果進行分析的能力不足，缺乏思維訓(xùn)練，最終也就無法有效提升學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。

（三）能力培養(yǎng)評價指標(biāo)缺乏完善性

在評價任意學(xué)科教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力時，考核是一個極為重要的成分。而在現(xiàn)行教育下，學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的考核也是一個必須予以高度重視的任務(wù)。通過培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，并借助考核對其知識接受水平進行考核[3]。然而，我國現(xiàn)有教學(xué)期間，缺乏與核心素養(yǎng)有關(guān)的評價體系，評價指標(biāo)尚未明確指定，也就難以對學(xué)生綜合能力予以有效判斷，教學(xué)結(jié)論及個別問題的存在也就難以真正發(fā)現(xiàn)。

三、基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)策略

（一）不斷完善化學(xué)實驗教學(xué)

化學(xué)實驗教學(xué)能夠顯著提升學(xué)生各方面的能力，學(xué)生在實驗開展過程中通過實踐操作，能夠更深刻的理解化學(xué)知識，了解化學(xué)公式與原理的緣由。因此，化學(xué)教師對于實驗課教學(xué)必須保持端正的態(tài)度，高度重視，確保學(xué)生通過化學(xué)實驗學(xué)習(xí)能夠收獲真正的知識。而教師要想提高化學(xué)實驗教學(xué)的質(zhì)量，下述兩個問題是教學(xué)中必須著重關(guān)注的。

其一，組織學(xué)生進行實驗前，首先需要明確實驗?zāi)康模咨坡鋵崒嶒炑菔尽嶒炑菔镜暮锰幹饕瑑蓚€方面，一方面為學(xué)生在觀看教師的實驗演示之后，能夠直觀地了解實驗步驟和實驗現(xiàn)象，能夠較好的指導(dǎo)學(xué)生后續(xù)的實驗操作[4]。另一方面，化學(xué)實驗內(nèi)容大部分都含有危險性，教師倘若在教學(xué)個別具有極高危險性的實驗時，可選擇性放棄學(xué)生自行實驗的教學(xué)方法，轉(zhuǎn)為要求學(xué)生對自己的演示實驗認(rèn)真觀察，通過手把手的演示教學(xué)，也能發(fā)揮良好的教學(xué)效果，幫助學(xué)生牢牢記住實驗中出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)。如在“鈉與水的反應(yīng)”這一實驗教學(xué)過程中，教師首先需將鈉與水之間化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生原理告知學(xué)生，隨后在實驗器材的運用下將實驗演示給學(xué)生觀看，并為學(xué)生說明每個實驗操作步驟中的注意事項。

其二，規(guī)范學(xué)生實驗操作，認(rèn)真記錄實驗流程。要想確保實驗安全與成功，規(guī)范的操作是必不可少的，而之所以要將實驗記錄認(rèn)真落實，是為方便實驗完成后歸納總結(jié)實驗過程，將所需的實驗結(jié)論順利得出。具體來說，應(yīng)當(dāng)入手于細節(jié)對學(xué)生的實驗操作進行規(guī)范，促使學(xué)生養(yǎng)成細心、認(rèn)真的習(xí)慣。如實驗儀器位置擺放、使用方法至實驗步驟流程等，需將較為規(guī)范的要求提給學(xué)生。

（二）合理落實化學(xué)實驗，激發(fā)學(xué)生興趣

教師不但需要將課本理論知識傳授給學(xué)生，同時也承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的重任。課堂教學(xué)期間，對教師的實驗演示和學(xué)生實驗之間，無需明確進行區(qū)分，教師可演示、講解個別復(fù)雜且危害的實驗，而學(xué)生則可進行模仿，或是對該實驗如何改進展開討論，使該實驗教學(xué)的效果得以最佳。

如在濃氨水的鑒別中，基本都是用蘸取了濃鹽酸的玻璃棒靠近氨水時會有大量白煙產(chǎn)生進行的。由于氨氣直接釋放至大氣中會有一定的毒性產(chǎn)生，在實驗改進之后，可用兩只大試管分別盛裝濃氨水和濃鹽酸，采用止水夾夾住的橡皮管朝著裝有雙孔塞的燒瓶中引入，實施白煙實驗，僅需將止水夾打開之后，氨氣、氯化氫便可沿著橡膠管朝著燒瓶轉(zhuǎn)移，通過燒瓶會發(fā)現(xiàn)有大量白煙產(chǎn)生。教師可將此類實驗交由學(xué)生自行設(shè)計，僅需提供一定的指導(dǎo)。

