實驗教學下學生化學核心素養的培養

林嫻

摘 要：核心素養是教育教學中關注的熱點話題，發展學生的核心素養對全面推進素質教育具有重要意義。學生化學核心素養的培養決定著化學教學的質量。化學是一門以實驗為基礎的自然學科，高中化學有很多實驗都滲透著化學核心素養，文章通過氫氧化亞鐵制備的實驗教學實例，淺析化學實驗教學過程中對學生化學核心素養的培養策略。

關鍵詞：化學核心素養;化學實驗;教學實例;培養策略

中圖分類號：G633.8? ??文獻標識碼：A

一、引言

在教育部發表的《教育部關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》中，多次提到“核心素養”，具體要求研究制訂“各學段學生發展核心素養體系”，并在“修訂課程方案和課程標準”時“依據學生發展核心素養體系，進一步明確各學段、各學科具體的育人目標和任務”。學生發展核心素養體系的構建體現了“以學生發展為本”的素質教育理念，對于全面推進素質教育具有重要意義。

二、化學核心素養

核心素養是指學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應終身發展和社會發展的必備品質與關鍵能力。學科核心素養是指通過學習某學科的知識與技能、思想與方法而習得的重要觀念、關鍵能力和必備品質。《普通高中化學課程標準（征求意見稿）》中指出：化學核心素養包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認識”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”五個維度。化學作為高中課程體系中的重要課程，應突出學生化學核心素養的培養，促進學生的全面發展，從而不斷全面推進素質教育。

三、化學實驗教學是培養學生化學核心素養的重要途徑

化學是一門以實驗為基礎的自然學科，高中化學有很多實驗都滲透著化學核心素養，通過化學實驗的教學，可以培養學生的實驗操作能力、觀察能力、分析能力和探究能力，使學生在感受化學實驗魅力的同時，將宏觀現象與微觀探析緊密結合，從而進一步加深對化學理論知識的理解，又通過對實驗“異常”現象的分析和探究，以及對實驗方案的設計和改進，提高了學生的科學探究能力與創新意識。因此，在高中化學教育教學中，實驗教學是培養學生化學核心素養的重要途徑，可通過強化實驗教學課程的構建來培養學生的化學核心素養。

氫氧化亞鐵制備的教學實例

人教版化學必修1第三章《金屬及其化合物》中《鐵的重要化合物》【實驗3-9】（教學實例）：氫氧化亞鐵的制備。

【教師演示實驗】先往試管中滴加少量FeSO4溶液，然后滴管垂直懸空滴入NaOH溶液。

【學生觀察現象】學生觀察到的是灰綠色絮狀物質，最后沉淀變成紅褐色，基本上看不到教材描述的Fe（OH）2

白色絮狀沉淀。

【教師創設問題情境】實驗現象的“異常”引發了學生的疑問和思考：為什么觀察不到Fe（OH）2白色絮狀沉淀這個現象？

【教師引導學生分析】Fe（OH）2中鐵元素是+2價，從氧化還原的角度分析，+2價是鐵元素的中間價態，既有氧化性又有還原性，而Fe（OH）3是紅褐色沉淀，由此可推出，實驗過程中觀察不到Fe（OH）2白色絮狀沉淀這個現象，是由于Fe（OH）2有較強還原性，極易被氧化。

【學生】“噢，原來是這樣！”學生豁然開朗。

【教師繼而拋出問題】制備氫氧化亞鐵過程中，什么因素可能會導致Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3？

學生通過前后桌4人分小組展開討論分析，發現Fe（OH）2沉淀迅速由白色變為灰綠色最后變為紅褐色的“罪魁禍首”是溶液中和外界空氣中的O2，反應原理為4Fe（OH）2+O2+2H2O =4Fe（OH）3。學生討論中也對該實驗提出了改進措施：創造無“O2”的環境。

【教師抓住學生的興趣點再次提出疑問】實驗操作上可以采取哪些改進措施來創造無“O2”的環境，從而制取較純凈的Fe（OH）2？

【學生動手嘗試改進裝置做實驗】教師通過讓學生進行小組實驗來探究如何制取較純凈的Fe（OH）2，學生通過動手做實驗，經過不斷分析不斷改進，最后成功制備出較純凈的Fe（OH）2。

【學生進行反思總結】改進后的實驗設計：往試管里滴加少量新制備的硫酸亞鐵溶液（溶液中有少量Fe粉），再向其中滴入幾滴植物油，用長膠頭滴管吸取氫氧化鈉溶液，將滴管尖端伸入試管中液面以下，逐滴滴入氫氧化鈉溶液（配置NaOH溶液的蒸餾水先進行加熱煮沸以除去蒸餾水中溶解的O2），如圖。

通過課堂上演示實驗的“異常”現象引發學生的思考，以小組的形式對問題展開討論分析，從而加深對氫氧化亞鐵的不穩定性、強還原性的認識，培養了學生“證據推理”和“宏觀辨識與微觀探析”的化學核心素養，同時，創設問題情境讓學生動手做實驗探究氫氧化亞鐵的制備方法，培養了學生“科學探究與創新意識”的化學核心素養，學生在整個實驗過程中不僅收獲了知識，更在學習過程中強化了實事求是的科學精神、嚴謹的科學態度和勤于思考、善于反思總結、勇于探究、敢于創新的科學素養。

最后，教師展示另外一種制備Fe（OH）2的實驗裝置——在氫氣氛圍中制備Fe（OH）2，如圖，讓學生思考、探討，總結出該裝置制備氫氧化亞鐵的實驗原理：利用H2排除了裝置中的空氣，創造了無O2的氛圍，同時通過H2將I中生成的FeCl2溶液壓入Ⅱ中（物理學中壓強原理）與NaOH反應生成Fe（OH）2，既體現了學科之間的緊密聯系，又再次強化了制備氫氧化亞鐵的關鍵——創造無“O2”的環境，培養學生“模型認識”的化學核心素養，從而提升了學生的化學思維品質。

四、結語

化學實驗作為化學課程的重要組成部分，本身就極具操作性、探究性、創新性，通過實驗教學，教師不僅能提高學生的學習興趣和求知欲，充分發掘學生的探究潛力，培養學生的科學探究和創新意識，使學生掌握科學的研究方法，還能加深對化學概念、理論知識的理解，有助于學生構建知識框架，提高科學素養。

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