基于核心素養的中學化學實驗教學探析

陳靈芝

(福建省福州時代中學,福建 福州 350007)

化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗探究是發展科學實踐能力和科學思維、創新意識等化學學科核心素養的重要方式[1].教師應要根據新課程標準,創實驗新教學方法和教學策略,積極有效組織學生開展科學的實驗探究活動,讓學生在“做中學”鞏固加深對知識的理解,習得科學的實驗探究方法和感受化學學科的獨特魅力,進而培養學生積極、嚴謹和敢于探究、勇于創新的科學態度,促進學生核心素養的良好發展[2].

1 目前限制中學生化學學科核心素養發展的具體因素

1.1 重教輕學的傳統觀念

傳統教學模式以教師講授為基本方式,教師更關注自身的輸出,關注自身設計的教學內容是否完成,而忽略了學生的獲得知識的過程體驗,不能站在學生角度去了解學生對知識的理解和運用,這種重教輕學、重結果輕過程的“填鴨式”教學模式也延伸至實驗教學中,導致學生在實驗探究活動中真正能夠獨立探究和探索思考的機會很少,學生被動地接受知識和技能,漸漸地也就養成了被動的學習習慣.在實驗活動中學生的主動性和探究能力得不到發展,阻礙了學生化學學科思維、質疑、批判、創新精神等的發展[3].

1.2 重知識輕情感的實驗教學目標

以往化學教師所設計的課堂教學目標,相對側重于化學知識和技能的傳授,一定程度上忽視了對學生的情感態度和價值觀的有效培養,學生的學習動機和學習興趣得不到良好的發展.中學化學實驗教學往往流于形式,學生按部就班進行實驗,再加上升學壓力和課堂教學時間有限,有時教師為了節省時間,用播放實驗短視頻或教師演示實驗代替學生實驗,剝奪了學生通過動手實驗探索知識的機會,也剝奪了發展學生發現問題能力、分析問題能力、質疑創新精神的機會[4].

1.3 不夠全面的結果性教學評價

結果性評價并不全面,試題設計過于注重考查知識記憶,這種評價方式并不能評價學生的綜合能力,只關注學生的學業成績,對學生的科學思維、品格道德、情感態度價值觀等學科素養缺乏考查.

2 化學實驗教學中發展學生核心素養的具體策略

2.1 整合優化實驗教學內容

教師要基于新課標和書本實驗內容,整體規劃課堂實驗教學目標,對課堂實驗內容進行創造性的整合與設計.首先教師要明確學生在化學課堂中必做的實驗項目、核心知識內容和要形成的實驗探究能力和學科素養;其次要關注實驗教學內容的基礎性、情境性、創新性,要結合教學內容進行科學、綜合地分析和補充,合理整合和優化教學內容,精心設計實驗教學活動,優質的實驗教學活動有助于學生科學態度和創新意識、責任意識的培養,從而促進學生良好的化學思想的形成.

2.2 創設合理的實驗教學情境

教師要創設和諧、完整、趣味性的教學情境,建立清晰、明確的化學實驗教學目標,采取化學實驗、圖片、多媒體等多種教學手段,為學生創設完整的學習情境,學生在特定學習情境之中能夠激發高度的學習興趣,有助于學生科學精神和學科人文情懷的發展.

例如,在進行“金屬的化學性質”實驗教學時,以金屬的發現和應用史為背景,學生追隨著科學家的足跡從西漢、晉朝時期的“濕法冶金”到唐朝的四大發明中的“火藥中加鎂粉制成的煙花”,再到德國化學家格勞貝爾意外發現金屬放入酸中會“消失”探索學習金屬的化學性質.學生在了解冶金發現史和應用史的過程中,深刻感受到了古人的智慧和科學探究過程的艱辛,感受到了化學技術在社會發展中的貢獻,這一過程不僅激發了學生實驗探究追求真知的樂情,還能促進學生良好的人格品德、科學探索精神、愛國情懷的形成,實現了將化學課程教學與思政教育緊密結合,發展學生的核心素養.

2.3 強化學生的自主實驗與合作探究

在化學實驗活動中,要鼓勵學生加強小組合作學習,鼓勵學習小組“動起來”.同時還要有意識地引導學生在實驗探究過程中結合情境發現問題、分析問題、交流問題,互相啟發和開拓解題思路,讓學生在合作學習中逐漸養成對知識的思考和理解的習慣,切實提升學生的思維能力和科學探究能力,形成良好的證據推理素養.

