基于核心素養(yǎng)的高中化學實驗教學策略

【摘要】實驗教學是高中化學教學的重要環(huán)節(jié)。學生能夠通過實驗操作驗證所學的理論知識，并能在教師的指導下養(yǎng)成正確的學習習慣，從而有效發(fā)展核心素養(yǎng)。因此，基于核心素養(yǎng)的要求，探討高中化學實驗教學高效開展的策略，以期提高學生的實驗探究能力，培養(yǎng)學生的化學技能，為學生的發(fā)展提供保障。【關鍵詞】高中化學；實驗教學；核心素養(yǎng)高中化學教學是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要途徑。教師在日常授課中不僅要做好對理論知識的傳授，還要重視實驗教學的開展，通過實驗教學增進學生對理論知識的理解，有效培養(yǎng)學生的實踐能力及核心素養(yǎng)。但從實際情況來看，部分教師未能正確理解實驗教學要點。這就要求教師及時轉變自身的教學理念，結合實際情況調整實驗教學策略，以在提高教學質量的基礎上，激發(fā)學生對化學實驗的研究興趣。一、高中化學實驗對培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要性（一）有助于深化學生對化學知識的理解化學學習具有較強的操作性，化學實驗則能給學生展示化學現(xiàn)象，讓學生探究其背后的原理。通過參與實驗操作、觀察實驗現(xiàn)象，學生能夠從直觀的實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)抽象的理論知識，從而加深對知識的理解和記憶［1］。在此過程中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)能夠使學生養(yǎng)成嚴謹?shù)乃季S習慣，有助于提高學生對化學知識的應用能力。（二）有助于提升學生的學習興趣為化學實驗的相關知識與學生生活建立緊密的聯(lián)系，能夠有效激發(fā)學生的好奇心和學習興趣。這就要求教師在日常教學中采取適宜的措施，使學生保持積極的學習狀態(tài)，促進課堂教學的有效開展。在此過程中，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)能夠讓學生在感悟化學魅力的同時，逐步樹立正確的化學學習意識，從而順利完成學習任務。二、高中化學實驗教學原則（一）主體性原則在高中化學實驗教學中，學生主體地位是否受到重視、主觀能動性是否得到發(fā)揮，對最終的教學質量高低有著重要的影響［2］。因此，教師應尊重學生在課堂上的主體地位，以學生為中心設計實驗內容，從而推動學生自主學習，達成師生共同成長的目標。同時，教師還需注重自身引導作用的發(fā)揮，在學生遇到問題時給予適時的指導，再通過問答、討論等多樣化的方式，提高學生在實驗課中的參與度，使學生在實驗的過程中深化對化學知識的感悟。（二）探究性原則化學實驗的目標在于幫助學生學習理論知識，并在此基礎上進行深入探究，從而實現(xiàn)教學拓展。因此，教師需遵循探究性原則，采取探究式的教學策略，讓學生能夠主動發(fā)現(xiàn)、探索問題，并通過實驗操作來驗證自己的猜想，進而形成對化學知識的深入理解，學會應用化學知識。同時，教師還需注重培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新意識，鼓勵學生提出自己的想法，體會化學知識的奧妙。（三）趣味性原則趣味性實驗能夠有效激發(fā)學生的參與興趣。因此，教師可結合時事熱點，選擇趣味性的實驗主題，設計有趣的實驗內容，引發(fā)學生的好奇心，讓學生對實驗內容產生探究的興趣，從而推進實驗教學的高效開展［3］。此外，教師還可以利用多媒體、仿真軟件等現(xiàn)代化信息技術，增強實驗的互動性，讓學生在輕松愉快的氛圍中學習化學知識。三、基于核心素養(yǎng)的高中化學實驗教學的具體策略（一）構建教學情境，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析能力高中化學學科涉及的概念等理論知識較為枯燥，可能會使學生產生抵觸心理，這不利于后續(xù)課堂教學的有效開展。