葉巧芳
【摘? 要】高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng),這個(gè)培養(yǎng)的過程往往都是需要在化學(xué)課堂中體現(xiàn)?;诖?,筆者在本文分析了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展意義以及現(xiàn)狀,并且概述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容,接著從三個(gè)方面闡述了如何開展有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué),最終促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);核心素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)教學(xué);策略
化學(xué)這門課程是一門實(shí)用性很強(qiáng)的學(xué)科,它不斷提高人類的生活生產(chǎn)水平。英國著名的科學(xué)家波義耳曾說過:“化學(xué)是實(shí)驗(yàn)的科學(xué),空談無濟(jì)于事,實(shí)驗(yàn)決定一切?!币虼?,高中化學(xué)教師在實(shí)際的教學(xué)過程中必須給予實(shí)驗(yàn)足夠的重視,通過多樣化的教學(xué)策略來改善和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得更加有效,強(qiáng)化學(xué)生對高中化學(xué)這門課程的認(rèn)識,從而真正發(fā)揮出化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值。
一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析
在我國目前的高中化學(xué)課堂上,并沒有專門的實(shí)驗(yàn)課,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是分散于教學(xué)課堂中。很多教師都認(rèn)為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力較差,讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作浪費(fèi)課堂時(shí)間,影響了教學(xué)進(jìn)度。對此,很多教師采取直接播放實(shí)驗(yàn)視頻的教學(xué)理念,甚至是直接讓學(xué)生將整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)背誦下來,而學(xué)生根本不懂整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理。許多學(xué)生觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象只看表面現(xiàn)象,缺乏探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的內(nèi)在本質(zhì),以及存在學(xué)生只動(dòng)手不動(dòng)腦的普遍狀態(tài),這也就導(dǎo)致了學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)難以養(yǎng)成。眾所周知,授人以魚不如授人以漁。面對這種情況,高中化學(xué)教師更應(yīng)該將化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿于化學(xué)課堂教學(xué)中,讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)會分工和合作,幫助學(xué)生更好地內(nèi)化知識,掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和規(guī)律,只有這樣,才能提升學(xué)生的化學(xué)能力,學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)才能得到更好的培養(yǎng)。
二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容
2017年,教育部頒布了新課程標(biāo)準(zhǔn),提出了包含“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等五個(gè)方面的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求。由此可以看出在新課程標(biāo)準(zhǔn)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作用變得更加明確。根據(jù)高中化學(xué)新課程的標(biāo)準(zhǔn),2019年版蘇教版高中化學(xué)課本將高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)分成以下幾種類型:
第一種:觀察思考。例如:“焰色反應(yīng)”“銨根離子的檢驗(yàn)”“電解飽和食鹽水”等等。這一類型的實(shí)驗(yàn),通過教師的實(shí)驗(yàn)演示,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,讓學(xué)生結(jié)合已有的知識和經(jīng)驗(yàn),學(xué)會推測物質(zhì)性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生能夠主動(dòng)地應(yīng)用元素周期律,應(yīng)用類比分析思維和演繹推理思維,去預(yù)測反應(yīng)的現(xiàn)象和歸納物質(zhì)性質(zhì)。
第二種:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn)。例如:“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”“粗鹽中雜質(zhì)離子的去除”等。這類的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)操作,熟悉各類化學(xué)儀器的使用方法和規(guī)范操作。明確各個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的和要求,通過配制、分離、提純、制備等各種實(shí)驗(yàn)方法完成化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),動(dòng)手學(xué)會化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。其中要求學(xué)生熟練掌握的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器有燒杯、酒精燈、天平、容量瓶等等;要求學(xué)生必須熟練掌握的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作有稱量、集氣、過濾、定容等等。這類的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈?qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
