核心素養(yǎng)背景下高中化學實驗教學的優(yōu)化策略

劉海平

化學是高中學生所必須學習的科目之一，和物理、生物等課程一樣，化學是以實驗為主的學科。核心素養(yǎng)背景下，高中化學教師應(yīng)該不斷優(yōu)化實驗教學策略，通過方式的創(chuàng)新指導學生學習更多的化學知識，掌握探究化學的技能。在高中階段，實驗課是化學課堂教學的重要組成部分，其可以加強學生對化學知識的探究，提升學生的化學學習效率。化學實驗教學充滿了探究性、認知性和實踐性，對學生而言，正是這些特性，才能豐富核心素養(yǎng)。所以高中化學教師在教學中，要以核心素養(yǎng)為背景重視實驗教學，在創(chuàng)新方式后落實實驗教學，讓學生在實驗探究中提升核心素養(yǎng)。

一、高中化學實驗教學的重要性和現(xiàn)狀分析

對高中階段的化學課堂教學來說，實驗教學是最重要的教學，具有重要價值。一方面，高中化學教師開展實驗教學可以加強學生對化學知識的掌握。眾所周知，化學實驗的目的不僅是讓學生深刻理解化學知識，也不僅僅是對良好的教學氛圍進行營造，更重要的是讓學生學會通過自己的力量驗證所學的化學理論，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。另一方面，在化學教學中落實實驗教學，有利于學生綜合素養(yǎng)的提升。高中階段的化學實驗教學最主要的是變以往枯燥的理論課堂為實踐課堂，讓學生在具體的動手實踐中培養(yǎng)良好的科學探究精神。在實驗過程中增強實驗技能時，提升自身的實踐意識和觀念，從宏觀和微觀多方面認知化學知識、化學現(xiàn)象以及相關(guān)的規(guī)律后，形成綜合的化學素養(yǎng)。

但是在目前的高中化學教學中，實驗教學存在許多問題。如受傳統(tǒng)教育理念的影響，教師采用的教學方式還是傳統(tǒng)的教學模式。教師沒有拿出足夠的時間組織學生進行實驗訓練，在實驗教學中容易顛倒主次位置，將學生放在了客體位置，教師自顧自地展示實驗，沒有給予學生充足的個人探究、思考和驗證時間。而這導致的不僅是學生沒有良好的實驗學習參與體驗，還使學生沒有實際的實驗意識，對實驗學習的認知程度不夠，很難深入地參與教師組織的實驗。部分教師在教學中，甚至會在諸多因素的影響下，沒有指導實驗、演示實驗、示范實驗等，而這些實驗教學的缺乏都導致實驗教學無法收獲到良好的效果。還有少數(shù)教師在實驗教學中并沒有加強對學生的指導，甚至沒有幫助學生定位實驗教學的目標，在不甚清晰的實驗教學目標、教學任務(wù)和教學要求中，學生自然無法優(yōu)化實驗教學效果。

二、高中化學核心素養(yǎng)下實驗教學的優(yōu)化策略

（一）深入探究實驗，培養(yǎng)探究意識

高中化學教學中，學生才是課堂的主要目標，教學方法和教學理念針對的都是學生，學生才是教學主體。教師只有在教學的過程中對學生的主體作用進行積極發(fā)揮，才能對高效的化學課堂進行建立，才能培養(yǎng)和提升學生的化學核心素養(yǎng)。高中化學教師應(yīng)改變傳統(tǒng)教學觀念，注重實驗教學，在實驗教學前引導學生明確實驗?zāi)繕耍敿毜叵驅(qū)W生講解實驗流程與操作注意事項，提高學生實驗安全意識。在日常實驗教學中，化學教師應(yīng)鼓勵學生養(yǎng)成實驗與記錄同步的學習習慣，積極引導學生將自己所學與實驗過程相聯(lián)系，并進行分析探討，進而實現(xiàn)理論知識與實踐現(xiàn)象的完美結(jié)合。因此在核心素養(yǎng)背景下，高中化學教師在教學中要重視對學生的實驗教學，在具體的化學實驗教學活動中積極地引導學生，讓學生參與實驗，以小組合作探究方式深刻認識化學實驗。教師要指導學生深入探究實驗，深入挖掘化學實驗中的資源，讓學生認識到合作實驗的重要性，在培養(yǎng)學生合作學習意識的同時，提升學生的質(zhì)疑意識和探究意識。

