學科核心素養視角下的高中化學創新實驗教學研究

蔡齊心

【內容摘要】隨著社會的發展與進步，國家對于教育改革創新的支持力度也是在不斷地增加，傳統化學課堂的知識教學模式越來越不能滿足學生學習的需求，在新課改的背景下，化學教學創新與改革已成必然趨勢。本文筆者將針對高中化學學科核心素養的內涵以及實驗教學的創新原則進行合理化的分析，并提出相關的教學策略。

【關鍵詞】核心素養 ?高中化學 ?內涵 ?原則 ?策略

化學作為一門實用性、實驗性很強的學科，它不僅是高中階段教學的核心科目之一，更是培養學生觀察與思考、分析與實驗、探究與創新能力的重要舉措，從目前教育的整體形勢分析，傳統的教學方式無論是教學思維，還是教學方式，都很難滿足基本的教育需求。在素質教育的背景下，學科核心素養的培養是教育的核心內容之一，要想實現高中化學教學的全面創新，作為化學教師，不僅要全面地認識化學學科素養的內涵，從實際出發，為學生設計更為合理化的教學方式，實現學生綜合素養的提升。

一、高中化學學科素養的內涵概述

1.宏觀辨識與微觀探析

對于化學來講，它不僅整體地介紹了物質的分類，而且還反映了物質在不同環境下的不同變化。那么，在化學實驗的學習上，學生就需要有一個敏捷的洞察力，無論是物體形態、顏色等方面宏觀的辨識，還是元素、粒子、物質構成等微觀的探析，這都是化學學科素養的基本內涵之一。

2.變化觀念與平衡思想

從化學本身分析，物質是運動、變化的，而變化不是隨機的，是具有一定的條件性和規律性的①。因此，學生在對于化學的認識時，要時刻保持一個發展的心態，全面的認識到化學實驗的變化中有新物質的產生，就有舊物質的滅失，而且學生在進行化學實驗的過程中，要從多角度進行動態化的分析。所以說，變化理念與平衡思想也是化學學科的核心素養之一。

3.證據推理

對于化學實驗來講，具有很強的實踐性，正所謂：“實踐是檢驗真理的唯一標準。”那么，對于化學學科素養的認知，我們就不能單純地局限在生活經驗和無規律猜測上，而是需要對生活進行全面的觀察，整理相關的理論和資料進行合理化的論證推理，即從建立觀點到設計實驗過程再到得出論證結論的過程，這樣學生才能在不斷的學習中認識結論與證據之間存在的關聯性，對化學實驗形成一個系統化的認知，真正地揭示現象的本質和規律。

4.科學探究與創新意識

我們現在所熟知的化學理論和知識不是與生俱來的，而是通過前人不斷地猜想、發現、探究而得出的，這就在很大的程度上印證了化學學科的探究性。那么，從化學學科素養上的分析，就是讓學生在學習中逐漸地形成一個從發現問題到提出問題，到設計探究方案，再到實驗探究的過程，在探究中，不僅是學生思維培養的過程，更是學生認識拓展和創新的過程②。所以說，科學探究和創新思維亦是化學學科的素養之一。

5.科學精神與社會責任

化學與生活生產具有密切的聯系性，它給人們帶來巨大福祉的同時，也存在很多的安全風險，更是隨著社會的發展而變化的。所以說，在對于化學學科的學習時，不僅需要學生具有嚴謹求實的科學態度，還需要學生具有探索未知、崇尚真理、綠色環保的意識，更需要學生能夠借助于所學知識解決生活的問題，實現化學社會、生活價值的最大化發揮。

二、學科核心素養視角下的高中化學創新實驗教學策略分析

對于化學實驗來講，對于實驗教學的創新，不僅要緊密地聯系生產、生活，更需要聯系學生的學習、認知能力，這樣才能保證化學實驗教學的有效性提升，進而為學生滲透相關的化學學科素養，提升學生的綜合素養。以下筆者將對此進行詳細分析。

1.以生活實踐為載體，培養學生良好的觀察和探究能力

化學與生活一直存在密不可分的聯系性，化學源于生活又運用于生活，在基本的實驗教學中，若教師將生活元素與化學實驗知識相結合，一方面，可以引導學生更深入地認識生活，培養學生對生活良好的觀察能力，另一方面，還可以消除學生對于化學學習的陌生感與疏離感，提升學生的學習體驗，讓學生感受學習化學的快樂。

例如：在《金屬材料》這一部分的學習時，如何才能讓學生對金屬的分類和特性通過生活進行了解呢？在對于實驗的設計上，就是要通過社會調研、探究進行認識，首先讓學生對生活中常用的金屬進行觀察，如：農用的鐵鍬、家用的鋁鍋、電線線路的銅線、錫等等;然后讓學生根據相關材料的用途對金屬的特性進行分析，如：銅的良好導電性和耐用性、碳可以增加鐵的硬度等等。通過這樣的觀察實驗，有助于學生思考、觀察、探究能力的培養，有助于學生對于相關知識的記憶程度加深。

2.宏觀與微觀相結合，開展化學實驗教學

高中化學的教學中，微觀與宏觀相結合是其教學的重要方式之一，宏觀的具體表現就是化學實驗中的具體現象，而微觀則是代表化學反應的方程式等知識。在實際的教學中，教師在進行實驗開展時要注重微觀與宏觀的結合，利用化學實驗幫助學生加深對化學內容的理解和認識，了解宏觀現象與微觀變化之間的聯系，提升學生化學理解能力和培養學生化學思維。