又如化學(xué)實驗中有一個是與反應(yīng)物量多少問題相關(guān)：偏鋁酸鈉溶液與鹽酸溶液反應(yīng)。對于這個實驗，教師可要求學(xué)生自行展開探究，將鹽酸溶液逐滴加入偏鋁酸鈉溶液中，大量白色膠狀沉淀會立即產(chǎn)生于溶液內(nèi)，再次將鹽酸滴加至過量后，會逐漸溶解白色沉淀且最終消失。反之，若是將偏鋁酸鈉滴加至鹽酸中，那么溶液一開始不會生成白色沉淀，而過量滴加偏鋁酸鈉之后，溶液內(nèi)逐漸才會有白色沉淀產(chǎn)生，且不消失、不溶解。同樣的實驗由于試劑的不同添加順序而會有完全不同的實驗現(xiàn)象產(chǎn)生，隨后教師可引領(lǐng)學(xué)生對實驗結(jié)果展開交流、討論，圍繞探究的目的將學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性調(diào)動，原本枯燥的理論知識逐漸具備了趣味性，再加上教師將演示實驗交給學(xué)生自行設(shè)計的緣故，也可實現(xiàn)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。

（三）著重關(guān)注學(xué)生觀察力的培養(yǎng)

實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)，所有理論都是依托觀察和分析實驗現(xiàn)象建立的，甚至有個別化學(xué)是偶然發(fā)現(xiàn)的，然而若是神經(jīng)不夠敏感，觀察力不夠優(yōu)秀，且未對這類變化細心記錄，那么這些偶然就記憶模糊，后續(xù)發(fā)現(xiàn)也不可能存在[5]。因此，每一個化學(xué)的發(fā)現(xiàn)都是發(fā)現(xiàn)者長期觀察、不斷累積經(jīng)驗之下養(yǎng)成的。當(dāng)教師著重關(guān)注學(xué)生觀察力的培養(yǎng)之后，學(xué)生會逐漸養(yǎng)成專注微小事物的能力。如實驗教學(xué)期間，不再要求學(xué)生照著課本念，而是引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行描述。在學(xué)生并不了解情況的基礎(chǔ)上開展實驗，對實驗過程中的細微變化進行描述，如此既實現(xiàn)學(xué)生觀察力的培養(yǎng)，也會使他們不放過實驗中的任何“意外”。同時，當(dāng)學(xué)生能夠做到細心之后，也會將不必要的錯誤避免，有利于學(xué)習(xí)自信心的逐漸累積，最終推動化學(xué)學(xué)習(xí)成果的提升。

如在“乙烯的加成反應(yīng)”學(xué)習(xí)過程中，教師可要求學(xué)生入手于“乙烯會導(dǎo)致溴的四氯化碳溶液褪色”的宏觀現(xiàn)象，將乙烯與溴的四氯化碳溶液會有反應(yīng)產(chǎn)生推斷出來;隨后，立足于乙烯與溴的分子結(jié)構(gòu)上對該反應(yīng)機理進行分析、理解，同時將乙烯與溴加成反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出來，并對乙烯與水、氫氣和鹵化氫之間相同的加成反應(yīng)進行推測。此類教學(xué)對宏微結(jié)合十分注重，原本冰冷抽象的化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化成了具有“靈魂”的宏微結(jié)合載體，學(xué)生在學(xué)習(xí)時屬于意義豐厚的建構(gòu)活動，無需死記硬背。如此一來，也就能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的“宏觀辨識與微觀探析”素養(yǎng)。

（四）強調(diào)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的培養(yǎng)

化學(xué)實驗教學(xué)與學(xué)科核心素養(yǎng)中，探究能力的地位十分重要，故而教師應(yīng)當(dāng)著重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，幫助學(xué)生在化學(xué)實驗過程中能夠達到更顯著的學(xué)習(xí)效果。教師在實驗教學(xué)期間，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生提出問題，圍繞問題進行相關(guān)化學(xué)資料的搜尋，并假設(shè)實驗步驟，細致觀察實驗過程，確保實驗的開展具有科學(xué)性。具體來說，教師可要求學(xué)生自行進行實驗方案的設(shè)計，對實驗現(xiàn)象與結(jié)果預(yù)測，并在完成實驗后及時總結(jié)、分析并評價實驗結(jié)果。通過此類方式，對學(xué)生的實驗探究能力進行培養(yǎng)，落實學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

如在“苯的分子結(jié)構(gòu)中是否有碳碳雙鍵存在”進行探究時，教師可在“發(fā)現(xiàn)探究式”教學(xué)模式的運用下，通過問題情境的構(gòu)建引導(dǎo)學(xué)生將問題發(fā)現(xiàn)，并依托實驗探究將問題解決[6]。具體流程為：第一，引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)。通過對苯樣品及分子結(jié)構(gòu)模型的觀察，將“苯的分子結(jié)構(gòu)中是否有碳碳雙鍵存在？”這一問題引出;第二，猜想與假設(shè)。以苯的分子結(jié)構(gòu)模型及結(jié)構(gòu)簡式為根據(jù)，對其分子結(jié)構(gòu)中是否有碳碳雙鍵存在進行猜測;第三，制定計劃。設(shè)計苯與酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液的反應(yīng);第四，實驗開展。將苯分別滴入裝有少量酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液的試管內(nèi)，振蕩、靜置后，對管內(nèi)液層顏色進行觀察;第五，證據(jù)收集。酸性高錳酸鉀溶液、溴的四氯化碳溶液在苯的作用下并不會褪色;最后，推理與結(jié)論。苯的分子結(jié)構(gòu)并碳碳雙鍵并不存在。

