“素養(yǎng)為本”的高中化學(xué)課堂實驗教學(xué)改進研究

羅銀先 馮文俊 鄭柳萍

摘 要 化學(xué)課堂的實驗教學(xué)是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的一條重要渠道。教師要提高認識，積極創(chuàng)造條件 ，在課堂上做好演示 并指導(dǎo)學(xué)生實驗，增加、補充及改進實驗，融合現(xiàn)代信息技術(shù)，著力培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、動手、操作、實踐和創(chuàng)新能力，促進 學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

關(guān) 鍵 詞 素養(yǎng)為本;高中化學(xué);課堂實驗;教學(xué)改進

化學(xué)作為一門自然科學(xué)要以實驗為基礎(chǔ)。人類 從認識自然到改造世界，從發(fā)現(xiàn)物質(zhì)到制造合成新的 化學(xué)物質(zhì)，都與化學(xué)實驗密切相關(guān)。《普通高中化學(xué)課 程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”）提出：“化學(xué) 實驗對發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有獨特的價 值”。^[1]本文從“素養(yǎng)為本”的教學(xué)視角出發(fā)，探究高中 化學(xué)應(yīng)如何做好化學(xué)課堂實驗，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科 核心素養(yǎng)。

一、更新觀念，提高對化學(xué)課堂實驗重要性 的認識

新課標要求：教師要重視開展“素養(yǎng)為本”的課堂 教學(xué)，在課堂上努力創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，認真開展 好以化學(xué)課堂實驗為主的多種探究活動，培養(yǎng)學(xué)生學(xué) 習(xí)化學(xué)的興趣、實踐能力和創(chuàng)新精神。^[1]但是，目前有 相當(dāng)部分教師罔顧指導(dǎo)意見與新課標的精神，不重視 化學(xué)課堂實驗，減少課堂實驗或口述講解實驗，或只 在網(wǎng)上下載實驗錄像來讓學(xué)生看。課堂上學(xué)生親自 做化學(xué)實驗的機會越來越少，學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣在下 降。^[2]教師的這些觀念和做法，不利于學(xué)生實驗?zāi)芰?的培養(yǎng)。化學(xué)實驗?zāi)芰⒃趯W(xué)習(xí)者的直接經(jīng)驗上， 它有別于抽象的學(xué)科知識、原理，它必需通過教師的 演示和學(xué)生的動手實驗才能獲得。直接經(jīng)驗的深刻 意義在于，學(xué)習(xí)者通過直接認識各種儀器，掌握各種 實驗儀器的使用方法、使用功能和化學(xué)實驗基本操 作，提高了動手能力;通過如實記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 及后期對數(shù)據(jù)的處理，形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和良 好的實驗習(xí)慣;通過直觀的實驗現(xiàn)象，建構(gòu)起學(xué)習(xí)者 對化學(xué)知識的解釋，使學(xué)習(xí)者自覺地遵守實驗規(guī)則， 養(yǎng)成實驗安全與環(huán)境保護意識、規(guī)則意識。說到底， 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學(xué)習(xí)者具有證據(jù)意識，實 驗本身不等于核心素養(yǎng)的發(fā)展，但它可以給學(xué)習(xí)者提 供最直接的“證據(jù)”，是核心素養(yǎng)發(fā)展的重要渠道，不 可或缺。

二、創(chuàng)造條件，開齊開足教材中的所有實驗 現(xiàn)行高中化學(xué)教材中的實驗，要求教師隨堂做演 示實驗或者學(xué)生自己動手做，通過課堂實驗的訓(xùn)練， 使學(xué)生更深刻地認識實驗儀器的使用方法及操作規(guī) 范，幫助學(xué)生理解教師對實驗進行改進的意義，從而 啟發(fā)學(xué)生自行設(shè)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FeS04溶液于試管中，用長膠頭滴管吸少量NaOH 溶液（用加熱煮沸過的冷蒸餾水配制），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（OHL顏色的變 化。這個實驗操作起來很簡單 ，現(xiàn)象非常明顯 ，在課 堂上曾引起轟動，激發(fā)起學(xué)生強烈的興趣。教師可乘 勝追問：為什么FeSO4要新制？為什么NaOH溶液要 用加熱煮沸過的冷蒸餾水配置？為什么滴管要另類 操作？如何才能做到Fe（OH）2的“真面目”能比較長時 間地保持？ 思考評價過后，就可以布置學(xué)生設(shè)計 Fe（OH）2制備實驗更加理想的改進方案。學(xué)生通過學(xué) 習(xí)和查閱資料，就會設(shè)計出各種各樣的方案。此時， 教師一定要做好對各種方案的評價，并將近年來高考 對Fe（OH）2制備實驗的創(chuàng)新考查與學(xué)生共同討論分 析。可想而知，若沒有認真做好教材中的Fe（OH）2制 備實驗，就沒有辦法順利地設(shè)計出好的實驗裝置，對 Fe（OH）2制備及性質(zhì)的理解也就不那么到位。換言之， 化學(xué)課堂實驗及背后的實驗裝置，實驗裝置背后的改 進意圖，要展開成一個完整的鏈條，讓學(xué)習(xí)者順著教 師搭建的鏈條一步一步從頭走到尾，去落實“科學(xué)探 究與創(chuàng)新意識”。把實驗開足開齊是為學(xué)習(xí)者提供了 “發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題”的前提。