探究性實驗與“照壺畫瓢”式的驗證性動手實驗截然不同。探究性實驗教學能深入地培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力，特別是創(chuàng)造性思維能力、設(shè)計實驗的能力以及根據(jù)實驗分析綜合得出正確結(jié)論的能力，能有效地促進學生理解和掌握知識，并能拓寬已知的知識，發(fā)現(xiàn)未知的知識。親身動手實驗是化學教育的重要媒介，而通過實驗教學體系的構(gòu)建，可以加強學生的社會認知能力，達到探索發(fā)現(xiàn)教育的目的。比如，高中化學教師在教學“原電池”這一課程知識時，可以進行相關(guān)的實驗。首先，教師要對學生進行分組，將學生分成若干個小組，每個小組的人數(shù)和綜合實力要相當。要給每組都準備好需要用到的實驗用品，如鐵片、銅片、導線、稀硫酸等。其次，教師要指導學生對教材上的實驗步驟進行仔細閱讀，以合作的方式對實驗的步驟進行具體設(shè)計，在共同參與下進行正式的實驗活動。通過參與實驗活動，學生就會發(fā)現(xiàn)，當鐵片、銅片分別和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)后，和銅片相比，鐵片的活潑性明顯更高;如果將鐵片和銅片一起同時放進稀硫酸中，可以發(fā)現(xiàn)銅片沒有變化，而鐵片則會冒出氣泡;如果在鐵片和銅片之間，用導線連接起來，再一同放進稀硫酸，則發(fā)生變化的由鐵片變成了銅片，銅片會冒出氣泡。最后，在觀察這一系列的實驗現(xiàn)象后，可以讓學生分析這些實驗現(xiàn)象發(fā)生的原理是什么，為什么會出現(xiàn)這樣的情況等。而學生通過對比，可以更加明確地了解不同的實驗現(xiàn)象，會對這些實驗現(xiàn)象形成的原因進行深入討論和探究，從而在合作能力的增強下，形成良好的探究意識和實驗技能。

（二）優(yōu)化實驗裝置，減少實驗危害

實驗教學固然重要，但在高中化學教材中，教師需要明白，不少實驗對環(huán)境和人的健康存在一定的危害。所以在核心素養(yǎng)背景下，高中化學教師在指導學生進行化學實驗時，尤其是一些有害的化學實驗，需要先對實驗所產(chǎn)生的危害情況進行詳細了解，改進和優(yōu)化所使用的實驗設(shè)備、器材和實驗方式。高中化學教師還要多多給予學生支持和鼓勵，適當表揚學生對化學實驗中需要的實驗設(shè)備和試劑用量的改進，要將課堂還給學生，由學生根據(jù)理論知識提出可行的實驗建議，并在學生對實驗的步驟進行設(shè)計后，對實驗設(shè)備的使用情況進行進一步加強了解，根據(jù)化學試劑的使用量進行合作實驗，以此綜合驗證對實驗的改進想法。因為鼓勵了學生大膽創(chuàng)新，所以這樣的實驗教學方式通常能強化對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng);而實驗的改進可以在一定程度上保護環(huán)境，能培養(yǎng)學生的社會責任感，進而達到培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的目的。