而借助直觀、具體的化學實驗現(xiàn)象，能夠解決上述問題［4］。為提升教學質量和學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)效果，教師需要提煉實驗教學、操作等環(huán)節(jié)中的趣味性元素，結合教學內容構建情境，逐步使學生養(yǎng)成良好的化學觀念，增進學生對化學現(xiàn)象及規(guī)律的理解。例如，在教學人教版必修第一冊“物質的量”這一節(jié)時，對于“配制一定物質的量濃度的溶液”的實驗，教師可在實驗開始前構建教學情境，借助動畫、視頻等資源，向學生展示實驗涉及的各種儀器，介紹燒杯、天平及膠頭滴管等儀器的使用方法，隨后引導學生根據(jù)實驗步驟，親自操作這些儀器，配制一定物質的量濃度的溶液。以配制100mL、1mol/L的NaCl溶液為例，首先，學生要計算所需NaCl固體的質量，再將稱量好的NaCl固體放入燒杯中，加入適量蒸餾水，使用玻璃棒進行攪拌，直至固體完全溶解；接著，需將燒杯中的溶液用玻璃棒轉移至100mL容量瓶中，用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒兩到三次，并將洗滌液一并轉移至容量瓶中；然后，可用膠頭滴管向容量瓶中滴加蒸餾水，直至液面與刻度線相切；最后，將容量瓶中的溶液搖勻并轉移至試劑瓶中，貼上標簽。通過這種方式，學生能夠對實驗的操作要點進行學習，并在教師的引導下掌握分析、對比及觀察等實驗流程，加深對“物質的量”這一概念的認識，促進自身核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。（二）優(yōu)化實驗設計，樹立變化觀念與平衡思想1.生活化實驗設計高中化學知識與人們的日常生活有著密切的聯(lián)系。在新課改背景下，教師應遵循學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，引入生活元素設計實驗，拉近化學知識與學生間的距離，以提高實驗教學的實效性。這樣不僅有助于激發(fā)學生的學習動力，還能加深學生對化學學科與日常生活的關系的認識［5］。例如，在教學人教版必修第一冊“鐵及其化合物”這一節(jié)時，教師可以設計生活化實驗，展示鐵及其化合物在實驗過程中的變化，吸引學生的注意力，增進學生對鐵及其化合物的化學性質的理解。以關于鐵單質的還原性的實驗為例，教師可讓學生先在試管中添加2mL的CuSO4溶液，再將一段鐵絲放入其中，靜置一段時間后取出鐵絲，觀察實驗現(xiàn)象。從現(xiàn)象中可以發(fā)現(xiàn)，鐵絲表面會附著一層紅色的物質，這說明鐵絲與CuSO4溶液發(fā)生了氧化還原反應Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。實驗結束后，教師可讓學生以生活實踐的方式，進一步探索鐵及其化合物在日常生活中的應用。具體來說，教師可讓學生圍繞實踐主題，自主搜集資料、整理數(shù)據(jù)，了解鐵及其化合物在建筑材料、交通工具、食品添加劑等各個方面的應用情況。通過這一實踐，學生能夠將所學的化學知識與實際生活相聯(lián)系，提高對鐵及其化合物的化學性質等知識的應用能力。2.探究性實驗設計為推動學生核心素養(yǎng)的發(fā)展，教師應擺脫傳統(tǒng)教學理念的束縛，充分發(fā)揮學生的主體作用，實現(xiàn)對學生自主學習及探究能力的有效培養(yǎng)。這就需要教師在課程開始前，給予學生正確引導，讓學生明確實驗目的，認識實驗所需的材料，并能對實驗流程進行合理設計，試著驗證自己的猜想。通過設計探究性實驗，學生能主動投入實驗過程，實現(xiàn)實踐能力的提升。例如，在教學人教版必修第二冊“硫及其化合物”這一節(jié)時，教師以“二氧化硫的化學性質”為主題，讓學生自主設計實驗。