促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)實驗教學(xué)實踐研究

何大明

摘要：陶行知強(qiáng)調(diào)“教學(xué)做合一”，在核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學(xué)教學(xué)要想讓核心素養(yǎng)落地，讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)習(xí)過程中得以培養(yǎng)，關(guān)鍵是要尋找到有效的教學(xué)抓手。實驗教學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，化學(xué)實驗教學(xué)的學(xué)科育人功能，對應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。文章以化學(xué)實驗教學(xué)的實踐研究為載體，探究如何通過實驗教學(xué)的優(yōu)化來促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué) 核心素養(yǎng) 實驗教學(xué) 實踐研究

陶行知有一句教育名言，那就是“教學(xué)做合一”，其強(qiáng)調(diào)“先生的責(zé)任就是教學(xué)生學(xué)；教師的教要與學(xué)合一”。在當(dāng)前核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學(xué)教學(xué)要想讓核心素養(yǎng)落地，要讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中得到培育，關(guān)鍵就是要尋找到有效的教學(xué)抓手。只有這樣才能讓教學(xué)做合一真正落到實處，讓核心素養(yǎng)的發(fā)展真正成為現(xiàn)實。

一、實驗是促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地的重要途徑

實驗是自然科學(xué)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要手段，實驗本身又是一個專門的學(xué)問，在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，教師往往只強(qiáng)調(diào)“做”，但實際上實驗本身是有嚴(yán)格要求的，實驗過程也應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)實驗核心素養(yǎng)的。有研究者認(rèn)為，實驗核心素養(yǎng)包括創(chuàng)新能力、信息素養(yǎng)、合作交流能力、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任，同時認(rèn)為在化學(xué)教學(xué)實踐中，應(yīng)重視對化學(xué)實驗基本操作及其原理的理解，選擇重要案例進(jìn)行充分挖掘，及時滲透轉(zhuǎn)化觀與能量觀。從核心素養(yǎng)的角度來看，實驗教學(xué)正是促進(jìn)核心素養(yǎng)落地的重要途徑，具體可以從這樣幾個方面理解：首先，實驗的現(xiàn)象觀察與原理探究，對應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想。其次，實驗的原理確定與具體設(shè)計，對應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)精神與社會責(zé)任。最后，實驗本身就對應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的實驗探究與創(chuàng)新意識。

具體說，實驗的現(xiàn)象是需要觀察的，現(xiàn)象背后的原理是需要探究的，如“探究金屬鈉的性質(zhì)”知識學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以觀察比較的現(xiàn)象是：（1）通常情況下金屬鈉保存在煤油中，可以觀察到金屬鈉的密度比水大、硬度不大、質(zhì)軟、呈現(xiàn)出銀白色的金屬光澤；（2）空氣中的金屬鈉，當(dāng)其暴露在空氣中時，鈉的切面很快變白，失去光澤；（3）金屬鈉放在蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，可以觀察到金屬鈉先融成閃亮的小球，然后發(fā)生劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色的火焰并且生成淡黃色的固體；（4）實驗中金屬鈉放置在水中，鈉與水發(fā)生激烈的反應(yīng)，現(xiàn)象則是鈉浮在水面上融成閃亮的小球，并且四處游動，發(fā)出“嘶嘶”聲響，溶液變成紅色（水中加入了酚酞試液）。通過實驗現(xiàn)象觀察與比較，學(xué)生自然會探究不同現(xiàn)象背后的原因，思考為什么會發(fā)生這些化學(xué)變化，同時多數(shù)學(xué)生會從守恒的角度是對實驗前現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析，而這些過程與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的相關(guān)表述是一致的。還可以引導(dǎo)學(xué)生反思為什么分這樣幾種情況去觀察實驗現(xiàn)象，驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行深入思考，并在思考的過程中走向核心素養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育策略

既然化學(xué)實驗教學(xué)有了培養(yǎng)核心素養(yǎng)的需要，那在具體的實驗教學(xué)中，就需要尋找有效的教學(xué)策略。有研究表明，高中化學(xué)實驗教學(xué)可以從培養(yǎng)學(xué)生實踐操作能力、合作學(xué)習(xí)能力、德育滲透角度培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

