【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí),并能在教師的指導(dǎo)下養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣,從而有效發(fā)展核心素養(yǎng)。因此,基于核心素養(yǎng)的要求,探討高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效開(kāi)展的策略,以期提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)技能,為學(xué)生的發(fā)展提供保障。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);核心素養(yǎng)
作者簡(jiǎn)介:黃鶯(1977—),女,廣西壯族自治區(qū)百色市田林縣高級(jí)中學(xué)。
高中化學(xué)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。教師在日常授課中不僅要做好對(duì)理論知識(shí)的傳授,還要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)增進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力及核心素養(yǎng)。但從實(shí)際情況來(lái)看,部分教師未能正確理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)要點(diǎn)。這就要求教師及時(shí)轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)理念,結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,以在提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究興趣。
一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性
(一)有助于深化學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解
化學(xué)學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的操作性,化學(xué)實(shí)驗(yàn)則能給學(xué)生展示化學(xué)現(xiàn)象,讓學(xué)生探究其背后的原理。通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生能夠從直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)抽象的理論知識(shí),從而加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶[1]。在此過(guò)程中,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)能夠使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣,有助于提高學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。
(二)有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)與學(xué)生生活建立緊密的聯(lián)系,能夠有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。這就要求教師在日常教學(xué)中采取適宜的措施,使學(xué)生保持積極的學(xué)習(xí)狀態(tài),促進(jìn)課堂教學(xué)的有效開(kāi)展。在此過(guò)程中,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)能夠讓學(xué)生在感悟化學(xué)魅力的同時(shí),逐步樹(shù)立正確的化學(xué)學(xué)習(xí)意識(shí),從而順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則
(一)主體性原則
在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生主體地位是否受到重視、主觀能動(dòng)性是否得到發(fā)揮,對(duì)最終的教學(xué)質(zhì)量高低有著重要的影響[2]。因此,教師應(yīng)尊重學(xué)生在課堂上的主體地位,以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,從而推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),達(dá)成師生共同成長(zhǎng)的目標(biāo)。同時(shí),教師還需注重自身引導(dǎo)作用的發(fā)揮,在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)給予適時(shí)的指導(dǎo),再通過(guò)問(wèn)答、討論等多樣化的方式,提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的參與度,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的感悟。
(二)探究性原則
化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)在于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深入探究,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)拓展。因此,教師需遵循探究性原則,采取探究式的教學(xué)策略,讓學(xué)生能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、探索問(wèn)題,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)驗(yàn)證自己的猜想,進(jìn)而形成對(duì)化學(xué)知識(shí)的深入理解,學(xué)會(huì)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)。同時(shí),教師還需注重培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新意識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的想法,體會(huì)化學(xué)知識(shí)的奧妙。
(三)趣味性原則
趣味性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ъぐl(fā)學(xué)生的參與興趣。因此,教師可結(jié)合時(shí)事熱點(diǎn),選擇趣味性的實(shí)驗(yàn)主題,設(shè)計(jì)有趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,引發(fā)學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生探究的興趣,從而推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效開(kāi)展[3]。此外,教師還可以利用多媒體、仿真軟件等現(xiàn)代化信息技術(shù),增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)性,讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。
三、基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體策略
(一)構(gòu)建教學(xué)情境,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析能力
