发展学科核心素养视域下的高中化学实验教学策略分析
2021-01-05李涯红
摘 要:化学在整个高中课程体系中有着重要的地位,并且因为化学学科中实验教学的特殊性,使得教师不仅需要培养学生一定的化学理论基础知识,还需要着重提升学生在化学实验教学中的实践能力,这就要求化学教师应当在学科核心素养培养目标的要求之下,不断地优化教学方式,让新的教学模式着力于学生更好的学习,为学生实现全面发展奠定基础。
关键词:化学实验教学;高中;核心素养视域
随着课程改革的推进与落实,高中化学实验教学的模式也在不断的更新和优化,这使学科核心素养的培养内容和目标备受高中化学教师的重视与关注,学科核心素养不仅关系到学生综合性素质是否养成,同时还关系到学生是否具有化学学科中所要求的各方面能力。为此,高中化学教师应当依托于发展学科核心素养的目标平台,不断创新实验教学的方式,让学生在良好的化学实验教学成果中逐步养成化学核心素养。
一、 高中化学学科中核心素养的基本概述
化学学科中的核心素养不仅仅是一种单一化的概念,高中阶段化学学科中涉及的内容较多,主要包含创新能力、探究意识等,强调学生在开展学习探索过程中逐步养成化学发散思维,重视高中学生对化学变化本质以及化学变化平衡情况的掌握情况,并且借助已知的化学条件进行推理及认知化学模型,进而从微观和宏观等多个方面理解高中化学的知识内容,加强学生对科学知识的严谨态度,使学生自觉地承担起社会所赋予的责任等,这些部分组成了高中化学学科的核心素养,因此高中化学教师应当深度地解决学科核心素养的基本内容,让核心素养这一重要的文化品格充分地渗透到日常的高中化学课堂中。
二、 在发展学科核心素养视域下开展高中化学实验教学的策略
(一)开创问题情境,设置任务驱动
高中阶段化学学科和日常生产生活之间存在紧密联系,且生活化的化学现象和情景素材也会激发高中生对化学知识、现象、本质的思考,便于学生可以更为主动加入化学实验教学中。在化学实验开展的过程中,化学教师可以合理性、有目的性、有针对性地为高中生创设与其认知特点相符的问题情境,起到加深及丰富高中学生对化学实验的感性认识,并且具体的化学实验教学情境可以使高中学生更好地意识到化学知识在生产生活中的社会价值,重塑高中学生对化学实验学习的再构建,助力于高中学生一丝不苟化学探究精神的养成,促使学生抱有“实事求是”的态度开展化学实验。当然,化学教师所创立的化学实验教学情境应当可信、真实,同时还需要具备情感性、知识性等特点,使学生身临其境、感同身受,以此帮助学生自然而然地融入实验教学情景,提升高中学生在化学实验中的学习效果。若是条件允许,应鼓励高中生积极参与化学有关的社会实践,如,学生借助所学知识自制洗发水或是提炼玫瑰精油等。大胆地创新简单的化学实验,如,用力摇晃用矿泉水瓶收集到的细小灰尘,当灰尘在扬起之后,立即用一束光照射,光线水平,此时可以从光线垂直入射的方向看到一条光亮通路,使学生感受“光现象”。对于高中化学教材中固有的实验教学内容,化学教师可以让学生重新设计实验教学条件使高中学生参与其中,设置任务驱动,让学生在亲切的、直观的体验中不断地加深对化学实验知识的理解与应用,以此满足在高中化学实验教学中培养学生的学科核心素养的重要目标。
例如,高中化学教师在开展“铁及其化合物的性质”的实验教学中,可以为学生首先设置以下的驱动型问题:“在被使用之后的暖宝宝中铁元素是呈现怎样的价态?怎样验证铁粉?”学生在教师的引导之下利用实验验证的方式,用吸铁石吸暖宝宝中的混合固体,其中有部分固体被吸住,因此学生证明出暖宝宝中有单质铁元素的存在。此时,化学教师应当引导学生:“同学们,如果想要验证暖宝宝中存在三价铁元素以及二价铁元素,首先应当将其转化为游离状态的Fe3+和Fe2+,之后再实验验证粘连在磁铁上的固体粉末可能存有铁的氧化物。”之后化学教师应当教授学生快速构建除杂化学的流程,分离混合物,最终得到含有铁元素的物质,并将能够溶于水的粉末固体加入溶解后过滤,对粉末中难溶于水的高分子物质,化学教师可以让学生在这些物质中,加入稀硫酸之后再过滤,彼此得到富含未知价态铁离子的滤液。之后,化学教师让学生思考区别三价铁离子和二价铁离子的方法,让学生自主地根据课本中实验的流程尝试验证铁盐的氧化性、亚铁盐的还原性及氧化性,并为其提供试剂,设计严谨的化学实验流程,让学生在逐步引导和思考之中、在高中化学实验教学中养成学科核心素养。
(二)理论实际结合,塑造核心素养
在学科核心素养的视域之下,化学教师在实际的教学过程中,应当从理论着手,之后再引导,鼓励学生积极地探索、分析实验的操作结果与基础理论知识间的密切联系,使学生在有效的探讨中理解和学习化学知识。
