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實驗教學是高中化學教學的重要組成部分,有效的實驗教學,有助于學生學習和理解理論知識,有助于學生構建完整的化學知識體系,有助于提高學生的動手能力,還有助于培養學生的科學精神、探索精神、推理能力、創新能力及實事求是的品質等。這些能力和品質都屬于學生應具備的化學學科核心素養的范疇,因此,在高中化學教學中,教師可以借助實驗教學來培養學生的核心素養,而這也體現出了化學學科在培養學生核心素養方面的優勢。在本文中,筆者結合自己的教學實踐和研究,探討了在核心素養指導下開展高中化學實驗教學的方法,希望可以給廣大同行提高一些教學參考。
相對于化學理論知識,實驗更能夠激發學生的學習興趣,而且可以讓他們通過親身實踐來直觀地感受某些化學現象、理解某些化學概念和原理。另外,如果教師只讓學生按照教材內容,按部就班地操作實驗,學生對化學實驗的認知和探究也只能停留在操作層面,不能真正探究和理解化學實驗的原理和科學規律。古人云:“凡事預則立,不預則廢?!睂嶒灢僮鞲侨绱耍瑢W生明確了實驗的目的,才能能清楚地指導要通過實驗解決什么問題,只有真正理解了實驗目的,才能進行更加深入的思考和探索。因此,在高中化學教學中,教師可以鼓勵學生自主設計實驗,這樣做能使學生有目的地去探究和分析問題,以及進行總結,對培養他們的探究精神、創新意識及實驗能力有積極的促進作用。
例如,多種化學元素混合到一起會產生奇特的化學反應,但有的化學反應,教材中沒有收錄或只用一兩句一帶而過,這種情況下,化學教師可以鼓勵學生去嘗試自主設計一些安全的化學元素,并讓他們用這些安全無害的化學元素來進行實驗。再如,教學“氧化反應”這一內容時,教師可以先為學生示范碘離子與濃硫酸溶液的反應,并分析碘離子的還原性特點,之后,教師鼓勵學生以碘氧化性為依據,自行設計碘與亞硫酸鈉實驗,并讓學生根據溶液顏色變化,解釋各步現象,嘗試寫出離子反應方程。這樣的學習任務或實踐活動,能夠激發學生的學習興趣和探究熱情,能夠培養學生的創新精神,還能讓他們復習和鞏固已學知識,可謂一舉多得。
宏觀辨識和微觀探析是從不同的角度、不同的層面來觀察具體的物質或現象,進而對物質或現象的特點、本質、結構,以及相互轉化關系等有清晰的認知。這些不僅有助于學生從不同思維角度學習和理解抽象的化學概念、反應原理,還是學生應當具備的能力和素養?;瘜W學科在培養學生宏觀辨識和微觀探析能力方面有著得天獨厚的優勢,比如,每一項化學元素都可以從不同的角度來分析,既可以按原子、分子來分類,也可以按照類型來劃分,還可以按照安全性來分類,而且從每一個角度來看,每個化學元素都有其與眾不同的定位。因此,在高中化學教學中,教師可以借助實驗來讓學生觀察各個元素有哪些特性,以及不同的物質分別是由哪些元素構成的。
例如,教學高中化學必修一中“離子反應”這一節內容是,教師可以讓學生通過離子反應實驗觀察鹽、酸、堿等物質在水溶液中的電離反應,然后讓他們根據反應的現象和結果,分析出這幾種元素各自獨有的性質和結構,進而加深對這幾種元素的認知。在這樣的實驗教學中,教師先帶領學生從宏觀層面對不同的化學元素進行分類,然后讓學生從微觀方面分析出各個元素的性質、結構等,不僅使學生更立體地理解和掌握了這些元素的特性,還促進了他們概括能力、分析能力的提高。
化學實驗教學的目的不僅僅是讓學生掌握操作技能,更重要的是讓學生真正理解和運用化學概念、反應原理等理論知識,同時培養學生的動手能力、探究能力和創新精神。再加上化學實驗過程中包括的內容較多,涉及實驗器材、實驗步驟、注意事項、實驗總結,以及相關的理論知識,等等。比如,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。因此,在學生操作完化學實驗后,教師應當及時引導學生對實驗教學的內容進行復習,尤其是一些化學物質的性質,學生容易遺忘和混淆,跟需要教師的提醒和引導。例如,教師可以讓學生解釋證據與結論之間的關系,還可以為學生留一些課后問題,讓學生利用課下時間對實驗教學的內容進行思考與記憶,這樣就能夠讓學生及時對所學知識進行有效的鞏固,進而提升化學實驗教學的整體性和有效性。
綜上所述,在高中化學實驗教學中,學生能夠獲得更多的獨立思考、自主探究、合作學習的機會,而且他們在學習知識、探究實踐、操作實驗的過程中能夠養成科學的思維習慣,能夠形成較為系統的知識體系,能夠培養創新精神、提高實踐能力。因此,教師要積極探索開展高中化學實驗教學的有效方法,進而促進學生學科核心素養的提升。