基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)探索

周澤海

摘要：教育的根本任務(wù)在于立德樹(shù)人，而培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是完成此任務(wù)的關(guān)鍵。對(duì)于高中化學(xué)教學(xué)來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要手段。盡管當(dāng)前的教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是依舊存在諸多有待優(yōu)化之處。鑒于此，文章對(duì)基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)提出了具體的實(shí)施策略。同時(shí)分析了現(xiàn)行高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，并從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)方法兩個(gè)維度提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施，旨在提升高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，進(jìn)而提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

新課標(biāo)指出，化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、促進(jìn)互動(dòng)學(xué)習(xí)以及促進(jìn)學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)和技能方面發(fā)揮著重要的作用。化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能夠激活學(xué)生的科學(xué)思維，促使他們有效運(yùn)用科學(xué)方法，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和價(jià)值觀具有重要意義。顯然，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能是多樣的，它與培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)息息相關(guān)。然而，在當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍存在諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題，這些問(wèn)題如能及時(shí)地解決，將顯著提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教育價(jià)值。在當(dāng)前聚焦于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教育背景下，改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯得尤為迫切，這不僅是對(duì)新課程改革要求的積極回應(yīng)，而且是解決當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在問(wèn)題的重要突破口。

1? ?高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題剖析

在當(dāng)前的高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)操作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。然而，由于多種因素的限制和影響，這一教學(xué)過(guò)程面臨著諸多挑戰(zhàn)。

1.1過(guò)度依賴教材，抑制創(chuàng)新思維

化學(xué)學(xué)習(xí)的核心在于實(shí)驗(yàn)操作，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量直接反映了整個(gè)化學(xué)教學(xué)的水平。目前高中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要遵循教材指引原則，無(wú)論是教師演示還是學(xué)生的親自實(shí)踐，步驟都嚴(yán)格依照教材進(jìn)行。通常，教師很少對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整或?qū)?shí)驗(yàn)方法進(jìn)行創(chuàng)新。由于學(xué)生的知識(shí)水平有限，他們往往也難以在實(shí)驗(yàn)中有創(chuàng)新性探索。

1.2忽視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，缺乏綠色實(shí)踐

在眾多化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，常常由于化學(xué)反應(yīng)生成有毒物質(zhì)，再加上安裝實(shí)驗(yàn)裝置和準(zhǔn)備化學(xué)試劑等環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，導(dǎo)致一些教師選擇不進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)演示。替代的做法是播放相關(guān)的教學(xué)視頻或采用黑板演示的方式教學(xué)。很少有教師嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行必要的改進(jìn)和創(chuàng)新，使得實(shí)驗(yàn)操作更簡(jiǎn)便和環(huán)保，也就是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的“簡(jiǎn)單化”和“綠色化”。

1.3儀器使用復(fù)雜，操作學(xué)習(xí)困難

在許多較為復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜且儀器眾多，這可能會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中注意力分散，從而無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)和分析有深入的理解。同時(shí)，一些實(shí)驗(yàn)由于其內(nèi)在的復(fù)雜性，可能需要數(shù)天時(shí)間才能觀察到完整的反應(yīng)過(guò)程，這給學(xué)生進(jìn)行連貫的實(shí)驗(yàn)觀察和理解造成了一定的困難。

2? ?基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)原則

在高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，面對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和學(xué)生操作能力的不均勻性以及將知識(shí)應(yīng)用于生活的挑戰(zhàn)，教師需要采取創(chuàng)新的教學(xué)策略來(lái)應(yīng)對(duì)。基于安全性原則、自主性原則和生活性原則改進(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以確保學(xué)生在安全的環(huán)境中學(xué)習(xí)，從而提升他們的操作技能，并將化學(xué)知識(shí)與日常生活緊密聯(lián)系起來(lái)，更好地培養(yǎng)和提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.1安全性原則

