化学实验设计落实学生核心素养养成的思考

李虎山

关键词：核心素养;主动思维;能力提升;创设情境

一、问题的提出

前段时间在我市的一次教研活动中，听了高一张老师的一节公开课：“一定物质的量浓度溶液的配制”，老师的教学过程如下：

1、复习“物质的量浓度”的定义，给出数学表达式c=n/V;2、给出问题“配制100mL 02.15mol/L NaCl溶液时需要称量多少克NaC1”，要用到什么仪器？3、怎么确定最后的溶液体积为100 mL？4、展示容量瓶，并从构造、标识、使用注意点等多方面介绍;5、给出溶液的配制步骤图示（人教版《化学1》P16，图1-19“配制一定物质的量浓度的溶液过程示意图”）;6、4人一组学生分组实验;7、展示所配溶液;8、分析误差（①转移时有泼洒，②没有洗涤烧杯和玻璃棒，③配制前容量瓶中有少许水，④定容时不小心加过刻度线，迅速用胶头滴管将多余的溶液吸出等几个典型操作）;9、总结本课，布置作业。

课堂结构应该说没有太大的问题，课堂上学生的配合也是不错的，但我在观察学生分组实验的时候，发现了问题：学生动手时畏畏缩缩，我看到离我最近的四个小组（占全班分组的1/3），几乎都是男生主动担负起“动手”的“重任”，同时，他们都是在边做边不停地询问同组的其他同学应该怎么做，一会看看黑板上老师板演的内容，一会儿翻翻课本上相应的图示，一会儿跟同学进行讨论，就是迟迟不能动手准确地进行后续的操作……，这让人感觉到他们没有自信，没有真正听懂并且没有把握完成老师交给他们的实验操作……

二、问题的思考

看到这样的课堂教学效果，我陷入了深深的沉思。类似这样的实验教学课型，在高中化学的课堂教学中应该是不算少的，那么如何把这样的课上好？如何才能让学生在听完老师所要交给的内容以后，能有一清晰明确的实验思路，并且能够准确地动手实验，而且很自信，很准确地达到所期望的结果？再有，前面长达15min老师对本配制实验的讲解与铺垫，对指导学生后续实验中的动手操作，到底有没有作用？老师到底有没有了解学生本节课知识和能力的起点是怎样的，欲达到的目标又是怎样的？作为教者有没有把学生所需，了然于心、掌控在手？我们的课堂教学，应该做怎样的工作，才能让类似本节课的学生动手的实验课，达到最佳的教学效果呢？

化学是一门以实验为基础的自然科学，除了重要的理论学习以外，学生还应该学会简单的实验操作，能动手做一些基础性实验，因为日后进一步学习自然科学，都需要有较强的动手能力。而在中学课堂中，除了教给学生常见的操作技能技巧外，更要教给学生实验的思维能力和良好的实验素养。同时要在提高学生的动手能力和操控水平上下功夫。不仅应该思考怎样在课堂教学中去提高学生的动手操作能力，还应该想到怎么提升学生实验时的胆略与智慧。即应该思考怎么在课堂教学，尤其是实验型课堂教学中，去提升学生的化学核心素养。

化学核心素养包括五个方面，它们充分体现了化学学科的本质特征，是学习、研究化学科学的必备品格和关键能力。其中第四点：“实验探究与创新意识”，应理解为：能发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论，能和同学交流探究的成果，提出进一步探究和改进实验的设想，能尊重事实和证据，不迷信权威，具有独立的思考、敢于质疑和批判的创新精神。

