促進學科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學實驗教學實踐研究

何大明

摘要：陶行知強調“教學做合一”，在核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學教學要想讓核心素養(yǎng)落地，讓化學學科核心素養(yǎng)在學習過程中得以培養(yǎng)，關鍵是要尋找到有效的教學抓手。實驗教學是化學學科的重要組成部分，化學實驗教學的學科育人功能，對應著化學學科核心素養(yǎng)的培育。文章以化學實驗教學的實踐研究為載體，探究如何通過實驗教學的優(yōu)化來促進化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關鍵詞：高中化學 核心素養(yǎng) 實驗教學 實踐研究

陶行知有一句教育名言，那就是“教學做合一”，其強調“先生的責任就是教學生學；教師的教要與學合一”。在當前核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學教學要想讓核心素養(yǎng)落地，要讓化學學科核心素養(yǎng)在學生的學習過程中得到培育，關鍵就是要尋找到有效的教學抓手。只有這樣才能讓教學做合一真正落到實處，讓核心素養(yǎng)的發(fā)展真正成為現(xiàn)實。

一、實驗是促進化學學科核心素養(yǎng)落地的重要途徑

實驗是自然科學中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要手段，實驗本身又是一個專門的學問，在傳統(tǒng)的實驗教學中，教師往往只強調“做”，但實際上實驗本身是有嚴格要求的，實驗過程也應當是培養(yǎng)實驗核心素養(yǎng)的。有研究者認為，實驗核心素養(yǎng)包括創(chuàng)新能力、信息素養(yǎng)、合作交流能力、科學態(tài)度、社會責任，同時認為在化學教學實踐中，應重視對化學實驗基本操作及其原理的理解，選擇重要案例進行充分挖掘，及時滲透轉化觀與能量觀。從核心素養(yǎng)的角度來看，實驗教學正是促進核心素養(yǎng)落地的重要途徑，具體可以從這樣幾個方面理解：首先，實驗的現(xiàn)象觀察與原理探究，對應著化學學科核心素養(yǎng)中的宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想。其次，實驗的原理確定與具體設計，對應著化學學科核心素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認知、科學精神與社會責任。最后，實驗本身就對應著化學學科核心素養(yǎng)中的實驗探究與創(chuàng)新意識。

具體說，實驗的現(xiàn)象是需要觀察的，現(xiàn)象背后的原理是需要探究的，如“探究金屬鈉的性質”知識學習過程中，學生可以觀察比較的現(xiàn)象是：（1）通常情況下金屬鈉保存在煤油中，可以觀察到金屬鈉的密度比水大、硬度不大、質軟、呈現(xiàn)出銀白色的金屬光澤；（2）空氣中的金屬鈉，當其暴露在空氣中時，鈉的切面很快變白，失去光澤；（3）金屬鈉放在蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，可以觀察到金屬鈉先融成閃亮的小球，然后發(fā)生劇烈燃燒，產生黃色的火焰并且生成淡黃色的固體；（4）實驗中金屬鈉放置在水中，鈉與水發(fā)生激烈的反應，現(xiàn)象則是鈉浮在水面上融成閃亮的小球，并且四處游動，發(fā)出“嘶嘶”聲響，溶液變成紅色（水中加入了酚酞試液）。通過實驗現(xiàn)象觀察與比較，學生自然會探究不同現(xiàn)象背后的原因，思考為什么會發(fā)生這些化學變化，同時多數(shù)學生會從守恒的角度是對實驗前現(xiàn)象進行比較、分析，而這些過程與化學學科核心素養(yǎng)中的相關表述是一致的。還可以引導學生反思為什么分這樣幾種情況去觀察實驗現(xiàn)象，驅動學生進行深入思考，并在思考的過程中走向核心素養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的化學學科核心素養(yǎng)培育策略

既然化學實驗教學有了培養(yǎng)核心素養(yǎng)的需要，那在具體的實驗教學中，就需要尋找有效的教學策略。有研究表明，高中化學實驗教學可以從培養(yǎng)學生實踐操作能力、合作學習能力、德育滲透角度培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

