基于發展學生學科核心素養的高中化學實驗教學的思考

張德林

摘要：“核心素養”是指學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。從價值取向上看，它“反映了學生終身學習所必須的素養與國家、社會公認的價值觀”。從指標選取上看，它既注重學科基礎，也關注個體適應未來社會生活和個人終身發展所必備的素養。化學學科也漸漸進入到培養學生核心素養的大熱潮中，因此，高中化學實驗教學應圍繞學科核心素養開展教學，常見措施有突顯化學實驗教學功能，重視實驗探究，并使探究過程與實驗形式多樣化，以培養學生的思維品質、科學精神、變化觀念以及宏觀辨識與微觀探析的意識。

關鍵詞：高中化學實驗；核心素養；創新；化學知識

核心素養是新課程標準的來源，也是確保深化課程改革的基礎。化學學科核心素養包括“化學知識理解”、“化學知識遷移”和“安徽省金寨第一中學境界上自我發展，并著力培養學生的化學學科素養、化學信息素養、化學語言素養、化學思維素養、跨學科合作綜合素養以及情感、態度和價值觀等。

化學是一門以實驗為基礎的學科。化學實驗可以幫助學生建立化學感性認識、建構化學概念體系、認知化學原理規律、激發合作探究欲望和提高化學學習質量。實驗教學是培養學生科學核心素養的關鍵，我們化學教師應該把實驗教學貫穿于每一節課中。為此，筆者就高中化學實驗的核心素養提升的三個層次—化學知識理解、化學知識遷移、化學知識創新發表一下自己的觀點。

一、核心素養之化學知識理解——讓化學實驗更加貼近生活，加深學生對知識的理解

提升學生核心素養的基礎就是加深學生對知識的理解，只有對化學實驗的原理內容了然于心，才能夠向核心素養更高的層面發展。高中化學的主要研究內容是從微觀的角度研究物質的成分、性質及規律，這在一定程度上決定了化學知識的抽象難懂，導致學生對化學學習充滿畏懼之心，對教師的教學活動缺少主動性，而對于強調邏輯思維和動手能力的化學實驗更是敬而遠之，導致化學實驗教學中學生的參與性較小，不利于化學實驗的有效開展，也不能讓學生從實驗中加強對化學理論的理解。

針對這種情況，2017年高中化學新課程標準強調實驗活動在內容上要更加貼近生活，提高實驗的實踐性與應用性，讓學生能夠通過觀察生活中的化學現象，從而提升對化學研究的敏感度，鍛煉學生的觀察能力。例如，教師在講解金屬的化學性質時，要從學生的生活經驗出發，選擇在生活中常見的金屬進行實驗探究，比如鐵、銅等，讓學生從自己的知識儲備中暢談自己對這些金屬的認識，然后進行相關的金屬實驗，讓學生在已有知識的基礎上加深對這些金屬性質的認識。分析近幾年的高考試題也可以發現，現在的高考題目也有很大部分是從與生活有關的事例入手，更加注重學生的學科素養。比如2017年有一道選擇題，列舉了幾種生活用品讓從中選出主要由合成纖維制造的選項，如果學生對生活有一定的了解，很輕易地就能夠選出尼龍繩。再比如：2016年高考題26題提到氨的氧化物是大氣污染物之一，那么如何利用氨的一些性質進行尾氣處理呢？如果掌握了一定的化學知識，我們就能夠根據氨氣的一些特性（比如堿性、密度比空氣小、溶解于水）來進行相應的處理，首先用堿性干燥劑堿石灰進行干燥，然后再用向下排空氣法收集，最后用水作吸收劑進行尾氣處理。學生了解了這個原理一方面會自如地解答這些題目，另一方面也會覺得學習化學很實用，可以解決和我們的生活息息相關的問題，所以在平時的教學中，教師如果能夠把教學過程中的理論知識與生活結合起來，既能加快學生對知識的理解，又能讓學生感受到學習化學的意義，適當緩解學生的學習難度，讓學生在相對輕松的環境中進行學習，從而提高學習效率。

二、核心素養之化學知識遷移

知識遷移就是“一種學習對另一種學習的影響”。教育的目的不僅要使學生獲得知識和技能，更重要的還在于使學生能夠將自己已經具有的知識經驗和認知結構應用到新的問題情境中去，這就是知識的遷移。在高中化學實驗教學中提高學生的知識遷移能力對于提高學生的化學學科核心素養有著舉足輕重的影響。提高學生的知識遷移能力可以從建立良好的認知結構、創設化學問題情境、開展小組合作學習三個方面著手。

1、建立良好的認知結構，促進知識遷移

高中化學教師在教學中運用遷移理論的時候，要善于利用化學實驗在學生原有的認知結構和新知識之間建立連接的紐帶，以幫助學生的認知順利地從原有知識過渡到新知識結構的構建上。教師利用學生的已有知識，循序漸進地引導學生將已掌握的知識進行合理的延伸和拓展，可以很好地消除學生在接觸新知識時產生的困惑和混亂的感覺。比如，講授金屬的腐蝕和保護這一節的實驗課程時，由于經過初中化學的學習，學生已經熟悉了鐵生銹的原因，筆者將書本中的鋼鐵腐蝕實驗提出來，進行了一系列的變形設計，讓學生找出現象的異同點，學生在這樣的對比實驗中，對鐵生銹的本質有了更深入的認識，并且提升了他們解決實際問題的能力。教師還要抓住學生已掌握的化學知識和新知識之間的相似性進行比較試驗，幫助學生掌握其中的規律，從而正確樹立新舊知識之間的關系，提高對新舊知識辨別能力。