比如，在學習“鈉與水的反應(yīng)”內(nèi)容時，在實驗前，教師應(yīng)引導學生掌握實驗?zāi)康摹嶒炘怼Ｔ趯嶒炦^程中，教師引導將實驗理論按照實驗步驟進行實驗，并做好觀察記錄。學生通過觀察實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，鈉與水反應(yīng)會出現(xiàn)浮、熔、游、響、紅等現(xiàn)象，并且水溫升高。教師可鼓勵學生分析實驗現(xiàn)象是否與教材講解相符，如果不同，是什么原因?qū)е碌摹ａ槍Σ煌膯栴}，引導學生設(shè)置不同的實驗檢驗工藝，優(yōu)化實驗裝置，得出正確的實驗結(jié)論。通過引導學生邊實驗邊思考，有利于學生養(yǎng)成勤于思考、敢于實踐的學習習慣，可使學生感受到化學的魅力，繼而激發(fā)學生化學學習積極性。例如，教師在對“稀硝酸與銅的反應(yīng)”課程進行講解時，一般會進行相關(guān)實驗，在實驗的過程中，會產(chǎn)生有刺鼻性氣味、有毒性氣體的二氧化氮，為了讓學生在實驗中對二氧化氮進行更好地觀察，教師要將課堂主體還給學生，讓學生自己嘗試著改進實驗中所需要用到的器材。如可以引導學生將原本實驗中要用到的試管換成生活中常見的醫(yī)用注射器。這樣改進器材后的實驗，既不會影響實驗，又可以在注射器內(nèi)發(fā)生實驗現(xiàn)象，還可以讓學生更好地觀察二氧化氮的顏色，通過抽動注射器的活塞吸進氧氣后，還可以發(fā)現(xiàn)注射器內(nèi)的混合氣體變成了紅棕色。在完成實驗后，為了避免釋放這種有毒氣體污染環(huán)境，化學教師可以準備氫氧化鈉溶液，并將注射器內(nèi)的混合氣體釋放到該溶液中。這樣可以減少對環(huán)境和人體的危害，為學生的實驗保障身體安全。

（三）應(yīng)用微課教學，提高實驗效率

微課是新型的授課方式，在高中化學的實驗教學中應(yīng)用微課授課，一方面可以對學生的實驗興趣進行激發(fā)，讓學生積極地探究化學實驗;另一方面則可以讓學生看到許多課堂上無法完成的復雜實驗，提高實驗課的教學效率。更重要的是，應(yīng)用微課可以加強學生對實驗過程的直接觀察，增加學生對實驗的感知。前面說過，高中化學教材中的實驗有些是存在一定危害的，這些實驗顯然不適合學生做。但如果教師只是依靠傳統(tǒng)的教學方式，直接略過該實驗或只是口頭上簡單講述實驗，那么必然會讓學生無法理解該部分的課程知識。在這樣的情況下，高中化學教師就要以核心素養(yǎng)為背景，在重視化學實驗教學后，明確實驗可能帶來的人體危害，應(yīng)用微課的方式，將這些對學生有危害、不適合學生實驗的化學實驗制作成微視頻，而后在課堂上展示微課視頻。在發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢下，可以讓學生通過對微課的觀察，對實驗的過程進行直觀了解，提高實驗課程的有效性。

例如，在“鋁熱反應(yīng)”的實驗中，由于點燃鎂條時會產(chǎn)生溫度很高的火花，所以該實驗對學生存有一定的危險性。一旦實驗過程中學生操作不當，那么必然會危害到學生的身體。從這可以看出，“鋁熱反應(yīng)”的實驗是不適合學生動手操作的實驗。針對此種情況，高中化學教師要在講解了理論知識、明確告知學生此實驗的危害后，收集整理相應(yīng)的資料，以微課的方式展示這些實驗資料。或者教師自己可以利用課余時間，在穿戴好一定的防護服后在實驗室內(nèi)進行相關(guān)實驗，之后再將實驗室中成功的實驗制作成微課視頻，在課堂上讓學生觀看微課視頻，讓學生從感性上，加強對實驗的認知和理解。如此實驗方式，既讓學生感知到了實驗，了解了實驗過程，又避免了學生實驗中可能受到的傷害，在提高了化學實驗教學效率的前提下，也落實了對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

綜上所述，核心素養(yǎng)背景下在高中化學課堂教學中實施實驗教學，可以讓學生提升實踐探究能力。所以化學教師要對自身的教學理念和方式進行改變，在重視實驗教學后發(fā)揮學生的主體作用，指導學生優(yōu)化實驗裝置，在深入探究實驗中觀看微課實驗，在不同的實驗活動下，達到對學生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教學中，教師要做到深入探究實驗，培養(yǎng)探究意識;優(yōu)化實驗裝置，減少實驗危害;應(yīng)用微課教學，提高實驗效率，讓學生可以更好地參與化學實驗，掌握化學知識。

注：本文為甘肅省教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度一般課題“思維導圖在化學復習課中的應(yīng)用與研究”（課題立項號：GS[2021]GHB0846）研究成果。

（宋行軍）