學科核心素養背景下的高中化學探究實驗教學研究

燕衛東

高中化學的核心素養是讓學生用科學的探索精神來進行學習，學生的科學精神、紀律性思維、動手操作能力、責任心非常好的協作與交流能力，對于他們日后培養化學思維都是至關重要的。化學教學的根本宗旨是發展學生的化學核心素養。

一、高中階段化學科目的核心素養

在現行教育標準之下，理論的預備學習和創新的教學模式形式豐富多樣。教師要通過激發學生的學習興趣，鼓勵學生動手和動腦，提高學生的實踐能力、創新能力和批判性思維的發展。這有利于學生培養好奇心和內在學習動機，有助于學習化學、學好化學。

二、傳統高中化學實驗教學存在的主要問題

（一）實驗教學滯后，教學內容陳舊，更新速率較慢

在進行高中化學的實驗教學時，一般都是教師帶領學生展開實驗，缺少學生自主創造的設計性實驗和綜合性實驗，無法滿足學生的實際需要，同時不能夠擴大學生的知識儲備量。而典型的驗證性實驗，只能夠在某些方面磨煉學生的動手實操能力，加深理論教學中一些基本概念的理解，但是事實上因為實驗機理與流程早已在書本中有所解析，減弱了學生對實驗知識的興趣，同時限定了學生自由思考問題的空間，無法培養學生的創新能力。

（二）學校教學實驗儀器設備落后

數量上無法滿足學校的教學實踐需要，儀器設備經費有限，教學儀器設備更換速率也較慢，學校教師無法很好地了解實驗設備的基本構造和應用要領。此外，實驗室容納的人數量較多，又無法適當擴大實驗設備的數量，大多是由幾個人一起使用同一個儀器，這樣無法讓每位學生都親自動手使用，甚至個別學生也可能不會參與其中，學生的動手能力無法得到有效的提高。

（三）受到學校實驗教學課時的影響，實驗室對學生的開放時間不夠

在教學過程中，受儀器和場地的制約，校方不得不規定學生在規定時間做規定的實驗，這樣一來就會造成大量的實驗快速完成，不能給學生留下深刻的印象，學生只是粗略了解實驗過程。同時，實驗室往往處在封閉的狀態，學生根本無法提前進行演練，這對提升質量與效果幫助不大。

三、加強數字化教育手段的應用

通過電子設備等在高中實驗課堂中的運用，能夠積極地擴大單元學習的知識填充。在學習資源得到強化的同時，可以有效對課堂的信息進行拓展。學生在課堂上獲得的知識增加得益于現如今科學技術的迅猛發展，相對于傳統教育，他們能在課堂上獲得的信息密度大大增加，這對他們整體素質的提高有著極大的幫助。當下利用視聽材料進行講學是學校開展化學實驗指導中的一種重要輔助手段，由于上課時間有限、實驗室實驗條件的限制以及實驗安全等原因，教師可以把自己進行實驗操作的音頻材料上傳到學校網站上。這樣無論學生是否在校，都可以實時進行資料的搜索，掌握不同老師實驗進程的最新動態。通過應用數字化教學，學生可以自主地研究其他學者的學習成果，通過網絡下載各種輔導材料，實時或者非實時進行相關課程的視聽學習，進一步提高學習效果。如果學生在閱讀過程中有不了解的內容，還可以直接與專業人員進行交流和討論。

例如，化學實驗“氯氣的性質”，其主要目的是讓學生明白氯氣與水反應的現象以及本質，因此在對學生進行這方面的原理教學時，可以使用數字化設備中的多媒體技術，通過視頻等向學生展示實驗的操作步驟，讓學生明白如何使用一些實驗儀器，做這個實驗應該避免哪些錯誤操作等，以此來幫助學生更好地了解這個實驗的操作方法，便于他們日后進行獨立操作。

四、進行深入淺出的提問

在高中化學實驗教學過程中，教師在提問時需要充分結合學生的高中化學知識儲備量和高中化學實驗的教學目標，并針對這些要求對學生進行深入淺出的提問，同時還要注意在提問時題型需要與學生的認知水平和個人的能力相對應。問題的提出主要是檢驗學生對所學知識的應用能力，對于已經牢牢掌握基礎問題的學生還可以提出一些創新題。另外，分層問題教育主要基于因材施教的理論，因此教師需要充分理解因材施教的含義。在高中化學實驗教學的基礎上，因材施教內容主要包括兩個方面：一方面它所指的是學習者。教師只有掌握了學生知識水平和知識結構的特點，才不會出現知識講授與接收“斷層”的情況。無論是在課堂還是在實驗室，高中化學教師都需要針對不同的學生設計詳細而精巧的問題，以達到更好地滿足學生個人學習需求的目的。另一方面它是指高中化學實驗課堂上教學內容的屬性和維度。基于學生的學習程度，需要逐步提出和深化相關的化學問題，讓學生在學習中積極探索化學實驗的內涵，激發他們的學習興趣。解決難點往往需要經歷四個步驟：感悟問題、判斷問題、提出假想、驗證問題。高中階段化學科目中的問題教育，可以在很大層面上培育學生的科學品質與思考能力，在一定程度上能夠使學生由被動轉變為主動，幫助他們吸收化學知識，從而進一步提高他們自主學習、分析、解決問題的能力。