例如,高中化学教师在开展“氯气的性质”一课的活动与探究的过程中,应当循序渐进地引导学生思考氯气是否可以和水发生化学反应,之后再引导学生分析氯气中所含的主要成分,使学生逐步地理解教材中所提及的知识点。化学教师也需要在课前为学生准备好实验所需的材料,最后,在课堂中向学生展示,在實验2-8中,化学教师应当为学生做一组对比的化学实验,学生通过实验可以发现,氯气能够将有色的湿润布条褪色,但是却不能让干燥的有色布条褪色,这间接地说明了氯气分子并没有褪色的能力,只有当氯气和水产生化学反应之后所产生新的化学物质才可以有褪色的作用。紧接着,化学教师则可以继续引导学生利用新氯水开展化学实验,并将学生进行分组,第一组检测新氯水的酸碱性,学生在该组实验中可以发现新氯水能够让pH试纸变红之后再褪色,学生在第二组检验稀盐酸酸碱性的过程中发现pH试纸只是变红了却没有褪色。最后,化学教师可以利用氯离子检验方式带领学生实验验证氯水中具有氯离子,这一连串的实验活动也能够为化学教师之后所讲的新知识作好铺垫,便于学生更容易地理解课本中的化学知识点。不仅如此,化学教师应当为学生补充:“新制的氯水中具有次氯酸,可以使有颜色的有机物褪色,并不是一切有色的物质都可以褪色。”总而言之,化学教师在讲解课本知识的过程中,还应当要联系实际,把理论和实际进行有机结合。
(三)优化实验方案,提升创新能力
高中化学教材中有大量的探究性实验,化学教师则可以借助这些实验素材引导学生不断地优化实验的方案,并让学生通过动手操作检测最终的实验结论。不仅如此,化学教师也可以结合实际的情况借助开放性的实验来鼓励学生积极地开展合作探究学习,在小组内自主地设计化学方案并全方位地反思验证该实验方案的可行性,在分析每次化学实验结果之后,及时地改进化学实验方案,以此优化出实际可行的化学实验方案,收获最佳的实验教学效果。此种学习方法能够最大程度地激发出学生的化学创新意识及能力,有效地锻炼学生的创新思维,帮助学生在探究化学实验的过程中形成严密完整的化学思维逻辑的能力。
例如,高中化学教师在开展“过氧化钠和水反应”的实验,在滴有酚酞试剂的水溶液中足量均匀地加入过氧化钠粉末,通过该化学反应能够直接地观察到反应液的颜色先变红后褪色,同时产生了大量气泡,此时为了提升学生的创新能力,发展学生的化学核心素养,化学教师可以追问学生:“溶液为什么先变红之后褪色?是实验产生的氧气还是氢氧化钠让酚酞褪色了?抑或是有其他的原因?”化学教师可以让学生自行查阅文献、教材等方式来收集相关的结论,之后,再组织学生进行讨论交流,让学生通过自主的设计以及优化实验方案,集思广益地促进学生创新能力的养成和发展。学生为了找到使酚酞褪色的原因,设计了几个对比实验:探究实验一,在滴有酚酞的水中注入氧气;探究实验二,在滴有酚酞的水中加入不同浓度氢氧化钠溶液;实验探究三,将已褪色反应溶液加水稀释;实验探究四,在含有酚酞的水中注入双氧水。学生在比较四组化学探究实验的内容及现象的差异的同时,积极地讨论和交流,并最终归纳总结出实验结论,即过氧化钠和水反应所产生的过氧化氢让酚酞褪色,学生在迅速探究化学实验中,创造性的化学思维能够被充分挖掘和激发,学生的探究能力和创新能力也可以得到很好的锻炼。
(四)规范实验流程,养成严谨态度
正所谓“实践出真知”,高中化学实验教学开设的主要目的则是让学生在科学发现中提升自身发明创造的能力,与此同时,高中学生在实践化学实验过程中还可以及时发现自己化学理论知识的漏洞,化学教师则应在此基础上有针对性地对学生的不足之处设置具有教育意义的问题,以此锻炼学生对化学知识记忆的情况。高中学生在仔细分析且认真观察的实验中,化学教师应使学生明确“不轻易得出结论、不盲目听从他人意见,更不可敷衍了事”,促使高中学生养成崇尚科学真理的实验态度。学生在化学教师引导及教育之下,确立了应在发现并提出化学问题基础上做出合理假设、明确化学实验探究目的、设计具体严谨的实验方案的流程,之后在实验探究中和小组内成员及时交流学习心得,通过分析研讨实现化学思维的有效碰撞,以此获得智慧结晶。与此同时,学生应当在化学实验中对出现的异常现象认真地思考和分析,敢于提出自己独到的见解及解决方案,探究的方向也应当具备可持续发展意识、节约意识、绿色环保意识,顺应当前经济型社会的构建。化学教师也应当逐步地引导学生利用所学的化学知识正确地判断那些与化学知识有关的且复杂纷繁的社会热点,使学生养成严谨的“做学问”态度。
例如,高中化学教师在指向学科素养的化学实验教学,可以创新性地联系社会热点为学生设置化学思考和问题:“在生活中提倡吃菠菜补铁,这一说法是否有理论依据?如何设计化学实验进行验证?若是茶叶和补铁剂同时服用,是否妨碍人体对铁的吸收?”在培养学生严谨的询问态度的同时,让学生自主地思考实验的流程,化学教师则对其中的不合理之处进行及时的纠正,严格规范试验的流程,引导学生对生活中热点问题进行正确科学的判断,进而规避危险实验操作所带来的危害。
三、 结语
综上所述,高中化学教师应当基于学科核心素养的培养目标,不断改革和优化实验教学流程和环节,引导学生通过自主思考、实践探究、总结反思一些化学实验所隐含的教育价值和意义,通过实验学习全面地掌握与之相关的化学知识,提升学生的化学创新能力,深化学生的化学思维品格,让学生在规范严谨的实验教学中养成科学的探究精神,进而发展化学核心素养。
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作者简介:
李涯红,云南省曲靖市,云南省曲靖市陆良縣第一中学。