核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

楊小紅

摘要：高中化學(xué)是一門對學(xué)生邏輯分析能力、推理判斷能力、動手操作能力、創(chuàng)新能力要求較高的學(xué)科。其中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，考查了學(xué)生對知識的理解。因此，高中化學(xué)教師必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)過程中提高學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科研態(tài)度。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)? 高中化學(xué)? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

作為高中化學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容之一的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，是提高學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)重要途徑，能夠加深學(xué)生對課本知識的理解，引發(fā)學(xué)生深入探究與思考。在素質(zhì)教育的大背景下，學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已經(jīng)成為各學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)，而化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)主要表現(xiàn)在對化學(xué)知識的扎實(shí)掌握、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作、化學(xué)思維的科學(xué)培養(yǎng)、科研精神的啟發(fā)鍛煉等方面。因此，高中化學(xué)教師要以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維和科研能力。

一、重視實(shí)驗(yàn)操作演示，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范實(shí)驗(yàn)的意識

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，許多教師為學(xué)生播放了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)視頻后，就直接讓學(xué)生在課堂上完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生僅通過觀看視頻，很難了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的具體過程。筆者認(rèn)為，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂開始前，教師需要為學(xué)生詳細(xì)講解化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的具體流程，學(xué)生通過教師的知識鋪墊，可以進(jìn)一步理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并輕松融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)重點(diǎn)規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作。如果學(xué)生某些實(shí)驗(yàn)操作不恰當(dāng)，不僅會導(dǎo)致學(xué)生無法得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還會嚴(yán)重影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全。因此，教師要高質(zhì)量地演示實(shí)驗(yàn)是如何操作的，并在展示過程強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的操作細(xì)節(jié)，防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時忽略這些操作細(xì)節(jié)，導(dǎo)致無法完成實(shí)驗(yàn)，或是在實(shí)驗(yàn)中得出錯誤的結(jié)果。除此之外，教師還應(yīng)該注意明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作順序。如果學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)時運(yùn)用錯誤的操作順序完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的完成進(jìn)度各不相同。此時，教師必須走到每個學(xué)生的桌前，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀況，了解每一組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，這嚴(yán)重影響了教師的教學(xué)效率。如果教師能夠提前規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作順序，就能夠迅速了解所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，從而給予學(xué)生相應(yīng)的幫助，教師還能夠直接了解到哪些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了問題，或是哪些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的效率較低，幫助這部分學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而提高教師的教學(xué)效率。清晰明確的實(shí)驗(yàn)演示能夠?yàn)閷W(xué)生樹立正確的實(shí)驗(yàn)榜樣，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

以教學(xué)《用四氯化碳萃取碘水中的碘》實(shí)驗(yàn)為例，筆者提前進(jìn)行操作演示，讓學(xué)生明白操作步驟。首先，筆者讓學(xué)生回顧這一實(shí)驗(yàn)中用到的萃取方法的原理，并提出問題：“你們還記得之前學(xué)的萃取嗎？今天就是用萃取這種方法來提純物質(zhì)。誰能告訴我萃取的原理呢？”學(xué)生回顧學(xué)過的知識，然后回答道：“萃取的原理是利用兩種相互之間不反應(yīng)且不溶解的溶劑，將某種溶質(zhì)從一種溶劑提取到另一種溶劑中來。”其他學(xué)生補(bǔ)充道：“在這個實(shí)驗(yàn)中，四氯化碳和水相互之間不能溶解，也不發(fā)生反應(yīng)，所以它們兩個是溶劑，四氯化碳可以將碘從碘水中提取出來。”筆者回答道：“大家掌握得非常好。但只知道原理還不夠，大家要能夠動手做好這個實(shí)驗(yàn)，接下來請看我的演示。”然后，筆者分別介紹了實(shí)驗(yàn)儀器鐵架臺、分液漏斗和燒杯，再講解實(shí)驗(yàn)步驟，檢查分液漏斗是否漏水，將碘水和四氯化碳裝入分液漏斗、振蕩、靜置、分液。做完化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識鋪墊后，筆者開始演示檢漏操作。