高中化學(xué)學(xué)科涉及的概念等理論知識(shí)較為枯燥,可能會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生抵觸心理,這不利于后續(xù)課堂教學(xué)的有效開(kāi)展。而借助直觀、具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能夠解決上述問(wèn)題[4]。為提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)效果,教師需要提煉實(shí)驗(yàn)教學(xué)、操作等環(huán)節(jié)中的趣味性元素,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建情境,逐步使學(xué)生養(yǎng)成良好的化學(xué)觀念,增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)現(xiàn)象及規(guī)律的理解。例如,在教學(xué)人教版必修第一冊(cè)“物質(zhì)的量”這一節(jié)時(shí),對(duì)于“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”的實(shí)驗(yàn),教師可在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前構(gòu)建教學(xué)情境,借助動(dòng)畫(huà)、視頻等資源,向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)涉及的各種儀器,介紹燒杯、天平及膠頭滴管等儀器的使用方法,隨后引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,親自操作這些儀器,配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。以配制100 mL、1 mol/L的NaCl溶液為例,首先,學(xué)生要計(jì)算所需NaCl固體的質(zhì)量,再將稱(chēng)量好的NaCl固體放入燒杯中,加入適量蒸餾水,使用玻璃棒進(jìn)行攪拌,直至固體完全溶解;接著,需將燒杯中的溶液用玻璃棒轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用少量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒兩到三次,并將洗滌液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中;然后,可用膠頭滴管向容量瓶中滴加蒸餾水,直至液面與刻度線相切;最后,將容量瓶中的溶液搖勻并轉(zhuǎn)移至試劑瓶中,貼上標(biāo)簽。通過(guò)這種方式,學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),并在教師的引導(dǎo)下掌握分析、對(duì)比及觀察等實(shí)驗(yàn)流程,加深對(duì)“物質(zhì)的量”這一概念的認(rèn)識(shí),促進(jìn)自身核心素養(yǎng)的有效發(fā)展。
(二)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),樹(shù)立變化觀念與平衡思想
1.生活化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
高中化學(xué)知識(shí)與人們的日常生活有著密切的聯(lián)系。在新課改背景下,教師應(yīng)遵循學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求,引入生活元素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),拉近化學(xué)知識(shí)與學(xué)生間的距離,以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。這樣不僅有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,還能加深學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科與日常生活的關(guān)系的認(rèn)識(shí)[5]。例如,在教學(xué)人教版必修第一冊(cè)“鐵及其化合物”這一節(jié)時(shí),教師可以設(shè)計(jì)生活化實(shí)驗(yàn),展示鐵及其化合物在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化,吸引學(xué)生的注意力,增進(jìn)學(xué)生對(duì)鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)的理解。以關(guān)于鐵單質(zhì)的還原性的實(shí)驗(yàn)為例,教師可讓學(xué)生先在試管中添加2 mL的CuSO4溶液,再將一段鐵絲放入其中,靜置一段時(shí)間后取出鐵絲,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。從現(xiàn)象中可以發(fā)現(xiàn),鐵絲表面會(huì)附著一層紅色的物質(zhì),這說(shuō)明鐵絲與CuSO4溶液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師可讓學(xué)生以生活實(shí)踐的方式,進(jìn)一步探索鐵及其化合物在日常生活中的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō),教師可讓學(xué)生圍繞實(shí)踐主題,自主搜集資料、整理數(shù)據(jù),了解鐵及其化合物在建筑材料、交通工具、食品添加劑等各個(gè)方面的應(yīng)用情況。通過(guò)這一實(shí)踐,學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系,提高對(duì)鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)等知識(shí)的應(yīng)用能力。
2.探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
為推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展,教師應(yīng)擺脫傳統(tǒng)教學(xué)理念的束縛,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及探究能力的有效培養(yǎng)。這就需要教師在課程開(kāi)始前,給予學(xué)生正確引導(dǎo),讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)所需的材料,并能對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行合理設(shè)計(jì),試著驗(yàn)證自己的猜想。通過(guò)設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn),學(xué)生能主動(dòng)投入實(shí)驗(yàn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力的提升。例如,在教學(xué)人教版必修第二冊(cè)“硫及其化合物”這一節(jié)時(shí),教師以“二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)”為主題,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如有的學(xué)生將SO2氣體與H2S氣體混合,然后觀察現(xiàn)象,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)混合氣體發(fā)生了反應(yīng),即SO2+2H2S =3S+2H2O,該反應(yīng)體現(xiàn)了二氧化硫的氧化性。通過(guò)這種方式,學(xué)生能夠主動(dòng)參與到化學(xué)原理的探究過(guò)程中,并能自主完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的變化與化學(xué)反應(yīng)平衡。
(三)豐富實(shí)驗(yàn)形式,增強(qiáng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)
1.應(yīng)用多媒體輔助教學(xué)