例如：在《鈉及其化合物》這一部分的學習時，傳統的教學中，教師就是為學生展示鈉的形態和燃燒時的現象，讓學生對于相關的方程式以及實驗的步驟進行機械化的記憶，這樣的教學中，學生的學習完全喪失主動性，而且思維也會受到限制，不利于學生學習視野的拓展。因此，在實際的教學中，應注重微觀與宏觀相結合，即在實驗之前要以問題為介入點，讓學生根據實驗的過程對相關物質進行猜測，如：鈉與水是否產生化學反應？那么化學反應中會產生哪些物質？這樣，學生的實驗興趣就會得到一定的提升。然后教師讓學生自主的進行實驗，將一小塊金屬鈉放入水中，學生就會發現水中有氣泡產生，用試管將氣體收集，然后靠近酒精燈點燃，當有輕微爆鳴聲，那樣就從側面驗證了鈉與水反應會產生H2，那么學生就會得出鈉與水化學反應的方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，這樣的教學中，學生對于實驗的步驟和記憶都會得到加強。再如：學習鐵的氫氧化物時，向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，過一段時間后還會有紅褐色物質生成。傳統的教學中，學生是很難理解到過渡態灰綠色物質是什么？為什么它不是 Fe（OH）2部分被氧化成Fe（OH）3后的物質？這時可以引導學生思考并動手實驗論證：（1）用白色和紅褐色的顏料按不同比例混合，結果只會出現淺紅、紅色、紫色等顏色，但不會出現灰綠色;（2）取適量新制的灰綠色物質于兩支試管中，迅速加入鹽酸溶解;然后一支試管滴加硫氰化鉀溶液，結果不變紅色;另一支試管滴加鐵氰化鉀溶液，出現藍色沉淀。由此可以充分說明：灰綠色物質不含Fe3+，而是依然只含Fe2+的化合物。

3.自制學習模具，培養學生的創新能力

在素質教育深入的背景下，對于實驗教學的創新，教師不僅需要認識到學生在課堂中的主體地位，還需要全面地發揮出自身的引導價值③。實驗教學模式的構建，從形式上分析，不僅可以發揮出學生學習的主動性，還需要為學生構建自助式的學習活動，讓學生在不斷地參與中掌握化學實驗的操作方法。從化學實驗本身來講，傳統的教學模式下，教師基本上都是讓學生對化學實驗的步驟進行機械化記憶，這樣學生的學習思維就完全地局限在步驟上，而并沒有很好地發揮出學生本身的創造性，導致學習呈現出重理論輕實踐的問題，不利于學生實踐等多元能力的培養④。所以說，在對化學實驗創新的過程中，教師不僅要鼓勵學生進行自探究，引導學生認識模具對化學實驗學習的重要價值，還能幫助學生更全面地認識實驗的操作過程，提升學生的學習體驗。

例如：在《元素周期表》的認識時，教學常用的就是“萬能元素周期表”，但是這個表格對于知識的概述太過于籠統，學生從中只能認識到元素的名稱和簡寫，對于那些電子數量、原子質量很難體現。因此，教師可以引導學生發揮自身的想象力和創造力對此進行整合、制作，如：采用吸管、彩紙、廢紙盒，打破傳統周期表的明面呈現方式，將其制作成立體化，在整個元素周期表上，除了元素的基本名稱，還需要包含符號、原子序數、相對原子質量以及發現故事、元素性質、用途等信息，實現了一表學化學的模式。再如：分子的空間結構與物質性質的學習時，學生對于一些微觀分子、粒子很難通過肉眼進行觀察，僅僅依靠課本的圖畫教學，很難讓學生對相關的分子樹立更深的認識，讓學生對分子的模型進行制作，如：C60的模型制作，學生通過模型可以清楚地認識到C60元素的基本結構，有助于學生記憶的加深。這樣制作式的探究，對于教師來講，可以減輕教師教學的壓力，對于學生而言，他可以實現學生理論與實踐的結合，讓學生在自主的制作中認識化學、掌握化學，有助于學生創新能力的培養。

結束語

綜上所述，高中化學學科素養的培養，不是一個簡單的過程，而是一個漫長的探究過程。作為化學教師，不僅要全面的認識到實驗教學對于學生核心素養形成的價值，還需要深入地研究學生學習的需求，從學生的認知、實踐能力出發，為學生制定合理的教學方案，充分地激發學生自主學習的興趣，讓學生在不斷地思考、觀察、實驗中掌握化學實驗的方法，培養學生良好的學習習慣和素養。對于高中化學實驗創新的策略探究，期望廣大的化學教師繼續進行探索，積極為學生構建更多、更全面的教學活動，提升學生的學習體驗，實現學生對知識的關聯與運用，實現素質教育的整體目標。

【注釋】

① 馮宏濤. 核心素養視角下的高中化學教學策略[J]. 環球慈善，2019（11）：1-1.

② 李逢春、竇立莉. 學科核心素養視角下的高中化學教學策略[J]. 試題與研究：教學論壇，2020（7）：12-12.

③ 何小花. 基于學科核心素養下的高中化學高效課堂教學模式建立的研究[J]. 中學課程輔導（教學研究），2020，14（02）：26-27.

④ 范愛平. 基于學科核心素養的教學研究——以高中化學《離子反應》教學為例[J]. 新作文：中小學教學研究，2020（1）：54-54.

（作者單位：廣東省中山市華僑中學）