巧借化學(xué)實(shí)驗(yàn)提升高中生化學(xué)素養(yǎng)

張龍生

【摘? 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課程中必不可少的一部分，尤其是高中化學(xué)教材中涉及到的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較多。為了能夠在學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)期間，更充分地發(fā)揮化學(xué)教育功能，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值，教師需立足于教材理論，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生參與各種各樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，使學(xué)生的思維更加靈敏，讓學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)得到全面落實(shí)與提升。本文主要針對(duì)巧借化學(xué)實(shí)驗(yàn)提升高中生化學(xué)素養(yǎng)的相關(guān)策略進(jìn)行了簡(jiǎn)單探究，希望能夠?yàn)楦咧谢瘜W(xué)教學(xué)工作者提供有效的參考。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)實(shí)驗(yàn);高中生化學(xué)素養(yǎng);提升策略

相比于化學(xué)理論知識(shí)教學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的吸引力更大。因此，高中化學(xué)老師要基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)奧秘進(jìn)行親身體驗(yàn)與深度探索，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)本質(zhì)與原理的充分認(rèn)知，進(jìn)而深入理解與應(yīng)用，全面提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值的最大發(fā)揮。

一、通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱髋囵B(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

高中化學(xué)教材中涉及到的大部分知識(shí)都是以原子和分子為核心展開(kāi)的。比如高中化學(xué)教材中涉及到的有機(jī)化學(xué)知識(shí)，它里面涉及到的都是一些微觀粒子，學(xué)生并不能通過(guò)肉眼直接觀察到這些微觀粒子的形狀，對(duì)這些微觀粒子的結(jié)構(gòu)以及比例關(guān)系很難進(jìn)行理解。為了使學(xué)生直觀化認(rèn)知微觀粒子，降低學(xué)生對(duì)微觀粒子理解的難度，教師需帶領(lǐng)學(xué)生們通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行?gòu)建，進(jìn)一步放大微觀粒子，讓學(xué)生對(duì)微觀粒子結(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行仔細(xì)觀察，進(jìn)而更加容易接受關(guān)于微觀粒子的相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

以人教版高中化學(xué)“認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物”教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)為例，本節(jié)課教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展期間，為了能夠引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)以及形狀進(jìn)行直觀化的認(rèn)知，老師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起對(duì)球棍模型進(jìn)行親手制作，不過(guò)需要學(xué)生在課前準(zhǔn)備好球棍模型的制作材料。在課堂上化學(xué)老師可以鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手操作，利用課前準(zhǔn)備的球棍模型材料分別制作出碳碳單鍵的空間構(gòu)型、碳碳雙鍵的空間構(gòu)型以及碳碳三鍵的空間構(gòu)型。在以上空間構(gòu)型制作的過(guò)程中，學(xué)生對(duì)它們的成鍵類(lèi)型進(jìn)行了清楚認(rèn)知，對(duì)它們空間構(gòu)型的特點(diǎn)進(jìn)行了直觀化的了解。同時(shí)老師也可以帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單的有機(jī)物的模型進(jìn)行制作，比如甲烷有機(jī)物、乙烯有機(jī)物等等，在甲烷有機(jī)物模型制作的過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)它的空間構(gòu)型是一個(gè)正四面體。在制作乙烯有機(jī)物模型的過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)它的空間構(gòu)型是一個(gè)平面。在制作乙炔有機(jī)物模型的過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)它的空間構(gòu)型是一個(gè)直線。這就幫助學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單的有機(jī)物的空間構(gòu)型建立了一個(gè)直觀化的印象。如果老師在課堂教學(xué)中一味地按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法將單鍵、雙鍵和三鍵相關(guān)知識(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，可能學(xué)生并不能對(duì)它們之間的差異性進(jìn)行深入的認(rèn)知，也很難對(duì)它們的空間構(gòu)型進(jìn)行直觀化的想象，這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)相關(guān)的化學(xué)定義建立了一個(gè)模糊的概念，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀粒子的準(zhǔn)確認(rèn)知。而化學(xué)模型的有效制作可以實(shí)現(xiàn)微觀粒子向宏觀事物方向的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生以直觀化的方式對(duì)其進(jìn)行觀察和了解，這不僅有助于發(fā)展學(xué)生的空間想象力，而且還有助于學(xué)生化學(xué)思維的拓展，對(duì)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的提升有著重要的價(jià)值。

