基于學(xué)科核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)策略

摘 要：教育從業(yè)者應(yīng)當(dāng)依據(jù)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的要求，積極探索全新的教學(xué)模式，并且結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)在整個(gè)課程當(dāng)中所占據(jù)的重要地位來實(shí)施相應(yīng)的教學(xué)策略.基于此，文章從新課程改革的視角出發(fā)，根據(jù)“宏觀辨識與微觀探析”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”這四個(gè)維度，針對高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)策略展開深入研究，以供借鑒參考.

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng)；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

中圖分類號：G632 ""文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ""文章編號：1008-0333（2024）36-0096-03

收稿日期：2024-09-25

作者簡介：王喜東（1987.6—），男，江蘇人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，在高中化學(xué)教學(xué)中有著至關(guān)重要的地位.學(xué)生通過細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)過程并親身參與實(shí)驗(yàn)操作，不僅獲取了化學(xué)知識，也培養(yǎng)和提升了化學(xué)素養(yǎng)［1］.鑒于此，教師有必要站在學(xué)科核心素養(yǎng)的視角之上，精心開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)工作，并將其切實(shí)付諸實(shí)施，唯有如此，方能有力地推動(dòng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展.

1 以“宏觀辨識與微觀探析”為視角開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中化學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，培育學(xué)生具備“宏觀辨識與微觀探析”的能力尤為關(guān)鍵.這一過程需要學(xué)生不僅能從宏觀層面觀察物質(zhì)的表現(xiàn)，還要深入到微觀層面去探究其內(nèi)在結(jié)構(gòu)和變化機(jī)制，并且從微觀角度分析其原因［2］.例如（2021江蘇高考適應(yīng)性試卷一第12題）室溫下，通過下列實(shí)驗(yàn)（表1）探究Na2CO3溶液的性質(zhì).

從宏觀辨識角度來看，實(shí)驗(yàn)1中用pH試紙測定0.1" mol·L-1 Na2CO3溶液的pH約為12，這直接表明該溶液呈堿性.在實(shí)驗(yàn)2中，向Na2CO3溶液中加入CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，這能讓學(xué)生直觀地認(rèn)識到溶液中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生了新物質(zhì).實(shí)驗(yàn)3中通入過量CO2后溶液pH降低，說明溶液的堿性發(fā)生了變化.實(shí)驗(yàn)4中滴加少量HCl無明顯現(xiàn)象，也屬于一種宏觀觀察結(jié)果.

從微觀探析角度進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)1中Na2CO3在水中完全電離產(chǎn)生Na+和CO2-3，CO2-3水解產(chǎn)生OH-導(dǎo)致溶液呈堿性，其水解過程為CO2-3+H2OHCO-3+OH-，HCO-3+H2OH2CO3+OH-.在實(shí)驗(yàn)2中，CaCl2電離產(chǎn)生Ca2+和Cl-，Ca2+與CO2-3結(jié)合形成難溶的CaCO3沉淀，即Ca2++CO2-3CaCO3↓.實(shí)驗(yàn)3中通入CO2后，CO2與水反應(yīng)生成H2CO3，H2CO3與CO2-3反應(yīng)生成HCO-3，從而使溶液堿性減弱.實(shí)驗(yàn)4中，少量HCl中的H+與CO2-3反應(yīng)生成HCO-3，因?yàn)镠Cl量少，所以沒有明顯現(xiàn)象，其離子反應(yīng)為CO2-3+H+HCO-3.

2 以“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”為視角開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”這一素養(yǎng)的要求，引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手操作、積極開動(dòng)腦筋，以實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的有效發(fā)展［3］.

例如（2023江蘇高考第11題）室溫下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性質(zhì)，給出了不同的實(shí)驗(yàn)方案，如表2.

3 以“變化觀念與平衡思想”為視角的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在化學(xué)教學(xué)當(dāng)中，突出物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化以及平衡狀態(tài)具有關(guān)鍵意義.這不但涵蓋對物質(zhì)變化特性的認(rèn)知，還涉及在變化進(jìn)程中對平衡概念的理解，以及變化與平衡二者之間的相互關(guān)聯(lián)［4］.

例如（2021江蘇高考適應(yīng)性試卷二第12題）室溫下，通過下列實(shí)驗(yàn)探究NaHSO3溶液的性質(zhì)（表3）.

實(shí)驗(yàn)1中，用pH試紙測定0.1" mol/L NaHSO3溶液的pH約為5，表明溶液呈酸性.從微觀角度來看，NaHSO3在水中電離產(chǎn)生的HSO-3既能電離出H+（HSO-3H++SO2-3），又能水解產(chǎn)生OH-（HSO-3+H2OH2SO3+OH-），而電離程

度大于水解程度，導(dǎo)致溶液顯酸性，這表明學(xué)生在分析問題時(shí)要有平衡思想——兼顧電離平衡和水解平衡.

