學(xué)科核心素養(yǎng)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中的滲透

劉尚峰

(江蘇省徐州市銅山區(qū)夾河中學(xué),江蘇 徐州 221100)

在化學(xué)課程的教學(xué)中,實驗無疑是十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),它的作用不言而喻.但是在以往的高中化學(xué)實驗教學(xué)中,許多教師受到高考指揮棒的影響,將化學(xué)實驗教學(xué)的目標(biāo)定位在提升考試成績上,為了提高教學(xué)的效率,讓學(xué)生在最短的時間內(nèi)掌握更多的考點,教師一般會采取講授式的方式,或教師示范實驗操作過程,學(xué)生們真正參與到化學(xué)實驗操作過程的機會極少.在化學(xué)實驗完成之后,大部分教師會直接根據(jù)實驗內(nèi)容總結(jié)出更為完整的化學(xué)概念、規(guī)律,在這樣的課堂教學(xué)模式下,學(xué)生的實驗?zāi)芰?、證據(jù)推理能力、總結(jié)歸納能力、科學(xué)態(tài)度以及社會責(zé)任并不能得到預(yù)期的發(fā)展.在以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程改革背景下,要求化學(xué)教師能夠通過實驗,夯實學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識,在實驗探究中檢驗理論知識,提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)積極性,促使學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科基本知識與基本技能,逐漸走向深度學(xué)習(xí),獲得學(xué)習(xí)能力、思維能力以及情感態(tài)度價值觀等多方面的發(fā)展,培養(yǎng)出高素質(zhì)、能力強的新時代接班人.

1 學(xué)科核心素養(yǎng)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中滲透的原則

1.1 直觀性原則

實驗是具備創(chuàng)新性與思維性的活動,也是發(fā)展學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的載體.當(dāng)前高中許多學(xué)生對于化學(xué)存在一定的排斥心理,認為化學(xué)知識過于抽象難懂、枯燥乏味,而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情感是否能夠得到滿足,直接影響著學(xué)習(xí)效果的好與壞.通過化學(xué)實驗的組織,可以將抽象、生澀難懂的化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為直觀的、形象的方式呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前,有助于提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,降低知識理解難度,從而形成積極的學(xué)習(xí)情感[1].

1.2 過程性原則

在新課改中著重地強調(diào)了學(xué)習(xí)過程的重要性,認為教師在教學(xué)過程中應(yīng)將側(cè)重點放在學(xué)習(xí)過程中,堅持過程性原則,化學(xué)實驗教學(xué)同樣如此.想要在化學(xué)實驗教學(xué)中促使高中生形成學(xué)科核心素養(yǎng),需要教師讓學(xué)生真正地參與到化學(xué)實驗的設(shè)計、猜想、操作、驗證以及總結(jié)、反思等全過程之中,促使學(xué)生在化學(xué)實驗的實踐操作中,感受到實驗的價值,讓學(xué)生成為化學(xué)學(xué)習(xí)的探究者,在探究中積累經(jīng)驗、獲得能力的鍛煉,實現(xiàn)知識的遷移與運用.

1.3 深度性原則

在以學(xué)科核心素養(yǎng)滲透為目的的高中化學(xué)實驗教學(xué)中,需要教師指導(dǎo)學(xué)生走向深度的學(xué)習(xí),此時實驗學(xué)習(xí)已經(jīng)不能停留在單純的實驗驗證上,教師應(yīng)以實驗為載體,促進學(xué)生辯證思維、科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度等方面的深入發(fā)展.因此,在化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計中,教師應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岢鰡栴},以問題驅(qū)動學(xué)生的思考,引領(lǐng)學(xué)生在化學(xué)實驗探究中實現(xiàn)從低階思維到高階思維的過渡,兼顧能力與品格的共同成長,從而促使高中生形成適應(yīng)未來社會發(fā)展的必備能力與品格[2].