三、增補實驗，更好地解釋相關(guān)原理，增加趣 味性

如蘇教版《化學(xué)1》中對Na？。？的性質(zhì)，只在資料卡 中提出，Na2O2是一種淡黃色固體粉末，與H2O反應(yīng)生 成NaOH和O₂，與CO₂反應(yīng)生成Na2CO₃和0₂。這樣的 描述比較簡潔，但較為生硬，忽視了學(xué)習(xí)者的認知規(guī) 律，所以學(xué)生很難記住這兩個化學(xué)反應(yīng)方程式。但是 如果增加Na2O2與水和NazO？與CO？反應(yīng)的趣味實驗， 那么效果完全不同。用脫脂棉包住少量Na？O2固體粉 末，放在蒸發(fā)皿中，然后通過長膠頭滴管往脫脂棉上 滴幾滴水（或者通過長玻璃導(dǎo)管往脫脂棉上緩緩吹 氣），都會很快觀察到脫脂棉著火燃燒。按學(xué)生已有 知識，水和CO？都可以用于滅火，但這個實驗分別是 “滴水生火”“吹氣生火”，接著引導(dǎo)學(xué)生分析原因，感 受生成氧氣以及放熱反應(yīng)，并書寫化學(xué)反應(yīng)方程式， 讓實驗過程與原理更加貼合，能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn) 象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

四、改進實驗，使實驗更簡單易行，突顯實驗 效果

教師改進教材中的實驗，對學(xué)生有很強的模仿示 范作用。有時即便是簡單的改進，也會發(fā)揮出神奇的 效果。雖然談不上高大上，但對其他同行來說易仿易 學(xué)，非常有價值。

圖1 Na₂CO₃與NaHCO₃的熱穩(wěn)定性比較 如蘇教版《化學(xué)2》中做乙醇的催化氧化實驗時， 將裝有少量無水乙醇的試管，置于50紀左右的熱水浴 中，然后將加熱的鋼絲迅速插入乙醇中，重復(fù)操作幾 次，觀察鋼絲顏色的變化及最后乙醇氣味的變化。這 個實驗可以改成不用水浴加熱無水乙醇，將銅絲加熱 后直接懸空在試管中無水乙醇的液面上方5mm處，不 但可以觀察到銅絲顏色和聞到乙醇氣味的變化，還可 以感受到利用灼熱的銅絲使乙醇揮發(fā)，實驗時間也 短。此實驗還可以改成將銅絲在酒精燈火焰內(nèi)外焰 間移動，觀察到銅絲顏色變化和感受酒精燈燃燒時內(nèi) 外焰的酒精燃燒充分情況。

再如，在討論Na₂CO₃與NaHCO₃的熱穩(wěn)定性時，可 用“套管實驗”來改進（如圖1）。甲為NaHCOj，乙為 Na？CO3，加熱后可觀察到，A燒杯中出現(xiàn)氣泡后，B燒 杯中才接著出現(xiàn)氣泡，A燒杯中氣泡減少，但最后只 有B燒杯中的澄清石灰水會變渾濁;同時小試管中內(nèi) 壁出現(xiàn)小液滴，棉花球中包裹的無水CuSO4粉末變藍 色。如此改進，對比性更強，同時更進一步認識實驗 儀器并創(chuàng)新使用，從而激活學(xué)生的創(chuàng)新精神，大膽地 去改進實驗，使實驗現(xiàn)象更加直觀，現(xiàn)象更加明顯^[3]。

五、融合技術(shù)，為課堂實驗增添活力

現(xiàn)代信息技術(shù)在化學(xué)課堂實驗教學(xué)中的應(yīng)用不 斷發(fā)展，與化學(xué)課堂實驗教學(xué)的融合日益深入。當(dāng) 前，電子白板、交互式觸控一體機、手持技術(shù)、數(shù)碼顯 微技術(shù)、手機等各種拍照技術(shù)等應(yīng)用逐漸熟練，教師 應(yīng)積極創(chuàng)造條件融合這些先進技術(shù)，讓技術(shù)的直觀性 和形象性服務(wù)于課堂實驗教學(xué)。如應(yīng)用數(shù)碼顯微鏡 觀察鋼鐵的吸氧腐蝕過程，或應(yīng)用延時攝影技術(shù)在短 短幾分鐘內(nèi)呈現(xiàn)需幾天時間反應(yīng)才有較明顯現(xiàn)象的 鋼鐵的吸氧腐蝕過程。將反應(yīng)時間較長、平時課堂難 于完成的實驗，采用這些先進的信息技術(shù)展示給學(xué) 生，推動學(xué)生根據(jù)宏觀現(xiàn)象進行微觀探析。

綜上所述，化學(xué)課堂實驗是在新課標背景下的一 種以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)活動，而這種活動的實質(zhì)是 教學(xué)范式變革，教師綜合運用實驗方法技能，有機結(jié) 合教材的知識與方法，創(chuàng)造條件優(yōu)化課堂實驗教學(xué)， 培養(yǎng)觀察、思考、動手、操作、實踐和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生 感受到化學(xué)世界的魅力。

參考文獻：

[1] 教育部.普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）[S].北 京：人民教育出版社，2018.

[2] 魏書彬，陳加柱.淺議高中化學(xué)實驗教學(xué)的問題與對 策[J]化學(xué)教學(xué)，2015（11）.

[3] 羅銀先.發(fā)揮化學(xué)實驗優(yōu)勢培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識[J]福 建教育學(xué)院學(xué)報，2003（9）.

（責(zé)任編輯：張賢金）