例如,在二氧化碳性質的課程中,教師要為學生設計如下的學習任務,引導學生合作探究:第一,課前預習二氧化碳的性質,并設計相應的實驗方案,教師要提前了解學生現有的知識水平和掌握情況,并提供學習資料網;第二,根據課程內容,進行操作實驗方案的分析和改進,設計科學、完善的方案;第三,開展操作實踐,細致觀察并合理記錄化學實驗的現象,對得到的實驗信息進行加工處理,最終得出結論.這一階段要有意識的培養學生的推理能力,幫助學生形成在“做中思考”的好習慣;第四,組織學習小組進行討論探究,共享實驗探究成果,加深學生對二氧化碳性質的深刻認識;最后,要引導小組對實驗操作和實驗結論進行反思總結,通過對錯誤操練和實驗結果進行反思,有助于學生自覺地調整自己的實際操作行為和提高實驗綜合素養,進而逐漸養成良好的化學實驗習慣,促進學生學習的可持續發展.

3 優化實驗教學評價

3.1 優化實驗教學評價方式

要采取多元化的實驗教學評價方式,有意識地增強學生的自信心和自我認同感.多維度、多元化的實驗教學評價,能鼓勵和推動學生更加熱情、主動、積極地探索和實驗.教師要正確認識和診斷學生在化學實驗中遇到的問題,合理反饋學生的學習情況,要堅持人文關懷,多元化的評價學生的綜合能力.要評價學生在實驗活動中的具體表現,評價學生設計的實驗方案,評價學生交流討論活動中的表現.教師要采取點評、提問、鼓勵等多樣化的評價手段,讓學生能夠有效掌握知識,加深對知識的理解,培養學生學習的自信心,激發學生對化學知識的探索欲和求知欲.

3.2 優化實驗試題設計

基于新課標理念,實驗試題設計應能評價學生學業質量的達成程度,反映學生核心素養的發展狀況,因此教師應關注實驗試題優化的設計,基于素養立意命題,試題應體現情景性、基礎性、探究性、綜合性和開放性.通過優化實驗試題設計實現對學生學業質量的多元化評價,并促進核心素養的落實.

例如,2002年福建中考第16題,主要針對科學探究與實踐的學業質量考查,該試題設置就體現了情景性、基礎性、進階性、開放性、結構化等特點.從基礎知識、基本技能、科學思維和實踐等多維度對學生的學業質量水平進行評價,注重考查思維過程、探究過程和做事過程的發展水平,注重考查學生提出問題、形成問題解決方案和評價問題解決的素養.

為做好實驗室制取氧氣的實驗活動和評價,某班級師生討論并確定表1所列的評價標準.

表1 實驗活動評價標準

你是某小組成員,參與完成下列實驗活動.

(1)選擇實驗方案.實驗室可提供三種制取氧氣的方案.

A. 加熱高錳酸鉀

B. 加熱混有二氧化錳的氯酸鉀

C. 催化分解過氧化氫

你所選方案對應反應的化學方程式為____.

小組討論決定選用 A方案.

(2)進行實驗活動.小組同學分工協作完成如下任務:

①同學甲負責選擇組裝制取氣體裝置的儀器.她選擇了鐵架臺、帶有導管的橡膠塞、水槽、試管,還應根據圖1所提供的儀器,選擇____、____(填儀器名稱).

圖1 實驗儀器圖

②同學乙負責取用藥品.他先檢查裝置氣密性,再用紙槽小心地把高錳酸鉀粉末送至試管______(填“中部”或“底部”)后直立試管,抽出紙槽.

③同學丙負責組裝儀器.他按“從下到上、從左到右”的順序組裝制取裝置,固定試管時注意到試管口應略____.

④你負責排水法收集氧氣.開始收集的時機是____.收集到兩瓶氣體,均呈無色.

⑤實驗結束,待試管冷卻,將殘余物倒入指定容器,用____(填儀器名稱)洗滌試管;整理實驗臺,報告老師后離開實驗室.

(3)評價與反思.小組同學都認為體驗到了實驗活動的樂趣,但因實驗過程存在不足,同意本次活動表現評價為“有待改進”.針對存在的不足,你提出的一條實驗改進意見是____.

解題思路分析:在實驗探究情境和實踐活動中,基于實驗室制取氣體的一般思路與方法,根據實驗目的選擇必要的試劑、常見的實驗儀器和裝置,正確書寫化學方程式;運用實驗基本操作技能和條件控制的方法,安全并順利地完成氧氣的制備實驗;根據題目提供的評價標準,進行分析、推理,得出合理的結論.