2、創設化學問題情境，深化學生的知識理解程度

新課標指出：結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解各種化合物的主要性質，了解他們在生產、生活中的應用，認識其在生產中的應用和對生態環境的影響。所以，高中化學實驗課堂運用一定的情境創設方法，能夠變被動為主動，將學生置于課堂的主體地位，使其自主地進行思索與探究，從而大大提高學生的學習積極性，實現知識的遷移。實驗是化學課程的基礎，通過實驗現象得出的結論十分精準，毋庸置疑。在進行實驗的過程中，常常會出現各種各樣新奇的化學現象，大大地激發了學生的好奇心與求知探索的欲望，學生為了一探究竟，解開謎團，更愿意主動參與其中。當學生的多種感受器官一同融入到化學實驗過程中，大腦皮層的興奮神經會被喚起，更加利于學生腦海中的舊知識與新知識的整合對接，從而達到課堂的預設教學目標并強化學習效果。例如，在觀察水與金屬鈉的反應變化時，教師可以引導學生做如下實驗：將一小塊金屬鈉附著在酒精燈的燈芯處，接著用膠頭滴管滴加幾滴水，會發現酒精燈被點燃。教師向學生說明水火不容的生活常識，用水便能將酒精燈點燃。學生在感嘆實驗現象神奇的同時，在腦海中也會與以往固有的想法形成一種認知沖突，更加想探究原因，得到答案。設計諸如此類的化學實驗，利用其實驗現象帶來的趣味性，來激發學生的好奇心與求知探索的欲望，從而深化學生對知識的理解程度，為他們以后知識的遷移做好鋪墊。

3、開展小組合作學習，提高學生的學習主動性

由于高中實驗難度較大，對學生的理論知識、實驗技能有較高的要求，學生獨立操作無法有效完成實驗。在這種情況下，教師可以采取分組實驗的方法，讓學生以小組為單位進行實驗任務分配，充分調動小組內每一位成員的積極性，保證實驗人員配置的最優化，集思廣益，取長補短，從而提高化學實驗的操作效率，培養學生的合作意識。例如，教師在進行氨的噴泉實驗教學時，可以針對噴泉現象的成因進行分組實驗，各小組設計不同的實驗方案，運用不同性質的化學物質，在進行多次實驗探究下掌握形成噴泉所需要的條件和原理。

三、核心素養之化學知識創新

當今社會我們需要具有創新能力的人才，創新是提高學科核心素養最重要的部分，學生在化學學習中不僅要學好知識還要學會利用學到的知識進行創新。那么學生的創新能力就要在化學實驗中進行培養，讓學生突破當前的化學教學內容局限，不再僅僅局限在已有的化學實驗中，教會學生抓住創新的關鍵，在一步步的變化中找到新突破。如何在化學實驗教學中提高學生的創新素養，可以考慮從以下兩個方面進行：

1、從“紙上談兵”的化學實驗到“眼見為實”的化學實驗的轉變

決定核心素養形成的關鍵在于教育思想的進步與教育制度的健全發展。教師的教育理念會潛移默化影響著學生，因此，對于高中實驗教學，不僅要轉變學生的學習方式，更重要的教師的教育理念也要與時俱進。以前的化學實驗更多的是“紙上談兵”，但是化學是一門需要真正用心觀察，用心研究的課程，它的變化通常會表現的很細微，不易讓人察覺，這些變化是學生通過課本上那些呆板的文字無法體會到的。很多的科學家曾經說過，任何聯系實際的自然學科都源于觀察上面。要通過教會學生觀察和親身體驗讓他們意識到任何的科學成就都離不開對周圍事物和環境等的觀察，必須有了細心的觀察，才能有所發現，有了發現從而進行探究，只有這樣才能知道自己看到的是否是真實的，從而有新的發現和創作。

2、由傳授型實驗教學向探究性實驗教學的轉變

我們現在所做的化學實驗一般是驗證性實驗，很多學校也能認真完成。但這些實驗不需要學生做實驗設計方案，儀器、用品和藥品都是事先準備好的，實驗過程重視的是向學生傳授課本上寫好的觀點結論，并不能訓練學生的發散性思維，而應該多采用開放性、探究性的方式來訓練學生的發散性思維。新課標修訂在必修課程和選擇性必修課程中分別明確規定了9個學生必做實驗，攻擊18個學生必做實驗，突出對學生實驗探究能力的培養。比如在進行乙烯的制取實驗時，筆者嘗試不再像以前那樣把結論一股腦倒給學生，而是引導學生進行探究：1、如果溫度迅速上升到170攝氏度原因是什么呢？2、隨著反應的進行，燒瓶中發生了顏色的變化，能說明什么呢？3、實驗中生成的乙烯會不會有可能含有一些雜質呢？如果有，會是什么雜質呢？4、如果升溫速度變慢，還會有乙烯產生嗎？等等。將這些問題隨著實驗的進行依次拋出來，然后引導學生一一進行驗證。這個質疑探究的過程，就是鍛煉學生思考能力的過程，經過這樣的反復鍛煉學生在未來才有創新的可能。

總之，基于核心素養的高中化學實驗教學是體現化學課程價值的必由之路。教師應該轉變教學觀念，以學生核心素養提升為目標，改革化學實驗教學的方法和過程，關注學生個體知識的建構和應用，創設有利于能力發展的實驗和現實情境，以身作則培養學生的化學核心素養。

參考文獻：

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[2]田野.新課程高中化學實驗教學理念的轉變.《新課程-中旬》，2015-04

[3]蘇偉然.淺談高中化學實驗教學.《雜文月刊-教育世界》2014-11