在信息時(shí)代下,教學(xué)模式相比以往發(fā)生了較大的變化,化學(xué)實(shí)驗(yàn)形式也得到了豐富。因此,教師需應(yīng)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展,使原本抽象的理論知識(shí)直觀化。教師可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)與流程進(jìn)行整合,制作成微課視頻,以便學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)方法及操作的注意事項(xiàng),從而留出足夠的時(shí)間用于操作。另外,教師還可以展示反應(yīng)條件復(fù)雜或危險(xiǎn)系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,打破化學(xué)課堂教學(xué)的局限,拓寬學(xué)生的知識(shí)面。例如,人教版必修第二冊(cè)“氮及其化合物”這一節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)包括讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究氨與銨鹽的性質(zhì),并學(xué)習(xí)氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備方法。在教學(xué)時(shí),教師可將噴泉實(shí)驗(yàn)操作的視頻資料上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),讓學(xué)生提前觀看視頻,并學(xué)習(xí)噴泉實(shí)驗(yàn)的操作步驟,了解氨氣的制備、收集以及噴泉的形成過(guò)程,從而增進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。另外,教師還可以利用某些軟件展示氨水在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)氮及其化合物的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
2.自主實(shí)驗(yàn)與合作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為豐富,而不同實(shí)驗(yàn)的難度并不一致。這使得教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容,選擇對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)形式,以此培養(yǎng)學(xué)生的自主操作能力與合作能力。例如,在教學(xué)人教版必修第二冊(cè)“乙醇與乙酸”這一節(jié)時(shí),為了讓學(xué)生探究乙醇與乙酸的主要性質(zhì),教師可根據(jù)兩者的異同分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于乙醇性質(zhì)的探究,教師可先引導(dǎo)學(xué)生分析乙醇的分子結(jié)構(gòu),推測(cè)乙醇可能具有的性質(zhì),再自主進(jìn)行內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生操作酒精燈及燒杯等儀器,將干燥的燒杯罩在燃燒的酒精燈上,待燒杯內(nèi)壁上有霧氣后立即倒置燒杯,向其中倒入澄清石灰水并振蕩。此時(shí),學(xué)生會(huì)觀察到石灰水變渾濁。這證明了乙醇燃燒后的產(chǎn)物為二氧化碳和水(化學(xué)方程式為CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O)。而對(duì)于乙酸性質(zhì)的探究,由于其具有一定的腐蝕性,相關(guān)實(shí)驗(yàn)難度較高,因此教師可將學(xué)生分為多個(gè)小組,讓學(xué)生以小組為單位,通過(guò)分工合作的方式完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這樣一來(lái),學(xué)生能夠充分參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì),并且在實(shí)驗(yàn)中相互學(xué)習(xí)、借鑒,提高自己的實(shí)驗(yàn)探究能力。
(四)以社會(huì)責(zé)任為導(dǎo)向,形成科學(xué)態(tài)度
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任是學(xué)生必備的核心素養(yǎng)之一。教師應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生以正確的態(tài)度處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批判性的分析,保持對(duì)未知事物的好奇心。這有利于對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及探究精神進(jìn)行全面培養(yǎng),為學(xué)生將來(lái)積極投身化學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外,在當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展背景下,化學(xué)知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療保健等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。因此,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)與社會(huì)問(wèn)題相結(jié)合,認(rèn)識(shí)自己所承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。例如,人教版必修第二冊(cè)“環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)”這一節(jié)立足“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”的主題,從多個(gè)方面向?qū)W生介紹了人類(lèi)生活與化學(xué)之間的關(guān)系,旨在使學(xué)生養(yǎng)成尊重科學(xué)、保護(hù)自然的品質(zhì)。在教學(xué)時(shí),教師可向?qū)W生展示工業(yè)污染、水資源短缺等相關(guān)的真實(shí)案例,或組織學(xué)生開(kāi)展環(huán)保實(shí)踐活動(dòng),使學(xué)生深刻體會(huì)化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性。這樣的教學(xué)對(duì)學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展具有促進(jìn)作用。
結(jié)語(yǔ)
在核心素養(yǎng)背景下,高中化學(xué)教師應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展予以重視,結(jié)合實(shí)際需求制定相應(yīng)的教學(xué)策略,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng),為學(xué)生的后續(xù)發(fā)展提供保障?;诖耍P者從學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展需要出發(fā),對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探討,提出了構(gòu)建教學(xué)情境、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、豐富實(shí)驗(yàn)形式、以社會(huì)責(zé)任為導(dǎo)向等策略,以期培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,真正提高高中化學(xué)教學(xué)效率。
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