如有的學生將SO2氣體與H2S氣體混合，然后觀察現(xiàn)象，進而發(fā)現(xiàn)混合氣體發(fā)生了反應，即SO2+2H2S=3S+2H2O，該反應體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性。通過這種方式，學生能夠主動參與到化學原理的探究過程中，并能自主完成實驗的設計，進一步認識化學反應中的變化與化學反應平衡。（三）豐富實驗形式，增強科學探究與創(chuàng)新意識1.應用多媒體輔助教學在信息時代下，教學模式相比以往發(fā)生了較大的變化，化學實驗形式也得到了豐富。因此，教師需應用多媒體輔助實驗教學的開展，使原本抽象的理論知識直觀化。教師可將實驗教學重點與流程進行整合，制作成微課視頻，以便學生提前了解實驗方法及操作的注意事項，從而留出足夠的時間用于操作。另外，教師還可以展示反應條件復雜或危險系數(shù)較高的實驗內容，打破化學課堂教學的局限，拓寬學生的知識面。例如，人教版必修第二冊“氮及其化合物”這一節(jié)的教學重點包括讓學生通過實驗探究氨與銨鹽的性質，并學習氨氣的實驗室制備方法。在教學時，教師可將噴泉實驗操作的視頻資料上傳至網絡教學平臺，讓學生提前觀看視頻，并學習噴泉實驗的操作步驟，了解氨氣的制備、收集以及噴泉的形成過程，從而增進學生對實驗原理的理解。另外，教師還可以利用某些軟件展示氨水在農業(yè)中的應用實例，引導學生直觀認識氮及其化合物的實際應用價值，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。2.自主實驗與合作實驗相結合高中化學實驗內容較為豐富，而不同實驗的難度并不一致。這使得教師可根據(jù)實驗的具體內容，選擇對應的實驗形式，以此培養(yǎng)學生的自主操作能力與合作能力。例如，在教學人教版必修第二冊“乙醇與乙酸”這一節(jié)時，為了讓學生探究乙醇與乙酸的主要性質，教師可根據(jù)兩者的異同分別設計實驗。對于乙醇性質的探究，教師可先引導學生分析乙醇的分子結構，推測乙醇可能具有的性質，再自主進行內容相對簡單的實驗。該實驗需要學生操作酒精燈及燒杯等儀器，將干燥的燒杯罩在燃燒的酒精燈上，待燒杯內壁上有霧氣后立即倒置燒杯，向其中倒入澄清石灰水并振蕩。此時，學生會觀察到石灰水變渾濁。這證明了乙醇燃燒后的產物為二氧化碳和水（化學方程式為CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O）。而對于乙酸性質的探究，由于其具有一定的腐蝕性，相關實驗難度較高，因此教師可將學生分為多個小組，讓學生以小組為單位，通過分工合作的方式完成實驗任務。這樣一來，學生能夠充分參與到實驗過程中，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，并且在實驗中相互學習、借鑒，提高自己的實驗探究能力。（四）以社會責任為導向，形成科學態(tài)度科學態(tài)度與社會責任是學生必備的核心素養(yǎng)之一。教師應教導學生以正確的態(tài)度處理實驗數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行批判性的分析，保持對未知事物的好奇心。這有利于對學生的科學素養(yǎng)及探究精神進行全面培養(yǎng)，為學生將來積極投身化學研究打下堅實的基礎。另外，在當前的時代發(fā)展背景下，化學知識在工業(yè)生產、環(huán)境保護、醫(yī)療保健等領域都發(fā)揮著重要的作用。因此，教師應引導學生將化學知識與社會問題相結合，認識自己所承擔的社會責任。例如，人教版必修第二冊“環(huán)境保護與綠色化學”這一節(jié)立足“化學與可持續(xù)發(fā)展”的主題，從多個方面向學生介紹了人類生活與化學之間的關系，旨在使學生養(yǎng)成尊重科學、保護自然的品質。在教學時，教師可向學生展示工業(yè)污染、水資源短缺等相關的真實案例，或組織學生開展環(huán)保實踐活動，使學生深刻體會化