例如，在學習“液體沸點的測定”中，在實驗結束之后，教師可以提問學生：液體的沸點是怎樣測得的？蒸餾水的流入以及流出方式是怎樣的？體系內若出現雜質氣體會產生什么情況？往其中加入沸石的目的是什么？等等。教師可以通過學生對這些問題的回答，來檢驗他們是否理解課程內容。對學生進行深入淺出的提問，是完全符合學生學習進程的。

五、合理利用翻轉課堂，制訂教學規劃

在不斷進步和發展的進程中，應用型人才的需要對學生的化學素質提出了更高的要求。如果他們想更好地適應新工科背景之下的高中化學實驗構建，就需要著重發展自己的自主學習能力。對高中化學實驗課程的教育方案進行革新是提高學生有效學習能力的首要途徑，因此在今后的高中教育中，需要教師和學生一起積極尋求在此大背景下的新教學方法，并不斷提高學生的創造性學習能力。授課計劃是課堂教育教學的首要階段，對課堂實施的高效性和學生自主性的成長有很大影響。同時針對教學過程中的障礙與問題，高中生能夠在同伴與教師身上尋找幫助，從而利用翻轉課堂所提供的教學資源平臺獲得支持。教育優化階段的重點是通過調動高中生的內在學習動機，確定學習目標，制訂學習規劃，監督教學過程，從而培養高中生獨立學習的基本能力。在課程的預備階段，教師按照學生的共同特征成立小組，并與小組的所有成員建立聯系。在小組合作階段，小組成員首先介紹他們的優勢和興趣。其次，討論學習內容。再次，學生結合自身的優勢和興趣進行小組任務的協作。最后，小組成員根據各自的分工準備和完成相關材料，并在小組研究和討論材料選擇之后制訂最終計劃。在不斷發展與進步的過程中，社會對學生的綜合素質提出了更高的要求。如果高中生想要更符合社會的發展需要，就必須重視發展自己的自主學習能力。在今后的學校教育中，將要求教師與學生一起主動地探索在翻轉教學下的新型教學模式，從而提高學生的主動學習能力。

六、結合歷史材料，創設問題情境，引入主題

在進行高中階段的化學教學時，對于課堂中的教學來說，營造良好的課堂氛圍是非常重要的。課堂氛圍能夠直接影響到學生的學習成效，特別是高中階段的學生。以往的高中化學課堂教學氛圍是比較嚴肅、安靜的，僅僅是教師在講臺上講，學生則安靜地聽，這不利于學生的學習。所以，教師應轉換一下課堂的教學方式，結合科學實驗來進行講授，首先就是要營造活躍的課堂氛圍，促進教師與學生之間的交流與互動。在高中化學學科教育教學當中，有效的提問具有一定的作用。對于教學內容的提問，教師要依據教學重點、教學目標、教學難點以及學生的認知程度來設計啟發性的提問，要體現出教學內容的中心，具有思考意義。在高中化學課堂教學中，結合化學的歷史與化學故事來展開問題情境的創設，能夠更符合學生的個性化特征，可以有效啟迪學生自主地展開科學探析活動。化學是一門邏輯性非常強的科目，因此其學習難度也不小，為了幫助學生更好地提高興趣，高中化學教師在課堂教育教學中應掌握化學歷史材料的運用，創建一些有利于學生科學意識、核心素養提高的有效提問教學，提高高中階段化學科目教學的成效，促進學生的全方位發展。

比如，在學習“鋁 金屬材料”這一內容時，為了讓學生認識到鋁的關鍵應用，了解工業上金屬鋁的冶煉環節。任課教師在進入本次課主題之前，可以給學生講一講相關的化學史料，讓學生知道冶煉鋁的技藝是霍爾發明的，之后鋁才慢慢地得到應用。當學生的興趣到達較高的一個點時，教師可以進行有效的提問：“冶煉鋁的技藝為什么這么晚才起步呢？工藝環節是什么？”在這樣的問題情境之下，學生的注意力會得到一定的集中，有助于他們核心素養的培育。

在學生對這些概念感興趣的前提之下，教師可以引入相關的實驗教學，帶領學生一起探究鋁的化學和物理性質。在這些方法的指導下，學生的自主學習能力可以得到提高，增加了學生的學習空間和自由度，在根本上消除了學生對學習的排斥，從而確保了學生自主學習能力的提升。