第三種:實(shí)驗(yàn)探究。例如:“區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉”“加碘鹽中碘元素的檢驗(yàn)”。這類實(shí)驗(yàn)對學(xué)生思維有了更高的要求。針對學(xué)生對這類探究性實(shí)驗(yàn)無從下手的現(xiàn)狀,教師可以通過適當(dāng)引導(dǎo),分配任務(wù),讓學(xué)生主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過討論、自學(xué)、查閱資料等各種方式,分工合作并學(xué)會實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì),理解應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理并明確實(shí)驗(yàn)思路。學(xué)會運(yùn)用現(xiàn)象對比、數(shù)據(jù)分析、原理歸納等方法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中體驗(yàn)過程、體會現(xiàn)象、理解原理,在已學(xué)的物質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)之上再利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究另一種物質(zhì)的性質(zhì),去探索未知的化學(xué)知識。這類實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的綜合性和復(fù)雜性,對于學(xué)生化學(xué)綜合能力的提升具有一定的推動(dòng)作用。
三、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略
下面筆者將以2019版蘇教版第二冊專題8第二單元《乙酸》為例來闡述如何在高中化學(xué)課堂實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
(一)創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景
一般情況下,學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)完成度不高主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是因?yàn)閷W(xué)生難以理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理等等,另一方面就是學(xué)生本身的主動(dòng)參與程度不高。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景的創(chuàng)設(shè),則可以很好地激發(fā)出學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生能夠產(chǎn)生出較為強(qiáng)烈的興趣之后,他們也就可以更加主動(dòng)地參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程中。因此,高中化學(xué)教師可以通過創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景來開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以融入具有趣味性和啟發(fā)性的內(nèi)容,形成更加生動(dòng)、更加有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景。比如,在學(xué)習(xí)《乙酸》的時(shí)候,課前布置學(xué)生與家長合作完成烹飪“糖醋魚”,讓學(xué)生對本節(jié)課有種期待。課堂引入時(shí),教師首先為學(xué)生展示了一段×××同學(xué)烹飪糖醋魚的視頻。當(dāng)學(xué)生看到本班同學(xué)出鏡制作烹飪“糖醋魚”的視頻時(shí),一下子來了精神,趁此機(jī)會教師引入本節(jié)課課題《乙酸》,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
為此教師設(shè)計(jì)了本節(jié)課的第一個(gè)探究活動(dòng)——活動(dòng)一:撩開乙酸的面紗——初探乙酸
1.用你的實(shí)驗(yàn)方法去認(rèn)識乙酸,并結(jié)合生活常識歸納乙酸的物理性質(zhì)。
2.同桌合作組裝乙酸的球棍模型,并寫出乙酸的 分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式及官能團(tuán)。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別乙醇和乙酸,探究乙酸的酸性。
可供選用的藥品:碳酸鈉溶液、紫色石蕊溶液、鋅粒、生銹的鐵釘?shù)?。完成?shí)驗(yàn)后小組討論:
(1)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出乙酸什么性質(zhì)?還有其他方案證明嗎?
(2)乙酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)還是弱?為什么?
(3)乙醇和乙酸都含有羥基,為什么乙醇不顯酸性,乙酸顯酸性?(提示:羥基所連的原子團(tuán)有什么不同?)
通過教師的引導(dǎo),學(xué)生能夠應(yīng)用已有的化學(xué)知識去完成實(shí)驗(yàn)1和2的內(nèi)容,并從顏色、狀態(tài)、味道等方面歸納了乙酸的物理性質(zhì),得出乙酸的結(jié)構(gòu),并了解了乙酸的官能團(tuán)——羧基。實(shí)驗(yàn)3的設(shè)計(jì)對于高一年級的學(xué)生有點(diǎn)小難度,但通過教師的啟發(fā)回顧酸的通性,很多學(xué)生設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作,通過乙醇和乙酸分別和碳酸鈉溶液、紫色石蕊溶液、鋅粒、生銹的鐵釘反應(yīng)的不同現(xiàn)象來鑒別出乙醇和乙酸。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)后的小組討論也理解了為什么醇羥基不顯酸性,而乙酸中的羥基顯酸性,建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)思想。
高中化學(xué)教師通過這樣創(chuàng)設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景,學(xué)生更容易進(jìn)入到學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)中,并且認(rèn)真且仔細(xì)地探究和分析物質(zhì)的性質(zhì),最終促進(jìn)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)得到更好的培養(yǎng)。
(二)合理劃分實(shí)驗(yàn)小組