檢漏是影響實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵步驟，也是部分學(xué)生容易忘記或輕視的步驟，教師要特別強(qiáng)調(diào)檢漏的重要性。首先，教師要關(guān)閉分液漏斗活塞，并加入蒸餾水，觀察旋塞、下口處是否漏水，用食指摁住磨塞口，將漏斗倒立過來，觀察是否漏水，若不漏水，則此分液漏斗檢驗(yàn)合格。其次，碘水和四氯化碳加入分液漏斗中并塞好玻璃塞，旋轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩。此處，教師一定要強(qiáng)調(diào)讓水和四氯化碳得到充分混合，才能進(jìn)行萃取，得到理想結(jié)果。再次，教師將分液漏斗放置到鐵架臺上靜置，過一段時間后能夠發(fā)現(xiàn)分液漏斗內(nèi)的液體分層了，下層為紫色的四氯化碳層，上層為淺黃色或接近無色的水層。最后，教師要打開漏斗上口的玻璃塞，旋開活塞，使下層液體沿?zé)诹魅霟瑢⑸蠈右后w從上口倒出。這時，教師需要強(qiáng)調(diào)：“分液漏斗中在上面這一層的溶液要在漏斗上面的口倒出來，下面這一層溶液讓它在下面的口流入燒杯。”通過教師的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)操作演示，學(xué)生能夠清晰掌握實(shí)驗(yàn)中的重要步驟，減少實(shí)驗(yàn)中的錯誤，形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科研態(tài)度，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、引導(dǎo)學(xué)生積極思考，在實(shí)驗(yàn)中完善知識結(jié)構(gòu)

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。首先，教師需要構(gòu)思如何有效利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的知識點(diǎn)講解。化學(xué)的絕大多數(shù)方程式或現(xiàn)象都是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)的，教師想讓學(xué)生更加清楚化學(xué)中的相關(guān)知識，就要引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。其次，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的，是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后幫助學(xué)生了解課本中的相應(yīng)知識點(diǎn)，而不是讓學(xué)生敷衍了事。再次，教師應(yīng)注重化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，讓學(xué)生通過總結(jié)尋找課本中知識點(diǎn)所對應(yīng)的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)自主學(xué)習(xí)探究。

除此之外，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的操作演示尤為重要。學(xué)生在模仿實(shí)驗(yàn)的過程中能順利得到理想結(jié)果，但化學(xué)實(shí)驗(yàn)不能僅僅是單純的模仿，教師還要注意引導(dǎo)學(xué)生積極思考，并在核心素養(yǎng)的引導(dǎo)下精準(zhǔn)地將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課本理論知識結(jié)合起來，了解每種實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，清楚每個實(shí)驗(yàn)試劑的作用，明白每個步驟的目的，在動手實(shí)驗(yàn)的過程中掌握相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極思考相近物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，構(gòu)建完整的化學(xué)知識體系，梳理清晰各類物質(zhì)之間的區(qū)別和聯(lián)系，從一個實(shí)驗(yàn)過程中推理聯(lián)系出某一類物質(zhì)的共性，完善化學(xué)知識結(jié)構(gòu)，提升邏輯推理和科研探究素養(yǎng)，全方面提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

以教學(xué)《鈉與空氣的反應(yīng)》實(shí)驗(yàn)為例，鈉一般保存在液態(tài)石蠟或者煤油中，與鐵、鋁等金屬可在空氣中長時間存放不同，鈉的獨(dú)特保存方式就表明它的化學(xué)性質(zhì)與鐵、鋁等金屬不一樣。那么，教師就可以通過鈉與空氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)來探究鈉的化學(xué)性質(zhì)，將鈉從煤油中取出并將表面煤油擦干后切開，在空氣中放置一段時間后觀察切面的變化。通過這個實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)鈉表面的銀白色會逐漸褪去，這就說明在常溫下鈉可與氧氣進(jìn)行反應(yīng)。因此，教師可以先提出問題：“鐵、鋁等金屬能夠在空氣中穩(wěn)定存在，而鈉在空氣中就能和氧氣發(fā)生反應(yīng)，這說明了什么？”學(xué)生經(jīng)過思考后，回答道：“鈉的化學(xué)性質(zhì)比鐵、鋁活潑，反應(yīng)更激烈。”接著，教師可以提問：“還有哪些金屬也能在空氣中反應(yīng)？”學(xué)生回答道：“鎂長時間暴露在空氣中會生成氧化鎂，鋁在空氣中能生成氧化鋁，它們的化學(xué)性質(zhì)是相似的！這只是在空氣中放置的反應(yīng)，如果我們升高溫度，那么這個反應(yīng)會不會更激烈？又會有什么現(xiàn)象呢？”然后，學(xué)生能夠結(jié)合鎂條在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)時，發(fā)出耀眼白光、放出大量熱、生成白色固體的現(xiàn)象。由于鈉和鎂化學(xué)性質(zhì)相似，學(xué)生可以據(jù)此推斷鈉在空氣中加熱的實(shí)驗(yàn)。接著，學(xué)生將一小塊鈉放在坩堝中加熱，這時鈉與氧氣會劇烈地發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生黃色的火焰，并伴隨著淡黃色固體生成。最后，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和推理思考，學(xué)生可以得出鈉在空氣中加熱的化學(xué)反應(yīng)方程式：2Na+O2? ? ?Na2O2。在這一實(shí)驗(yàn)過程中，經(jīng)過教師的引導(dǎo)，學(xué)生不僅掌握了鈉和空氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，還知道鈉和鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)相近，它們與相同物質(zhì)產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)也相近，于是學(xué)生能夠完善金屬性質(zhì)這一部分的知識體系，將各類金屬更好地聯(lián)系起來進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并學(xué)會聯(lián)系類比的化學(xué)思維，提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、小組合作進(jìn)行探究，提高學(xué)生的合作創(chuàng)新能力