實(shí)驗(yàn)2中，向 NaHSO3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去，這是因?yàn)?NaHSO3中的+4價(jià)硫具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑KMnO4氧化，發(fā)生氧化還原反應(yīng).

實(shí)驗(yàn)3中，將 NaHSO3和Ba（OH）溶液混合產(chǎn)生白色沉淀，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是HSO-3與OH-反應(yīng)生成SO2-3，SO2-3再與Ba2-結(jié)合生成BaSO3沉淀.此選項(xiàng)要求學(xué)生要考慮到反應(yīng)過程離子種類是否發(fā)生了變化.

實(shí)驗(yàn)4中，向 NaHSO3溶液中滴加稀鹽酸，有刺激性氣體產(chǎn)生，這是因?yàn)镠SO-3與H+反應(yīng)生成了SO2氣體.

這些探究性實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”.學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，能夠深入理解物質(zhì)在反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化過程，以及其中蘊(yùn)含的元素守恒和平衡關(guān)系，進(jìn)而掌握化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律.

4 以“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”為視角的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)推理與模型構(gòu)建”能力至關(guān)重要.這意味著學(xué)生需要學(xué)會(huì)如何在實(shí)驗(yàn)中收集確鑿的證據(jù)，并通過這些證據(jù)進(jìn)行邏輯推理，以得出科學(xué)結(jié)論.此外，學(xué)生應(yīng)該將這些認(rèn)知抽象化，形成模型，并通過假設(shè)和驗(yàn)證的過程，系統(tǒng)地解決化學(xué)問題.這種能力不僅有助于學(xué)生深入理解化學(xué)原理，還能提升他們解決實(shí)際問題的能力.

例如（2021江蘇高考第13題）室溫下，用0.5" mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段時(shí)間后過濾，向?yàn)V渣中加稀醋酸，產(chǎn)生氣泡.已知

Ksp（CaSO4）＝5×10-5，Ksp（CaCO3）＝3×10-9.下列說法正確的是（ "）.

A．0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在c（OH-）＝c（H+）+c（HCO-3）+c（H2CO3）

B．反應(yīng)CaSO4+CCO2-3CaCO3+SO2-4正向進(jìn)行，需滿足c（SO2-4）c（CO2-3）＞53×104

C．過濾后所得清液中一定存在：c（Ca2+）＝Ksp（CaCO3）c（CO2-3）且c（Ca2+）≤

Ksp（CaSO4）c（SO2-4）

D．濾渣中加入醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O

可以采用沉淀轉(zhuǎn)化的模型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：加充足Na2CO3，CaSO4會(huì)全部轉(zhuǎn)化為CaCO3（加HCl沉淀完全消失即可驗(yàn)證）得出結(jié)論c（Ca2+）小于Ksp（CaSO4）c（SO2-4），加少量Na2CO3，CaSO4部分轉(zhuǎn)化為CaCO3最終得到CaCO3和CaSO4混合沉淀（加HCl有沉淀剩余即可驗(yàn)證得出結(jié)論c（Ca2+）等于Ksp（CaSO4）c（SO2-4）.故C選項(xiàng)正確.

通過對這一實(shí)驗(yàn)的分析，學(xué)生可以在實(shí)踐中學(xué)會(huì)收集證據(jù)、進(jìn)行邏輯推理，進(jìn)而構(gòu)建化學(xué)模型，深入理解化學(xué)原理，提升解決實(shí)際問題的能力.

5 結(jié)束語

總之，在當(dāng)前教育背景下，高中化學(xué)教育的核心素養(yǎng)對實(shí)驗(yàn)課程的構(gòu)建起到了關(guān)鍵的指導(dǎo)作用.教師應(yīng)根據(jù)化學(xué)核心素養(yǎng)，從三個(gè)關(guān)鍵方面滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，包括更新教學(xué)方法、創(chuàng)造啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)環(huán)境和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).這些措施有助于將核心素養(yǎng)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生在知識、技能和情感等多方面的全面發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

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王國泰.基于學(xué)科核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)課堂教學(xué)策略［J］.化工管理，2020（3）：18-19.

［2］ 郝桂林.談基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建［J］.學(xué)周刊，2023（12）：93-95.

［3］ 牛曉燕.學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略［J］.教育界，2024（25）：35-37.

［4］ 余建宏.探究基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略［J］.天津教育，2021（36）：104-105.

［責(zé)任編輯：季春陽］