二、通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

高中化學(xué)教材中一般會(huì)向?qū)W生呈現(xiàn)出相關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟，學(xué)生只是采用教材中所呈現(xiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的步驟開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)。此類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，內(nèi)涵缺失，約束了學(xué)生化學(xué)思維的發(fā)展，而且不利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值的最大發(fā)揮。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展期間，老師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生突破教材的限制，根據(jù)當(dāng)代社會(huì)提出的綠色環(huán)保節(jié)能理念對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提升創(chuàng)新能力。化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)中，首先化學(xué)老師可以帶領(lǐng)學(xué)生拓展思維，在原有化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)其延伸和思考，并對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，力圖讓整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。然后逐層深入地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主創(chuàng)新和設(shè)計(jì)，挖掘?qū)W生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的創(chuàng)新潛能，為學(xué)生提供更廣闊的舞臺(tái)來(lái)表現(xiàn)自己，循序漸進(jìn)地提升學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

以人教版高中“化學(xué)金屬及其化合物”教學(xué)活動(dòng)為例，在教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中，化學(xué)老師帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展了有關(guān)于金屬鐵的相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并為學(xué)生呈現(xiàn)出了以下兩個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行探究。學(xué)習(xí)任務(wù)一：要求學(xué)生對(duì)鐵以及鐵的化合物的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識(shí)和了解，通過(guò)了解二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)變價(jià)金屬元素的氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)進(jìn)行理解。學(xué)習(xí)任務(wù)二：要求學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上自主探究氫氧化亞鐵的制備方案，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究精神。隨后，化學(xué)老師帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)教材上提供的有關(guān)于氫氧化亞鐵的制備方案開(kāi)展了如下化學(xué)實(shí)驗(yàn)：化學(xué)老師將提前準(zhǔn)備好的硫酸亞鐵滴加在氫氧化鈉溶液中。隨即學(xué)生可以觀察到溶液的顏色發(fā)生了變化，顏色由原來(lái)的灰綠色向紅褐色進(jìn)行逐漸轉(zhuǎn)變，但是生成的白色沉淀觀察起來(lái)并不明顯。接下來(lái)化學(xué)老師就提問(wèn)學(xué)生：“為什么白色沉淀很難被觀察到呢？你們能不能通過(guò)自己的辦法對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新呢？”這時(shí)學(xué)生就針對(duì)老師提出的問(wèn)題進(jìn)行了有效的思考和探究，他們覺(jué)得之所以白色沉淀物很難被觀察到是由于二價(jià)鐵離子的還原性特別強(qiáng)，它能夠以最快的速度轉(zhuǎn)化成三價(jià)鐵離子，所以實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的白色沉淀很難被明顯地觀察到。要想對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，需要采取相關(guān)的方法和措施對(duì)二價(jià)鐵離子的還原性進(jìn)行抑制，延緩亞鐵離子被氧化的速度。經(jīng)過(guò)一番思考和探究之后，學(xué)生嘗試著將適量的鐵粉加入到溶液中，但是鐵粉的顏色會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)中沉淀物的觀察產(chǎn)生不利的影響。經(jīng)過(guò)不斷的探究，學(xué)生選擇將半透膜加入到溶液中，這樣可以將氫氧化鐵與加入的鐵粉分離開(kāi)來(lái)，避免二者進(jìn)行混合影響實(shí)驗(yàn)的觀察。通過(guò)對(duì)以上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和改進(jìn)，不僅讓學(xué)生對(duì)相關(guān)的化學(xué)原理進(jìn)行了深入理解和認(rèn)知，而且還拓展了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維，有助于學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神的培養(yǎng)。

三、基于生活實(shí)際開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

大部分的理論知識(shí)都來(lái)源于生活實(shí)際。而理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也要與生活相接軌，最終回歸到實(shí)際生活中解決生活問(wèn)題。為了培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)在開(kāi)展的過(guò)程中，化學(xué)老師也要結(jié)合生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生以化學(xué)思維對(duì)生活實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行思考，并通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)生活實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證和解決，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力及解決實(shí)際問(wèn)題能力，提升學(xué)生的化學(xué)思維品質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