策略一：實驗過程中的“手腦并用”策略。

實驗是需要動手做的，但是有效的實驗又不是只動手而不動腦，手腦并用的實驗策略，既符合陶行知先生所強調的“教學做合一”，又符合化學學科核心素養(yǎng)的基本指向。在注意安全的前提下，教師可以明確實驗的目標——這里所說的明確實驗目標不一定是現(xiàn)象與原理目標，可以是探究性的目標，也就是讓學生知道瞄準哪個方向去努力，把具體的做與思考過程交給學生。這實際上是賦予了學生足夠的空間：不束縛學生的思維，但是要注意激發(fā)學生的動機，這樣學生就可以形成手腦并用的內在驅動力，從而提升實驗教學的質量。這一努力是指向核心素養(yǎng)中的關鍵能力培養(yǎng)的。

策略二：實驗過程中的“單兵、組合作戰(zhàn)”策略。

高中化學實驗內容豐富，有的相對簡單，有的比較復雜。簡單的實驗可以讓學生獨立自主完成，復雜的實驗可以讓學生合作完成，這就類似于單兵作戰(zhàn)與組合作戰(zhàn)。如果說前者是培養(yǎng)學生自主操作能力的話，那后者就是培養(yǎng)學生的合作能力。

具體可以看一個例子：“銅與濃硫酸反應”的實驗。這個實驗的目的是為了讓學生認識到銅與濃硫酸反應可以放出能夠讓紫色石蕊變紅的氣體，而反應后的生成物水溶液顯藍色，進而推理出其中有銅離子Cu2+。有教學經驗的老師都知道，這個實驗看起來簡單，但是要想完美操作卻不容易，但是如果教師完全包辦，又不利于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。因此，可以考慮這個過程交由學生去探究并完成。考慮到安全因素，可以讓學生個體或小組基于自己的思考“指揮”教師的“操作”，如果學生實驗素養(yǎng)較高，則可以讓學生自己完成。一個有意義的環(huán)節(jié)是讓學生對實驗中可能出現(xiàn)的情況進行分類，分這樣的幾種情形：

這三種情形實際上分別對應著銅過量和硫酸過量的情形，相應的實驗裝置也有所不同，而這也是學生參與實驗的重要環(huán)節(jié)。濃硫酸過量的時候，學生在實驗的過程中會分步嘗試：起初有學生將銅與冷的濃硫酸放在一起，結果發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)生反應。于是他們就改進實驗，對濃硫酸進行加熱，結果發(fā)現(xiàn)，在溫度升高的過程中，金屬銅的表面會變黑，同時還產生氣泡，生成的黑色物質進入濃硫酸之后變成了黑色的懸濁液，學生自然要思考的兩個問題就是：此時黑色的物質是什么？產生的氣泡是什么物質？而隨著實驗進一步加熱，剛剛生成的黑色物質又與濃硫酸反應，結果生成了灰白色的細小的顆粒狀物質，同時還產生了一些白煙霧……

在這樣的過程中，學生邊看邊做邊思考，是一個強度較高的動手動腦、自主合作的實驗過程，對照化學學科核心素養(yǎng)的各個要素可以發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)的落地得以保障。

三、在化學實驗與化學學科核心素養(yǎng)之間搭建橋梁

核心素養(yǎng)成為高中化學教學的重要目標，化學實驗教學必須瞄準核心素養(yǎng)來努力。盡管從理論的角度可以認為化學是以實驗為基礎的，通過實驗教學能更好地培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)。但是，從實踐的角度來看，還是需要教師改變教學理念，優(yōu)化實驗教學，只有這樣，才能切實提升學生的化學核心素養(yǎng)。

換句話說，在化學實驗與化學學科核心素養(yǎng)之間，教師要能夠搭建一個有效橋梁，真正用自己的“教”去引導學生的“學”，并在學的過程中實現(xiàn)核心素養(yǎng)的落地。陶行知說過，“先生須一面教一面學”，尤其是在核心素養(yǎng)的背景下，教師必須認識到，自己面臨著一個新生事物，需要從理論學習與實踐探索兩個角度積累經驗，這樣才能真正在實驗教學過程中，把握學生的思維過程，明確核心素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑。

參考文獻

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基金項目：本文系廣西教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度自籌經費課題（C類）“促進學科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學實驗教學實踐研究”，課題編號：2019C380。