三、推进与改善

基于化学核心素养的“科学探究与创新意识”的养成训练，大到终身的学习过程，小到在一节课一个实验上，我们都应有所作为。

在本节课上，如果我们进行如下改进，其效果可能会更好一些：

首先，提出问题（1）：要想配制一定体积的溶液，有几种确定溶液体积的方法？一学生讨论后一一展示可能提到的量器，如带刻度的烧杯、量筒、容量瓶，学生不预习可能无法提及，则老师可“推荐”并简介容量瓶一老师可以指出该容器的精度为0.01mL，并请同学们思考如何才能这么精确地向其中加注水或溶液呢？进而引入冷却、引流、定容、水平观察读数等注意点。这些可以在一问一答或共同讨论时一一解决。上述问题结束后，提出问题（2）：如何称取一定质量的氯化钠？又如何将其转移至容量瓶中？一学生讨论一引导学生分析其诸多选择方案的合理与不当之处，在这一问题的讨论中教师必须注意引导学生开阔视野，当溶质溶于水放热，如大多数固体碱，浓硫酸等，又可能溶于水吸热，如大多数铵盐、硝酸盐时又怎么处理呢？通过分析比对，要能让学生学会取舍，对精密仪器的使用、数据的精确测量要有优选或特别的方法对待的思维品质，这样才会逐渐养成主动探究与创新的意识和科学的态度，并伴随一生，受用无限。问题（3）可以这样设计：如果我们不小心，称量晶体时称多或天平用法出错了，则对配得的溶液的浓度有影响吗？还有哪些因素可能造成溶液浓度不准确，是偏大还是偏小了？问题（4）：请大家合作配制0.01mol/L的NaCl溶液100mL，并在完成后谈谈本节课你学到了什么？还有何疑问？

经过上述四个问题的讨论与分析，学生应该明白了溶液配制的注意事项及其原理，也会对一些仪器的使用掌握到比较深切，但是“说”与“做”还是有很大区别的，学生在真正操作时仍然会出现操作错误或因没有经验而手足无措，此时，老师在行问的巡视、答疑解惑、悉心指导、直至亲自示范，都是不可或缺的。在本节实验教学中，教师有意引导学生对未知领域的探索并让学生自己觉得需要树立合作意识，否则，对完成实验任务就有欠缺或没有秩序，从而引导学生认识到知识的建构、问题的解决需要不断的自我反省、自我批判，才能合作完成学习任务。在这个过程中，也渗透着“科学态度与社会责任”的价值思考。

通过这样处理后的实验课，会更能突出学生的主体地位，同时也是将思维的过程通过问题的设计和课堂的处理给了学生，学生经历过了、思考过了、亲自动手了，就会更加难忘而且会综合升华出更新更美妙的结果来。

四、反思与展望

学生核心素养的培养，在不同的课堂教学中都可以不同的方式加以体现。化学学科的实验特性，尤其适合在教学过程中设计出具有思想性、体现学科核心素养的教学活动。实验课程的教学，如果設计得当，用心融合实验的操作于核心素养、实验能力的培养之中，定会取得好的教学效果。

事实上，高中化学教学中的类似课题并不算少。再如《选修4》中“外界条件对化学平衡移动的影响”一课，针筒演示加压对“2N02-N204”这一平衡体系的影响会有较好的效果，但如果借助色度仪及压力传感器来演示加压或减压过程中的平衡移动及各物质浓度或分压的变化，会更有说服力。另外，“弱电解质的电离平衡”一节课的设计，在讲授弱电解质“冰醋酸”加水稀释的过程中，溶液中离子浓度的变化情况，如果借助数字化实验，用氢离子浓度传感器，通过电脑软件，让学生真实看到溶液中的H+从无到有，c（H+）先升高再降低，直观可视的情境来呈现的话，无疑让学生对电离这一微观的过程，有一清晰明了甚至是终身不忘的印象，并会触类旁通地理解电离过程各微粒浓度变化的，从而加深对电离平衡的深刻理解。

抽象的理论课的教学，如“平衡移动的条件与结果的分析”，动手较多的实验教学如“溶液配制”“中和热的测定”“氧化还原滴定及中和滴定”等，都可以把课堂教学与学生的动手实践结合起来，而这种结合则必须要“有机融合”，必须要将化学核心素养“植入”到你特别设计的操作过程或动手环节中，必须要在先进的教育教学理论指导下，去设计、去实施、去根植于学生的动手过程中，惟有这样，才算得上是一堂真正的好课。