策略一：實驗過程中的“手腦并用”策略。

實驗是需要動手做的，但是有效的實驗又不是只動手而不動腦，手腦并用的實驗策略，既符合陶行知先生所強(qiáng)調(diào)的“教學(xué)做合一”，又符合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本指向。在注意安全的前提下，教師可以明確實驗的目標(biāo)——這里所說的明確實驗?zāi)繕?biāo)不一定是現(xiàn)象與原理目標(biāo)，可以是探究性的目標(biāo)，也就是讓學(xué)生知道瞄準(zhǔn)哪個方向去努力，把具體的做與思考過程交給學(xué)生。這實際上是賦予了學(xué)生足夠的空間：不束縛學(xué)生的思維，但是要注意激發(fā)學(xué)生的動機(jī)，這樣學(xué)生就可以形成手腦并用的內(nèi)在驅(qū)動力，從而提升實驗教學(xué)的質(zhì)量。這一努力是指向核心素養(yǎng)中的關(guān)鍵能力培養(yǎng)的。

策略二：實驗過程中的“單兵、組合作戰(zhàn)”策略。

高中化學(xué)實驗內(nèi)容豐富，有的相對簡單，有的比較復(fù)雜。簡單的實驗可以讓學(xué)生獨立自主完成，復(fù)雜的實驗可以讓學(xué)生合作完成，這就類似于單兵作戰(zhàn)與組合作戰(zhàn)。如果說前者是培養(yǎng)學(xué)生自主操作能力的話，那后者就是培養(yǎng)學(xué)生的合作能力。

具體可以看一個例子：“銅與濃硫酸反應(yīng)”的實驗。這個實驗的目的是為了讓學(xué)生認(rèn)識到銅與濃硫酸反應(yīng)可以放出能夠讓紫色石蕊變紅的氣體，而反應(yīng)后的生成物水溶液顯藍(lán)色，進(jìn)而推理出其中有銅離子Cu2+。有教學(xué)經(jīng)驗的老師都知道，這個實驗看起來簡單，但是要想完美操作卻不容易，但是如果教師完全包辦，又不利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，可以考慮這個過程交由學(xué)生去探究并完成。考慮到安全因素，可以讓學(xué)生個體或小組基于自己的思考“指揮”教師的“操作”，如果學(xué)生實驗素養(yǎng)較高，則可以讓學(xué)生自己完成。一個有意義的環(huán)節(jié)是讓學(xué)生對實驗中可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行分類，分這樣的幾種情形：

這三種情形實際上分別對應(yīng)著銅過量和硫酸過量的情形，相應(yīng)的實驗裝置也有所不同，而這也是學(xué)生參與實驗的重要環(huán)節(jié)。濃硫酸過量的時候，學(xué)生在實驗的過程中會分步嘗試：起初有學(xué)生將銅與冷的濃硫酸放在一起，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)生反應(yīng)。于是他們就改進(jìn)實驗，對濃硫酸進(jìn)行加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在溫度升高的過程中，金屬銅的表面會變黑，同時還產(chǎn)生氣泡，生成的黑色物質(zhì)進(jìn)入濃硫酸之后變成了黑色的懸濁液，學(xué)生自然要思考的兩個問題就是：此時黑色的物質(zhì)是什么？產(chǎn)生的氣泡是什么物質(zhì)？而隨著實驗進(jìn)一步加熱，剛剛生成的黑色物質(zhì)又與濃硫酸反應(yīng)，結(jié)果生成了灰白色的細(xì)小的顆粒狀物質(zhì)，同時還產(chǎn)生了一些白煙霧……

在這樣的過程中，學(xué)生邊看邊做邊思考，是一個強(qiáng)度較高的動手動腦、自主合作的實驗過程，對照化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的各個要素可以發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)的落地得以保障。

三、在化學(xué)實驗與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間搭建橋梁

核心素養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)，化學(xué)實驗教學(xué)必須瞄準(zhǔn)核心素養(yǎng)來努力。盡管從理論的角度可以認(rèn)為化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的，通過實驗教學(xué)能更好地培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)。但是，從實踐的角度來看，還是需要教師改變教學(xué)理念，優(yōu)化實驗教學(xué)，只有這樣，才能切實提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

換句話說，在化學(xué)實驗與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間，教師要能夠搭建一個有效橋梁，真正用自己的“教”去引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”，并在學(xué)的過程中實現(xiàn)核心素養(yǎng)的落地。陶行知說過，“先生須一面教一面學(xué)”，尤其是在核心素養(yǎng)的背景下，教師必須認(rèn)識到，自己面臨著一個新生事物，需要從理論學(xué)習(xí)與實踐探索兩個角度積累經(jīng)驗，這樣才能真正在實驗教學(xué)過程中，把握學(xué)生的思維過程，明確核心素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑。

參考文獻(xiàn)

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基金項目：本文系廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度自籌經(jīng)費課題（C類）“促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)實驗教學(xué)實踐研究”，課題編號：2019C380。