2 學(xué)科核心素養(yǎng)在高中化學(xué)實驗教學(xué)中滲透的有效策略

2.1 聚焦學(xué)科核心素養(yǎng),設(shè)計實驗教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計是開展教學(xué)活動的重要依據(jù),為了保障教師在化學(xué)實驗教學(xué)中具備明確的目標(biāo),一切的教學(xué)活動設(shè)計、教學(xué)方法實施都為教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)服務(wù),需要教師從化學(xué)核心素養(yǎng)的視角出發(fā),設(shè)計實驗教學(xué)目標(biāo),帶領(lǐng)高中化學(xué)教師走出“以成績論成敗”的錯誤教學(xué)觀,使教學(xué)目標(biāo)設(shè)計不再局限于知識學(xué)習(xí),更加側(cè)重于學(xué)生在化學(xué)實驗學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵能力發(fā)展以及必備品格形成[3].以“用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子”的實驗教學(xué)為例,在此次的實驗教學(xué)目標(biāo)設(shè)計中,教師應(yīng)從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的不同維度入手,即為宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任等,尋找化學(xué)核心素養(yǎng)組成要素與該實驗的深層次融合點,進而確定實驗教學(xué)目標(biāo),具體為:(1)在本次實驗學(xué)習(xí)中,能夠把握物質(zhì)變化的表征,解釋化學(xué)沉淀的本質(zhì);(2)對比檢驗試劑,能夠在比較分析中正確理解離子去除雜質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),樹立正確的化學(xué)觀念,針對本次實驗開展推理,尋找驗證猜想的證據(jù),建構(gòu)“溶液去雜”的化學(xué)模型;(3)從現(xiàn)象與結(jié)構(gòu)出發(fā),設(shè)計研究方案,從化學(xué)實驗的探究中掌握純鹽提取過程中的化學(xué)反應(yīng)原理與實驗方法,經(jīng)歷獨立思考與團結(jié)協(xié)作的過程,培養(yǎng)團隊精神以及創(chuàng)新意識;(4)學(xué)生要經(jīng)歷實驗設(shè)計、猜想、操作、驗證等過程,形成科學(xué)邏輯思維與科學(xué)研究精神,注重化學(xué)知識在生活中的運用,建立化學(xué)實驗與生活之間的聯(lián)系,學(xué)會用化學(xué)知識服務(wù)生活、服務(wù)社會.由此可見,每一個教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計都緊緊地圍繞化學(xué)素養(yǎng),比如在教學(xué)目標(biāo)(1)中“能夠把握物質(zhì)變化的表征”即為宏觀辨識,“解釋化學(xué)沉淀的本質(zhì)”即為微觀探析;教學(xué)目標(biāo)(2)指向證據(jù)推理與模型認知;教學(xué)目標(biāo)(3)指向科學(xué)探究與創(chuàng)新意識;教學(xué)目標(biāo)(4)指向科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任.富含化學(xué)核心素養(yǎng)的實驗教學(xué)目標(biāo)設(shè)計,有助于轉(zhuǎn)化化學(xué)實驗教學(xué)低效的問題,為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透做好了鋪墊.

2.2 基于化學(xué)事實,引領(lǐng)學(xué)生樹立化學(xué)觀念

許多的化學(xué)概念、化學(xué)現(xiàn)象都是科學(xué)家經(jīng)過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來的,從某個方面來說,沒有實驗,就不會有人發(fā)現(xiàn)化學(xué),也就沒有化學(xué)這門學(xué)科了.在化學(xué)實驗教學(xué)中,需要教師基于化學(xué)事實,引導(dǎo)學(xué)生以事實為依據(jù),組織學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中通過觀察與探究邁進化學(xué)領(lǐng)域,在化學(xué)世界的海洋中遨游,一步一步地解密化學(xué)的神秘面紗,并樹立化學(xué)觀念,能夠在化學(xué)問題解決中立足于化學(xué)學(xué)科的視角審視,學(xué)會站在化學(xué)的視角分析生活中看到的各種現(xiàn)象,由此引領(lǐng)學(xué)生形成化學(xué)觀念.如在“糖類的性質(zhì)”實驗教學(xué)中,通過對教材內(nèi)容的分析,發(fā)現(xiàn)教材對于此次實驗的描述不夠細致,只是進行了簡單的描述,若是閱讀課本內(nèi)容,并不能真正地讓學(xué)生學(xué)會從物質(zhì)的類型角度進行分類,學(xué)生不會根據(jù)是否水解及水解產(chǎn)生的單糖分子數(shù),以及是否被銀氨溶液與新制氫氧化銅等弱氧化劑氧化等判斷不同糖的類型,鑒于這一問題,教師可以基于化學(xué)事實設(shè)計實驗內(nèi)容,取少量的葡萄糖,觀察其狀態(tài),再將其滴入到有水的試管中振蕩,觀察葡萄糖和水的溶解情況.接下來在潔凈的試管內(nèi)加入濃度為2%的1 mL硝酸銀溶液,在振蕩試管的同時,逐滴加入2%的稀氨水,直到沉淀完全溶解為止,隨后加入濃度為10%的1 mL葡萄糖溶液,振蕩并水浴加熱.再取另一支試管,在其中先后加入10%的2 mL NaOH溶液、5%的5滴CuSO4溶液,最后加入10%的2 mL葡萄糖溶液,加熱,要求學(xué)生在實驗中觀察現(xiàn)象.在本次實驗中學(xué)生們獲得了直觀的認知,有助于學(xué)生理解葡萄糖的性質(zhì),促使學(xué)生形成極強的化學(xué)觀念.