分組實(shí)驗(yàn),不僅可以很好地將學(xué)生放在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的主體位置,而且還可以讓每一個(gè)學(xué)生都發(fā)揮出自身的作用,使學(xué)生正確認(rèn)識自己在實(shí)驗(yàn)小組的價(jià)值所在,讓學(xué)生更有自信地參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中。因此,高中化學(xué)教師可以通過合理劃分實(shí)驗(yàn)小組來展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以仔細(xì)分析每一個(gè)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)以及心理特點(diǎn),再對學(xué)生進(jìn)行分組,確保每一個(gè)學(xué)生都能有自己所需要負(fù)責(zé)完成的化學(xué)任務(wù)以及表現(xiàn)自己的機(jī)會。這樣既可以讓小組之間相互監(jiān)督、合作完成化學(xué)實(shí)驗(yàn),而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)與創(chuàng)新意識。比如,在學(xué)習(xí)“乙酸的酯化反應(yīng)”時(shí),教師設(shè)計(jì)了活動(dòng)二:糖醋魚香味從何來——酯化反應(yīng)之探。教師將學(xué)生分成四個(gè)組,按(圖1)裝置進(jìn)行酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的探究,不同的是對四個(gè)組設(shè)計(jì)了不同的條件做對比實(shí)驗(yàn)。第一組同學(xué)A試管加4粒沸石、3mL乙醇、2mL濃硫酸和2mL乙酸,B試管加4mL飽和碳酸鈉溶液;第二組同學(xué)A試管加4粒沸石、3mL乙醇和2mL乙酸,B試管加4mL飽和碳酸鈉溶液;第三組同學(xué)A試管加4粒沸石、3mL乙醇、2mL濃硫酸和2mL乙酸,B試管加4mL水;第四組同學(xué)A試管加4粒沸石、3mL乙醇和2mL乙酸,B試管加4mL水。
學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)后,不同組的學(xué)生得到不同厚度的油狀物。第一組3.0mL,第二組幾乎沒有,第三組2.2mL,第四組幾乎沒有。但第二組和第四組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)雖然沒有油狀物生成,B中的液體卻增加。接下來我拋出問題進(jìn)行分組討論:(1)通過一、二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出濃硫酸的作用是什么?(2)通過二、四組的現(xiàn)象判斷生成物是不是純凈物?若不是,雜質(zhì)有哪些?(3)通過一、三組的現(xiàn)象說一說飽和Na2CO3溶液有什么作用?而學(xué)生由上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析很快得出問題的答案。通過合理分組,讓每一個(gè)學(xué)生都參與到探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,并體會到實(shí)驗(yàn)條件的控制對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生不同的結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生定量數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)對比的化學(xué)思維,還可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)。
(三)注重聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活
現(xiàn)實(shí)生活是化學(xué)知識的產(chǎn)生來源,同樣也是化學(xué)知識的最終歸宿。但是很少有學(xué)生會發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn),反而還會認(rèn)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)與自己的現(xiàn)實(shí)生活很遙遠(yuǎn),而這樣的化學(xué)學(xué)習(xí)理念對學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是沒有積極作用的。因此,高中化學(xué)教師需要注重聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活來展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以借助生活中的某些現(xiàn)象向?qū)W生講解某個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理;也可以將生活實(shí)踐融入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。這樣,可以讓高中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容變得更加豐富,學(xué)生的化學(xué)視野也就會得到一定的開拓,而且可以促使學(xué)生的化學(xué)綜合能力得到明顯提升,并幫助學(xué)生建立“性質(zhì)決定用途”的重要化學(xué)思想。比如,在學(xué)習(xí)“乙酸的用途”的時(shí)候,首先,教師可以讓學(xué)生提前了解醋酸在生活中的用處,再通過播放視頻:醋酸在生活中的妙用,以此引導(dǎo)學(xué)生開展交流討論乙酸的用途,學(xué)生在交流和討論中用本節(jié)課所學(xué)的知識解釋了醋在生活中應(yīng)用,加深了對醋酸性質(zhì)的理解。讓學(xué)生學(xué)會用所學(xué)知識去解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象,能夠理解化學(xué)對人類生活的重大貢獻(xiàn)。讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)習(xí)不再是枯燥的“為了學(xué)而學(xué)”,而是“為了用而學(xué)”,化學(xué)和生活是緊密聯(lián)系的。使學(xué)生對“化學(xué)來源于生活又服務(wù)于生活”有了更深的理解,同時(shí)讓學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)。這一素養(yǎng)的培養(yǎng)也是化學(xué)學(xué)習(xí)更高價(jià)值的體現(xiàn)。
四、結(jié)束語
綜上所述,高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)該只是強(qiáng)調(diào)學(xué)生親身動(dòng)手操作完成化學(xué)實(shí)驗(yàn),更應(yīng)該注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力、現(xiàn)象分析能力、誤差解釋能力、結(jié)論探究能力等其他方面的培養(yǎng),只有這樣,學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)才能得到相應(yīng)的良好培養(yǎng)。因此,高中化學(xué)教師要善于轉(zhuǎn)變自身的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,端正學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度,從而有效促進(jìn)學(xué)生可以成長為當(dāng)前社會所需要的新型人才。
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