在化學(xué)教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)的高風(fēng)險(xiǎn)性，使用多媒體工具創(chuàng)設(shè)安全實(shí)驗(yàn)環(huán)境顯得尤為重要。教師需要生動(dòng)地展示實(shí)驗(yàn)反應(yīng)和變化，以確保學(xué)生深入理解并記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其變量。對(duì)于創(chuàng)新性不足的實(shí)驗(yàn)，教師需要重新規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程，并利用模擬操作評(píng)估潛在危險(xiǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。在確保實(shí)驗(yàn)安全且富有創(chuàng)意后，引導(dǎo)學(xué)生自行操作，既確保安全又促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。多媒體工具不僅可以模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而且能展示微觀變化，幫助學(xué)生建立宏觀與微觀之間的聯(lián)系。通過(guò)多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能提升學(xué)生的實(shí)踐能力，而且能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和科學(xué)態(tài)度。

2.2自主性原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)常常步驟復(fù)雜且要求學(xué)生具備較高的操作技能，這在一定程度上限制了學(xué)生的自由實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)器材的昂貴成本以及由此帶來(lái)的損壞風(fēng)險(xiǎn)，加上有限的課堂時(shí)間，往往使學(xué)生很難自主操作。然而，素質(zhì)教育強(qiáng)調(diào)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中提高學(xué)生的主動(dòng)性和自主性。因此，為了促進(jìn)學(xué)生積極參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，教師需要采取措施降低實(shí)驗(yàn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

教師應(yīng)幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技巧并強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的重要性，并確保實(shí)驗(yàn)順利地進(jìn)行。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，教師應(yīng)持寬容態(tài)度，并在可能的情況下解決因操作失誤導(dǎo)致的設(shè)備損壞問(wèn)題，鼓勵(lì)他們放心大膽地去嘗試和使用實(shí)驗(yàn)器材。對(duì)于那些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生以小組合作的形式共同探究，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作分擔(dān)任務(wù)、交流思想并相互監(jiān)督，從而共同完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。這可以有效降低學(xué)生的操作壓力，同時(shí)培養(yǎng)協(xié)作能力和溝通技巧。

2.3生活性原則

在高中階段，化學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活息息相關(guān)，但學(xué)生由于面臨著巨大的學(xué)習(xí)壓力，往往沒(méi)有多余的精力來(lái)獨(dú)立探究課外的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外，由于實(shí)驗(yàn)需要依賴專業(yè)的儀器和設(shè)備，而這些條件在日常環(huán)境中難以獲得，學(xué)生很難在家中自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，教師可以發(fā)揮創(chuàng)造力，引導(dǎo)學(xué)生思考如何將日常可得的物品作為實(shí)驗(yàn)工具，通過(guò)這種方式來(lái)支持化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索活動(dòng)。這種創(chuàng)新的教學(xué)策略不僅能將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與日常生活結(jié)合起來(lái)，而且能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性，從而激發(fā)學(xué)生探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情。

3? ?基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是傳授知識(shí)的途徑，而且是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。面對(duì)新時(shí)代的教育要求，傳統(tǒng)的以結(jié)果為導(dǎo)向的教學(xué)模式已無(wú)法滿足學(xué)生全面發(fā)展的需求。為此，基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略顯得尤為重要。這些策略包括強(qiáng)化微觀理解、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件、聯(lián)系實(shí)驗(yàn)與知識(shí)體系、探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及樹(shù)立科學(xué)的化學(xué)觀念，以全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為他們的終身學(xué)習(xí)和未來(lái)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.1 強(qiáng)化微觀理解，深化實(shí)驗(yàn)認(rèn)知