（五）強調(diào)學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的培養(yǎng)

化學(xué)實驗教學(xué)期間，時常有實際實驗現(xiàn)象不符合預(yù)測實驗現(xiàn)象或理論知識的情況出現(xiàn)，“變化觀念”這一哲理便蘊含在其內(nèi)。教師應(yīng)當(dāng)將這類現(xiàn)象靈活抓住，引導(dǎo)學(xué)生積極地開展思考、討論，在提問、解疑并總結(jié)后，完成知識的掌握。

如在光照條件下甲烷與氯氣的取代反應(yīng)中，學(xué)生依據(jù)正確的實驗步驟與方法進行操作之后，會有下述現(xiàn)象產(chǎn)生：其一，試管內(nèi)液面逐漸上升;其二，試管內(nèi)黃綠色逐漸變淺;其三，試管內(nèi)壁會生成黃色油滴。當(dāng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象之后，會有學(xué)生詢問：甲烷與氯氣反應(yīng)生成的為無色油狀液體的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，但是此處的油滴為什么是黃色的呢？此時教師可將相關(guān)知識適時告知學(xué)生：三氯甲烷和四氯甲烷屬于有機溶劑，氯氣難溶于水卻易溶于有機溶劑。結(jié)合教師提供的知識，學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)三氯甲烷、四氯甲烷中溶解了氯氣之后油滴會變成黃色。隨后，教師可再次將新的實驗問題提出：若是以飽和食鹽水取代水槽中的水，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？此類現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？學(xué)生此時會爭先投入實驗中，通過觀察得知水槽中析出了白色晶體，會對其原因積極思考。而教師可再次將相關(guān)知識適時告知學(xué)生：飽和食鹽水有一個沉淀溶解平衡存在。隨后，引導(dǎo)學(xué)生站在平衡移動角度進行分析，即可將正確答案順利獲取。盡管此類實驗操作極為簡單，然而不斷變化的實驗現(xiàn)象卻有利于學(xué)生感性認(rèn)識變化觀念和平衡思想，有利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（六）重視學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的培養(yǎng)

化學(xué)實驗教學(xué)中，教師依托模型認(rèn)知能夠以具體取代抽象、以簡單取代復(fù)雜、以淺顯取代深奧，幫助學(xué)生深刻理解、充分認(rèn)識具體事物的本質(zhì)屬性或復(fù)雜聯(lián)系。

如在“原電池”中，能夠很好的體現(xiàn)出證據(jù)推理和模型認(rèn)知。教師在組織學(xué)生進行實驗中，在稀硫酸中將銅絲接觸鋅粒后，會有大量氣泡產(chǎn)生在銅絲表面，此時學(xué)生的好奇心、求知欲會受到激發(fā)，教師再適時引導(dǎo)學(xué)生對“氫離子移動至銅絲方向，得到電子形成氫氣，表明銅絲有電子存在，那么銅上面的電子是鋅失去的電子轉(zhuǎn)移而來的嗎？”學(xué)生在該疑問下開展實驗、收集證據(jù)，通過驗證將結(jié)論得出，即可將“原電池”概念形成。實質(zhì)上，猜想驗證便是證據(jù)推理的科學(xué)思維過程。隨后，教師可再次引導(dǎo)學(xué)生以石墨取代銅片、以乙醇取代稀硫酸再次開展實驗，并以此為基礎(chǔ)進行原電池工作原理模型的建構(gòu)，幫助學(xué)生對原電池形成條件進行了解，并詢問學(xué)生“如何判斷裝置是否為原電池”。學(xué)生依托模型認(rèn)知，通過判斷電極、閉合回路、電解質(zhì)溶液等，便可對裝置是否為原電池作出準(zhǔn)確判斷，如此即可將問題順利解決。

四、結(jié)束語

學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前化學(xué)實驗教學(xué)期間必須予以高度重視的任務(wù)，在對上述分析的化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀的綜合之下，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)提升中核心素養(yǎng)的重要性，能夠明確指引學(xué)生的全面發(fā)展。現(xiàn)階段下的化學(xué)實驗教學(xué)，應(yīng)當(dāng)對教學(xué)過程予以重視，以學(xué)生學(xué)習(xí)特點為根據(jù)，在與教育發(fā)展改革趨勢相順應(yīng)之下，創(chuàng)新思維模式，由動態(tài)化教學(xué)取代靜態(tài)化教學(xué)，推動學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，實現(xiàn)全面發(fā)展。

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