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個復(fù)雜的過程，一項(xiàng)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)依靠學(xué)生個人的力量是不夠的，學(xué)生需要以小組為單位進(jìn)行合作，在實(shí)驗(yàn)過程中相互幫助、積極合作，這樣才能完整地完成實(shí)驗(yàn)，并且能使實(shí)驗(yàn)過程達(dá)到最優(yōu)，鍛煉學(xué)生的集體配合能力和小組意識。在以小組方式開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)時，教師應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

第一，教師可以安排學(xué)生通過小組分工合作完成整個化學(xué)實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的效率，讓學(xué)生在短時間內(nèi)能夠完成多個實(shí)驗(yàn)。如果為學(xué)生預(yù)留的實(shí)驗(yàn)時間比較充裕，教師還可以講解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險。

第二，教師應(yīng)該讓學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)，探究化學(xué)中的相關(guān)知識，而不是依靠教師講述的方法，直接完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。這樣一來，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生進(jìn)一步融入化學(xué)課堂。

第三，教師如果以小組的方式開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，則需要合理分組，如果教師只是讓學(xué)生自由組合，可能會導(dǎo)致一些化學(xué)能力較差的學(xué)生分配到一個小組中，這樣所有小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒痪猓瑫绊懟瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度。

第四，在每個小組中，教師可以為小組安排一到兩個動手能力比較強(qiáng)，或是化學(xué)經(jīng)驗(yàn)比較豐富的學(xué)生，就能夠增強(qiáng)小組的執(zhí)行力，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

以《噴泉實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)主要是利用氨氣極易溶于水這一性質(zhì)，在短時間內(nèi)形成一定的壓強(qiáng)差，在壓強(qiáng)差的作用下，打開活塞后，大氣壓能夠?qū)⒑蟹犹囊后w壓入燒瓶，在導(dǎo)管口形成紅色的噴泉。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)，并提出問題：“為什么原本透明的酚酞溶液在被壓進(jìn)燒瓶后就變成紅色的噴泉呢？”結(jié)合酚酞溶液遇堿變紅這一性質(zhì)，學(xué)生經(jīng)過小組討論后，認(rèn)為燒瓶內(nèi)的氨氣溶于水后生成了堿性物質(zhì)，反應(yīng)生成的氨水是呈弱堿性的，能使酚酞溶液變紅，由此形成紅色的噴泉，并探究得出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH3+H2O? ? NH3H2O。根據(jù)這一原理，學(xué)生又引發(fā)了新的思考：“能不能利用噴泉實(shí)驗(yàn)的原理，改變所用實(shí)驗(yàn)試劑形成其他顏色的噴泉？”學(xué)生通過思考，可以深入理解噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，探究新的實(shí)驗(yàn)操作，從而得到創(chuàng)新成果，提升化學(xué)核心素養(yǎng)。

筆者以高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對提高學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要性為切入點(diǎn)，闡述了重視實(shí)驗(yàn)操作演示、引導(dǎo)學(xué)生積極思考、小組合作探究三個針對性策略，希望能為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定幫助，使學(xué)生的化學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)操作能力、核心素養(yǎng)得以提升。

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※本文系甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題，課題名稱：基于發(fā)展高中生核心素養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究，課題立項(xiàng)號：GS[2020]GHB2747。

（作者單位：甘肅省平?jīng)鍪械谝恢袑W(xué)）