在化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過(guò)程中，微觀分析能力的發(fā)展至關(guān)重要。這種能力的形成需要學(xué)生深入理解物質(zhì)變化的基本原理，從元素和原子到分子的微觀層面進(jìn)行探究，將微觀視角的洞見(jiàn)與宏觀觀測(cè)相結(jié)合，以解決具體的化學(xué)問(wèn)題。為了培養(yǎng)學(xué)生的這種能力，教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)的微觀層面，調(diào)整和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)原理，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在課堂上，教師需要指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并運(yùn)用微觀理解來(lái)解釋宏觀現(xiàn)象，從而加深學(xué)生的理解和認(rèn)知。通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅能夠更好地理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的原因，而且能夠更牢固地掌握實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)。例如，在教學(xué)“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”時(shí)，教師應(yīng)深入講解濃度、催化劑和溫度對(duì)反應(yīng)速度的作用機(jī)制，可以借助動(dòng)畫(huà)幫助學(xué)生更好地理解和掌握這一微觀邏輯。隨后，教師可以要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，以此加深對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理之間聯(lián)系的理解。這樣的教學(xué)方法不僅能有效提升學(xué)生的微觀分析能力，還能為他們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)科中的深入學(xué)習(xí)和探索奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)聯(lián)系，鞏固知識(shí)體系

在化學(xué)核心素養(yǎng)中，“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力要求學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出科學(xué)假設(shè)，并運(yùn)用邏輯推理驗(yàn)證假設(shè)的準(zhǔn)確性。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這一能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新與優(yōu)化上。教師應(yīng)設(shè)計(jì)與學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)相銜接的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在熟悉的實(shí)驗(yàn)情境中運(yùn)用已有知識(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)和推理，從而培養(yǎng)他們的證據(jù)推理能力。以“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”的教學(xué)為例，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分子運(yùn)動(dòng)理論預(yù)測(cè)溫度變化對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，同時(shí)類比之前學(xué)過(guò)的制氧實(shí)驗(yàn)，探討不同催化劑對(duì)反應(yīng)速率的潛在作用。通過(guò)這種方式，學(xué)生不僅能夠進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)與推理，而且能提升基于證據(jù)進(jìn)行推斷的能力，為未來(lái)的化學(xué)學(xué)習(xí)和實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

化學(xué)核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的培養(yǎng)要求學(xué)生能夠基于問(wèn)題和假設(shè)來(lái)設(shè)計(jì)研究方案，并利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)和調(diào)查等方法進(jìn)行探究。這一素養(yǎng)的培養(yǎng)在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中至關(guān)重要。具體而言，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難度，以確保學(xué)生能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程。在課堂上，學(xué)生應(yīng)被鼓勵(lì)以小組形式合作，共同探討實(shí)驗(yàn)話題，以此培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神和探索欲。在課程的最后階段，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生思考是否存在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步改良的可能性。這樣做的目的是鼓勵(lì)學(xué)生提出有意義的問(wèn)題，并借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)去探尋這些問(wèn)題的答案，從而提升他們的科學(xué)探究能力。

3.4 樹(shù)立化學(xué)觀念，提高綜合素質(zhì)

在高中化學(xué)教學(xué)中，核心素養(yǎng)的“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”維度要求學(xué)生必須具備安全操作的化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)，并深刻地理解化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展方面所起到的作用。同時(shí)，學(xué)生應(yīng)對(duì)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境在可持續(xù)發(fā)展中的重要意義有所認(rèn)識(shí)。為了改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，化學(xué)教師應(yīng)致力于減少有害化學(xué)物質(zhì)的用量，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置的密封性能，推動(dòng)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)化學(xué)品和試劑的再利用，從而避免浪費(fèi)和降低對(duì)儀器設(shè)備的損耗。這些舉措均是落實(shí)綠色化學(xué)原則的重要步驟。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)積極搜集與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密相關(guān)的應(yīng)用案例，并對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其更貼近學(xué)生的日常生活。

綜上所述，將核心素養(yǎng)融入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)提升至關(guān)重要。通過(guò)改進(jìn)教學(xué)策略，不僅能夠提升學(xué)生的微觀分析能力、實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)探究精神，而且能夠培養(yǎng)他們對(duì)化學(xué)學(xué)科的深刻理解和長(zhǎng)遠(yuǎn)興趣。教師作為引導(dǎo)者，需要不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，確保學(xué)生在安全、綠色、高效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中探索化學(xué)的奧秘。隨著這些策略的實(shí)施，期待培養(yǎng)出更多具備批判性思維、創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感的化學(xué)學(xué)習(xí)者。

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