2.3 以任務(wù)設(shè)計驅(qū)動探究,強化證據(jù)推理能力

在以往的化學(xué)實驗教學(xué)中,一方面學(xué)生無從下手,另一方面學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動機,而學(xué)科核心素養(yǎng)滲透下的實驗教學(xué),要求抓住機會發(fā)展學(xué)生形成分析推理以及科學(xué)探究的能力,因此教師應(yīng)善于運用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法,將化學(xué)實驗教學(xué)的側(cè)重點從關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果轉(zhuǎn)移到關(guān)注學(xué)習(xí)過程,為學(xué)生提供充足的探究空間與思考實踐,帶領(lǐng)學(xué)生在實驗假設(shè)、資料搜集、現(xiàn)象分析、歸納論證中,獲得證據(jù)推理能力的發(fā)展,鍛煉化學(xué)思維能力.如在“離子反應(yīng)”的一課教學(xué)中,教師就可以通過實驗任務(wù)布置的方式,促進學(xué)生形成濃厚的科學(xué)探究熱情,進而形成證據(jù)推理素養(yǎng).首先,教師可以借助士兵飲用“啞水”后出現(xiàn)腹痛、變啞的故事創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生思考,并要求學(xué)生用實驗的方式解答“為什么喝啞水會導(dǎo)致腹痛、變啞甚至是死亡的事情發(fā)生?啞水中的什么物質(zhì)導(dǎo)致人的腹痛、變啞?CuSO4與‘安樂泉’中的水混合會發(fā)生怎樣的化學(xué)反應(yīng)?”教師借助故事創(chuàng)設(shè)情境,并給學(xué)生布置了實驗探究任務(wù),為了促進學(xué)生的實驗探究任務(wù)完成,教師可以結(jié)合學(xué)生的各項能力發(fā)展情況,建立實驗探究小組,保障小組內(nèi)的人員異質(zhì),小組之間的實力差距最小,要求學(xué)生在實驗探究中查閱資料,準(zhǔn)備實驗材料,設(shè)計實驗操作過程,記錄實驗數(shù)據(jù),并通過實驗現(xiàn)象的觀察以及實驗數(shù)據(jù)的整理分析,推理出化學(xué)現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因,進而得出實驗結(jié)論,促使學(xué)生證據(jù)推理能力以及科學(xué)探究能力的發(fā)展.

2.4 規(guī)范實驗意識,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任培養(yǎng)是區(qū)別于傳統(tǒng)應(yīng)試教育的體現(xiàn),也是化學(xué)核心素養(yǎng)的主要組成部分,需要建立在學(xué)生具備化學(xué)探究熱情以及探究能力的基礎(chǔ)上,能夠認識到化學(xué)知識學(xué)習(xí)對于社會建設(shè)與發(fā)展所起到的巨大貢獻,學(xué)會利用化學(xué)知識與技能保護環(huán)境與資源,促使學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中深入地理解化學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境之間存在的聯(lián)系,讓高中生可以積極地參與到與化學(xué)有關(guān)的社會問題解決中.因此,在高中化學(xué)實驗教學(xué)中,教師應(yīng)有意識地聯(lián)系社會、環(huán)境,引領(lǐng)學(xué)生樹立化學(xué)知識的實踐運用意識,形成正確的科學(xué)態(tài)度、生態(tài)環(huán)境觀念以及家國情懷等.如在“銅與濃硫酸”的演示實驗教學(xué)中,教師可以適當(dāng)?shù)馗倪M實驗教學(xué)過程,在此次實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度,能夠致力于綠化化學(xué)的實現(xiàn)提出新的想法,鼓勵學(xué)生在化學(xué)領(lǐng)域中創(chuàng)新與創(chuàng)造;能夠結(jié)合“銅與濃硫酸”的實驗結(jié)論,嘗試解決與化學(xué)有關(guān)的社會問題與環(huán)境問題,并做出正確的價值判斷.在這個過程中,教師可以引領(lǐng)學(xué)生就“銅與濃硫酸”實驗中存在的二氧化硫氣體泄漏問題展開研究,師生互動討論如何改進化學(xué)實驗才能防止二氧化硫氣體泄漏,減少對空氣質(zhì)量的污染.通過化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生形成環(huán)境保護意識,能夠主動地承擔(dān)社會責(zé)任.