基于化學核心素養的實驗教學策略

摘要：在元素化合物的教學中，通過設置實驗觀察側重點;設計連續階梯問題;深入開發實驗在教學中的功能;探究如何使實驗效果更顯著培養學生探究能力;在實驗的成功與失敗中培養學生的科學精神;使學生在元素化合物的學習中形成化學核心素養。

關鍵詞：元素化合物;化學核心素養;實驗探究;階梯問題

《普通高中化學課程標準（2017年版）》明確提出“以發展化學學科核心素養為主旨”新課程指導方向，以培養學生核心素養為的教學成為全面深化課程改革的首要目標。學科知識作為塑造核心素養的載體，但所有知識，唯有成為學生實驗探究與實驗實踐時，才能形成素養[1]。化學實驗在激發學生學習興趣、全面落實新課程提出的學科核心素養、深化教學內涵方面，實驗具有不可取代的重要功能。新課標提出化學核心素養：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、實驗探究與創新意識、科學精神與社會責任[2]。化學實驗在學生形成化學核心素養的過程中起到不可替代的支撐作用。基于此化學實驗教學的內涵應在課程標準的指導下不斷深化，不斷優化，高中化學教師更應該積極思考如何更高效的落實化學實驗功能的策略。

一、設置實驗觀察側重點——實驗更高效

元素化合物性質知識具有生動形象的特征。在學生學習過程中不難理解，但是其內容繁雜，如果不能很好的形成知識網絡，學生會產生“易懂難學”的困擾，進一步導致成績難以提高。通過對實驗的觀察，激發學生探究興趣，讓學生在對實驗現象的全面細致的觀察中建立知識的邏輯順序，理解各物質間的聯系從而形成化學核心素養。

在實驗教學中的，由于學生自身能力所限，對實驗現象難以進行全面客觀的觀察，特別是當實驗中出現一些干擾的現象，更會引起學生對實驗觀察上的偏差，進而導致學科素養中難以形成證據推理的思維方法。因此教師可在學生實驗觀察前有針對性的設置實驗觀察側重點，幫助學生更高效的觀察實驗現象。例如在“SO2的化學性質”探究SO2的還原性，可設置觀察點：（1）將SO2的水溶液滴入氯化鋇溶液后現象？（2）再加入過氧化氫溶液后？（3）將SO2氣體通入高錳酸鉀溶液，顏色如何變化？學生在實驗過程中重點觀察設置的觀察點，得到的實驗現象可以實現“證據推理”素養的形成。但是如果學生在實驗中同時觀察到其他的現象，在課堂允許的條件下，教師更應該提醒學生正確認識反常現象，這樣更能激發學生探索欲和求知欲。

二、設置階梯問題——實驗更深入

如何將觀察到的實驗證據進行推理，深化學科思維，形成化學素養。階梯問題的設置可以引導學生由局部到整體，有宏觀現象到微觀實質，自然而然形成化學核心素養。在鈉與水的實驗中，設置問題（1）鈉浮在水面體現那些性質？（2）鈉為什么在反應中融化成小球？（3）導致鈉四處游動的原因是？（4）溶液變成紅色說明什么？在分析現象證據的基礎上，通過推斷鈉的性質，學生認識到物質變化與能量的變化的關系，體味化學素養“變化觀念”。還可進一步引發學生思考生成的氣體是什么？如何通過理論分析和實驗驗證？啟發學生從質量守恒定律元素守恒的角度推氣體成分、氧化還原的角度分析推斷氣體的成分，設計不同實驗驗證、推斷結論學生體會到宏微結合分析問題，培養學生的“證據推理和模型認知”能力，“實驗探究和創新意識”素養的形成得以實現。

三、深化開發實驗功能——實驗效果更顯著

時代變遷，新的教學理念被教師所接受并應用于實際教學中，部分傳統實驗在學生知識網的形成，能力素養的培育過程中作用不明顯，許多教師對部分不再符合新教學理念的傳統實驗加以剔除，能否對這些傳統實驗加以深入探究，挖掘其合理性更充分地發揮其實驗價值，是拓寬學生思維讓學生認識到實驗不是一帆風順、顛覆不滅的，更能體現科學精神素養的養成。

在“鈉的性質”一節中，教師對鈉與硫酸銅溶液反應的實驗常常感到困擾，該反應歷程復雜、實驗現象多變、控制不當還可能發生意外事故。可如果我們深入思考（1）該實驗中鈉與硫酸銅的劇烈反應恰好與初中實驗鐵與硫酸銅進行對比，學生更深刻認知到金屬鈉的活潑性，對學生認識金屬活動性起到實證作用，學生在后續學習元素周期律也準備事實材料。（2）在鈉與硫酸銅反應中，學生除觀察到鈉與水的反應現象外還可能出現鈉的燃燒，黑色物質生成的現象。這對啟發學生辯證看待實驗現象，對反常實驗現象的推理，針對客觀實驗現象的質疑，學生更能體會到化學研究不是一蹴而就、一試即成的。在科學探究的道路上充滿荊棘與困惑，但同時也有柳暗花明的希望，對學生“實驗探究”和“科學精神”素養方面得培育更具有教育價值。

四、危險實驗的分析研究——客觀認識實驗功能

對于中學教學中涉及到有一定危險性的實驗，教師們考慮到學生安全，即使喪失部分實驗功能也寧愿進行嘴上實驗、黑板實驗。可是從培養適合學生終身發展的學科素養來說，教師不可能規避掉所用的危險因素，終有一天學生要獨立面對，過多的保護與防范反而讓學生無法正確認識實驗的危險性進而導致更嚴重的事故。也不利于學生科學精神的養成。例如，銅與濃硫酸的反應中部分小組取用濃硫酸過量導致出現試管炸裂。在實驗結束后組織學生分析（1）為什么出現試管炸裂現象？可能是哪些原因？（2）對于出現實驗危險事故我們應如何處理？在處理過程中應遵循哪些原則？（3）為確保實驗的安全有效，對現有的課本實驗做哪方面的改進？這些問題引發學生思考，讓學生親身感受到實驗的危險性和事故的不可逆性，深刻體會科學探究來不得半點虛假，任何實驗的成功都不是一帆風順的，在進行實驗探究中無論是實驗流程還是試劑的取用都要以標準為準繩。對問題3的分析，學生開闊的思維，提出很多有效可行的方案，教師鼓勵學生對設計的方案加以實踐，學生無論從理論知識還是動手操作能力方面都有不同的體會和提升。

教師不僅不應該刻意回避危險性實驗更應順勢而為，引導學生正確認識和面對意外事故的發生，當然教師也應在教學多次研究，控制危險性實驗的程度即起到教學功能同時確保學生安全。

實踐體現化學實驗無論是三維目標的實現，還是培育學生化學學科素養方面的發揮著無與倫比的功能。目前，作為一個有想法的化學教師更應在新課程理念的指引下主動探究、大膽實踐為培養適應學生終身發展的學科素養養成，深入挖掘實驗教學的功能，讓實驗教學在學生核心素養的養成過程中體現更積極的功能。

參考文獻：

[1]張華.論核心素養的內涵[J].全球教育展望，2016，45（4）： 10-24

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：5-6

[3]張穎霞.金屬鈉的教學實錄與反思[J].化學教與學，2015（6）：58-60

作者簡介：賀蘭（1990.1-），女，陜西咸陽，陜西咸陽中學，二級教師，碩士研究生。