基于核心素養(yǎng)視域下的高中化學實驗的教學研究

張少文

摘要：化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，化學實驗教學可以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的觀察能力、思維能力和實驗探究能力，通過實驗教學可以提升學生的化學核心素養(yǎng)。本文就基于核心素養(yǎng)視域下，如何開展高中化學實驗教學做一淺述。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中化學;實驗教學

文章編號：1008-0546（2022）06x-0084-03?? 中圖分類號：G632.41?? 文獻標識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.06x.022

教育部在《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中，明確把核心素養(yǎng)的內(nèi)涵界定為“學生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展必要的必備品格和關(guān)鍵能力”[1]。高中化學核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”五個維度，上述五項素養(yǎng)貫穿整個高中化學學習過程，各有側(cè)重，相輔相成。

化學作為一門自然科學的最鮮明的特點就是以實驗為基礎(chǔ)[2]。化學實驗是高中化學的重要組成部分，是學生獲取知識的重要手段和有效途徑。化學實驗趣味之中充滿哲理，平淡之中蘊含神奇，在化學實驗的過程中，學生可以充分領(lǐng)略化學學科的特殊魅力。筆者在教學過程中感受到，高中化學實驗教學不局限于課本上的實驗，還可以將課本中的實驗進行適當改進，使其更好地為化學教學服務(wù)，同時也可以讓學生參與一些實驗設(shè)計，親身體驗實驗帶來的知識與快樂，做到寓教于樂，更好發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng)。

一、開展實驗教學的三條途徑????? 1.完成書本實驗，夯實實驗技能，掌握化學知識

筆者統(tǒng)計了蘇教版化學課本中的課堂實驗，匯總?cè)缦拢ㄒ姳?）：

這些實驗的設(shè)計，可以使學生通過對實驗現(xiàn)象的觀察，更好、更深入理解教材的知識內(nèi)容。在教學中，可以設(shè)計問題鏈式的教學來完成這些實驗。例如：金屬鈉與水的反應(yīng)，可以設(shè)計以下問題鏈（見表2），通過問題的提問與解答，學生不但可以系統(tǒng)掌握鈉的相關(guān)性質(zhì)，還可以理解產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的本質(zhì)原因，更深入地理解金屬鈉的相關(guān)知識。

2.改進演示實驗，拓展實驗操作，完善知識體系

對于教材中的某些實驗，我們可以通過改進裝置、條件、技術(shù)等，進行創(chuàng)新，使實驗操作更方便、實驗現(xiàn)象更直觀、更真實展示在學生面前。

蘇教版高中化學必修1第49頁的課堂實驗2：將一小塊金屬鈉放在石棉網(wǎng)上加熱，觀察現(xiàn)象。理論上的現(xiàn)象應(yīng)該是生成淡黃色固體，實驗結(jié)果卻得到了黑色的物質(zhì)（見圖1）。仔細觀察，也只能看到一點點的淡黃色物質(zhì)。學生馬上提出疑問：為什么沒有生成淡黃色固體？教師想了想說到：我也想問問各位同學，為什么沒有生成淡黃色的物質(zhì)？是什么原因造成的？怎樣才能得到淡黃色的過氧化鈉呢？

步驟一、研究討論出現(xiàn)黑色物質(zhì)可能的原因。

A.金屬鈉表面的煤油未擦凈，在加熱過程中，煤油中的碳元素沒有充分燃燒而出現(xiàn)炭黑。

B.石棉網(wǎng)的原因。加熱是在石棉網(wǎng)上進行的，也許是石棉網(wǎng)中的某些物質(zhì)引起黑色物質(zhì)的出現(xiàn)。

步驟二、進行實驗操作，驗證上述假設(shè)是否成立。

取一小塊金屬鈉，吸干表面煤油，并將六個面全部切開，露出“新鮮的金屬鈉”，置于石棉網(wǎng)上加熱，反復(fù)實驗了5次，依然得到黑色的物質(zhì)，沒有生成淡黃色的過氧化鈉。從而得出結(jié)論，問題出在石棉網(wǎng)上。

步驟三、尋找石棉網(wǎng)的替代者。

用鋁片代替石棉網(wǎng)，用鑷子取出一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面煤油，切除鈉的表面，放在鋁片中央的凹陷處，加熱（見圖2）。（說明：放置鈉的位置，要弄一個凹陷才行，以免加熱時金屬鈉熔化而四處流淌。）

蘇教版必修1第21頁的“焰色反應(yīng)”實驗，課堂演示時，坐在后面的同學觀察現(xiàn)象并不明顯，筆者做了一些改進：將相關(guān)試劑溶于一定濃度的酒精溶液中并裝入噴霧瓶。操作時，將噴嘴對準酒精燈火焰，進行噴霧操作，現(xiàn)象非常明顯，并能有效排除試劑承載物本身焰色的干擾，學生觀察起來直觀性很強（見圖3）。

3.設(shè)計課堂實驗，提升實驗?zāi)芰ΓS富知識儲備

課堂實驗是為了更好展示實驗現(xiàn)象，幫助學生理解、識記、掌握相關(guān)化學知識。在條件允許的前提下，可以讓學生自己動手設(shè)計實驗，從而提升學生的綜合實驗?zāi)芰ΓS富學生的化學知識體系，發(fā)展科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)。