以人教版高中化學(xué)“化學(xué)能和電能”教學(xué)活動(dòng)為例，在本節(jié)課教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中，老師可以著眼于生活實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本堂課的新知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。“我們的手機(jī)要用到電，晚上我們開(kāi)燈要用到電，看電視要用到電，洗衣機(jī)洗衣服要用到電等等，那我們?nèi)粘Ｉ钪兴玫降倪@些電都是如何產(chǎn)生的呢？你們覺(jué)得電能和化學(xué)能之間的關(guān)系是怎樣的？大家都知道家里空調(diào)的遙控器、電視的遙控器都需要安裝電池，奶奶爺爺使用的那種老年機(jī)也需要安裝大的方塊的電池，你們?cè)?jīng)有沒(méi)有拆開(kāi)過(guò)堿性電池？有沒(méi)有觀察過(guò)堿性電池里面到底是什么東西？”在老師一系列的問(wèn)題的引導(dǎo)下，學(xué)生們紛紛表達(dá)自己的意見(jiàn)和看法，分享自己曾經(jīng)拆電池的趣事。在活躍的氛圍中，老師可以順勢(shì)導(dǎo)入本堂課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)鋰離子電池、蓄電池和干電池進(jìn)行學(xué)習(xí)和認(rèn)知。這些電池之所以會(huì)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能之間的轉(zhuǎn)化，主要是由于它里面發(fā)生著一系列的氧化還原反應(yīng)。也就是說(shuō)電子從負(fù)極流向正極就會(huì)實(shí)現(xiàn)電能的產(chǎn)生。為了深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解，老師帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展了如下化學(xué)實(shí)驗(yàn)：首先，化學(xué)老師選擇適量的稀硫酸溶液倒入到燒杯中，然后將提前準(zhǔn)備好的銅片和鐵片插入燒杯中，并利用導(dǎo)線將銅片和鐵片連接起來(lái)，學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中興趣特別高，而且還親自動(dòng)手對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了操作。如果在課前導(dǎo)入階段，老師并沒(méi)有將化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活關(guān)聯(lián)起來(lái)對(duì)氧化還原反應(yīng)和原電池的知識(shí)進(jìn)行講解，可能學(xué)生并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生太大的興趣，也不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行更加容易的理解和認(rèn)知。因此，結(jié)合實(shí)際生活開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在一定程度上降低了學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的難度，幫助學(xué)生建立了化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活間的關(guān)聯(lián)性，讓學(xué)生充分意識(shí)到化學(xué)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，有助于學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)和發(fā)展。

四、通過(guò)小組合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)

小組合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)展能夠?yàn)閷W(xué)生營(yíng)造更加輕松自由的學(xué)習(xí)氛圍，有助于學(xué)生積極情緒的調(diào)動(dòng)以及化學(xué)探究思維的發(fā)展和提升。學(xué)生在小組合作探究的過(guò)程中能夠通過(guò)思維之間的相互交流和碰撞提出更具有價(jià)值的問(wèn)題，并結(jié)合問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)和猜測(cè)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，最終以小組的形式完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)問(wèn)題和現(xiàn)象的解釋?zhuān)嵘龑W(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。

以人教版高中化學(xué)“離子反應(yīng)”教學(xué)活動(dòng)為例，在本節(jié)課教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中需要學(xué)生對(duì)電解質(zhì)的化學(xué)概念進(jìn)行理解和認(rèn)知。可以利用多媒體為學(xué)生呈現(xiàn)出人們用濕手去開(kāi)關(guān)電器發(fā)生觸電現(xiàn)象的視頻以及電氣設(shè)備長(zhǎng)期放在潮濕的地方發(fā)生觸電現(xiàn)象的視頻，并引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么會(huì)發(fā)生觸電現(xiàn)象，是什么原因?qū)е碌模俊痹趯W(xué)生思考問(wèn)題的過(guò)程中，老師可以組織學(xué)生以小組的形式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。老師為每個(gè)小組準(zhǔn)備了三個(gè)燒杯以及適量的蒸餾水和干燥的硝酸鉀固體、氯化鈉固體等實(shí)驗(yàn)材料。同時(shí)還提供了小燈泡、電流電壓表等實(shí)驗(yàn)用具。接下來(lái)每個(gè)小組要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)探究問(wèn)題的答案，每個(gè)小組根據(jù)老師提供的實(shí)驗(yàn)用具組裝成相關(guān)的連接裝置，并在燒杯中放入石墨電極，將電源接通，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了仔細(xì)觀察。然后再將其換成硝酸鉀和氯化鈉的溶液重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象進(jìn)行觀察和記錄。隨后各小組針對(duì)以上兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果對(duì)比分析，他們發(fā)現(xiàn)如果燒杯里放的是干燥的固體，就不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電的現(xiàn)象，如果放置的是溶液就會(huì)發(fā)生導(dǎo)電現(xiàn)象。最后每個(gè)小組針對(duì)對(duì)比分析的結(jié)果進(jìn)行了討論和交流，各個(gè)成員提出了自己的想法和意見(jiàn)，并對(duì)電解質(zhì)的概念進(jìn)行了總結(jié)和歸納。在以上小組合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)展的過(guò)程中，學(xué)生的積極性和熱情都非常高，他們?cè)谙嗷ズ献骱吞骄康倪^(guò)程中，順利地完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)并得出了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這不僅增加了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，而且還有助于學(xué)生合作精神和探究精神的培養(yǎng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高中化學(xué)教學(xué)中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不僅能夠深化學(xué)生對(duì)化學(xué)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用，而且還有助于學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升。因此，高中化學(xué)老師要結(jié)合目前的教學(xué)現(xiàn)狀對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行靈活應(yīng)用，組織學(xué)生開(kāi)展多元化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)思維品質(zhì)，全面提升高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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