蘇教版實驗化學有一節(jié)內(nèi)容為：反應(yīng)速率的影響因素，教材中著重討論了“濃度”“溫度”對反應(yīng)速率的影響。能不能設(shè)計一個與生活緊密相關(guān)的與反應(yīng)速率有關(guān)的實驗?zāi)兀刻O果汁變色就是一個很好的范例[3]。

實驗用品：新鮮蘋果、維生素C、食鹽、飲用水、榨汁機、杯子、量杯。

實驗記錄（見表3）。

這樣一個實驗的設(shè)計，既貼近日常生活，又與化學相關(guān)知識聯(lián)系緊密，且實驗現(xiàn)象明顯，真正做到了“源自生活的化學課堂”。

二、開展實驗教學的三點思考

1.注重學科素養(yǎng)的提升

實驗教學過程中，不論是書本實驗的完成、演示實驗的改進還是課堂實驗的設(shè)計，都要注重科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升。教師應(yīng)通過化學實驗，因勢利導，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生通過實驗獲得新知識。教師還應(yīng)通過實驗，教育學生尊重事實，引導學生理性思維，激發(fā)學生探索未知世界的熱情。

例如：蘇教版必修2“化學能轉(zhuǎn)化為電能”的教學過程中，有一個實驗：用導線將鋅片和銅片連接起來，觀察實驗現(xiàn)象。這時，學生會明顯看到銅片上產(chǎn)生氣泡，老師也會設(shè)計很多問題來進行課堂教學。這時往往會忽略鋅片上的現(xiàn)象，此刻鋅片上還是有氣泡產(chǎn)生的，可以就此讓學生思考，電子通過導線轉(zhuǎn)移到銅片上，為何鋅片上還有氣泡呢？作為一個討論題來引發(fā)學生的思辨，提升學生的探索求知欲望。

2.注重教學情境的創(chuàng)設(shè)

真實教學情境的創(chuàng)設(shè)，即依據(jù)教學目標和教學內(nèi)容，從學生經(jīng)驗或自然、社會生活中選取典型的場景、事物，利用某種教學媒體，輔以教師的語言描繪，鮮明地展現(xiàn)在學生眼前，為開展學習活動提供場景，為學生提供觀察研究的客體。教學情境創(chuàng)設(shè)是課堂教學的基本要素，也是化學學科核心素養(yǎng)導向的教學轉(zhuǎn)型的重要前提[4]。實驗教學中，教師應(yīng)堅持“以人為本”的教學理念，通過教學情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學生學習參與的主動性和積極性，讓學生在完成實驗的過程中掌握知識，鍛煉能力。通過創(chuàng)設(shè)生動、逼真的情境，可以讓實驗教學取得更佳的效果。

例如：在講解金屬鈉的性質(zhì)時，可以先引導學生復(fù)習“金屬活動順序表”，然后拋出問題：若將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中，將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？有的學生馬上會回答：把金屬銅置換出來。此時教師便可以通過實驗來驗證，是否真的可以將銅置換出來。演示實驗完成，看到了產(chǎn)生大量氣體，得到藍色沉淀，并沒有紅色的金屬銅析出，答案一目了然。

3.注重課堂實驗的創(chuàng)新

實驗是化學的核心，創(chuàng)新是實驗的生命。不論是實驗試劑的創(chuàng)新、實驗儀器的創(chuàng)新還是實驗設(shè)計的創(chuàng)新，都會賦予實驗新的生命與活力。創(chuàng)新也是化學學科核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容。當然，在實驗創(chuàng)新過程中，要遵守實驗的科學性，不能脫離實驗教學本身，無邊無際地胡亂創(chuàng)設(shè)，看上去華麗完美，實際上只是一只“花瓶”，對教學完全沒有幫助。實驗創(chuàng)新的目的是使實驗教學更易操作，現(xiàn)象更加明顯，學生更容易理解和接受實驗所賦予的知識。

例如：蘇教版必修2“乙醇”這一節(jié)的“乙醇的催化氧化實驗”，筆者將這個實驗做了改進：在酒精燈的外焰和焰心之間上下反復(fù)移動銅絲，當移至外焰時，銅絲變黑，移至焰心時，銅絲又變紅，現(xiàn)象非常明顯，金屬銅的催化作用顯而易見。

高中化學實驗教學研究，看似一個老話題，但卻是一個永恒的話題，基于核心素養(yǎng)視域的高中化學實驗教學研究，是高中化學教師在實驗的教學中孜孜以求的研究。通過化學實驗的有效實施與開設(shè)，在點亮化學課堂的同時，也可以充分激發(fā)學生的學習興趣，從更深層次培養(yǎng)學生理解知識、形成分析和解決問題的能力。對化學實驗教學的思考和優(yōu)化過程，也是師生獲得情感、態(tài)度、價值觀的一部分。

參考文獻

[1]余文森.核心素養(yǎng)導向的課堂教學[M].上海：上海教育出版社，2018.

[2]鄭長龍.化學實驗教學新視野[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]于濤.利用蘋果汁的變色研究化學反應(yīng)速率的影響因素的實驗創(chuàng)新[J]實驗教學與儀器，2019（11）：35-36.

[4]王祖浩.普通高中課程標準教師指導書（化學）[M].上海：上海教育出版社，2020.