基于高中化学核心素养的实验教学

潘贤明

摘 要：化学，是自然科学的一科，也是一门以实验为基础的科目。化学实验教学除了可以让学生巩固所学的化学知识，还可以让学生的实践动手能力得以提高，让学生能够将所学的知识运用在实践中。教师在开展化学实验教学的时候，要重视培养学生对化学实验的学习兴趣，让学生能够主动积极地参与到实验教学中。

关键词：核心素养;高中化学;实验教学;

《化学课程标准》中强调指出：“实验教学能帮助学生初步掌握化学实验技能，培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。”化学实验可以帮助学生提高动手能力，提高学生解决实际问题的能力，还可以激发学生实验探究的兴趣和欲望，培养学生严谨求实的科学精神和团队意识，实验探究活动充分发挥学生探究的功能。因此，化学实验有利于发展学生的学科核心素养，更好地落实化学学科的育人价值。由于高中化学课时安排紧，教学任务重，许多教师对实验教学没有足够的重视，教学理念不能做到不断更新，不符合新课程标准的育人理念，导致化学实验教学的质量得不到提高，学生也无法主动地参与到化学实验教学中。针对目前实际情况，教师应该让学生主动参与到实验过程中去并改进学生实验手段，在实验中培养学生必备的品格和关键的能力，发展学生化学核心素养，本文对高中化学实验教学提几点看法。

一、演示实验改进为分組实验，创造实验探究的机会

以前，教材中的演示实验一般是老师演示给学生观察，是学生无法自己动手进行实验，只能通过观察教师的实验过程学习化学实验的相关知识，降低了化学实验的教学质量和教学效率，同时，由于是观看实验，教师在演示的过程中，可能会忽略一些实验中存在的细节，而且因为学生不能亲自动手实验，缺乏对于实验的思考，导致化学实验的教学质量和效率得不到提高;不利于学生实验探究能力的培养，按照新课标要求，学校必须开足必要的实验课，还要淡化学生实验和演示实验的界限，所以化学课堂教学中教师应尽可能激发学生积极参与实验，使学生真正成为课堂的主人。课堂上中教师可以将教材中部分演示实验改进为学生分组探究实验，让学生思考、动手，充分发挥学生的主体作用。学生通过分组实验活动培养了提出问题的能力，亲身体验科学探究过程与方法，学会从观察的化学实验现象中理解新知识，分组实验是培养学生科学素质的主要途径。如苏教版高一化学的演示实验中，铜与稀硝酸反应产生的NO气体在液面上立即被空气中的氧气氧化而变色，这就容易使学生误解认为铜与稀硝酸反应生成气体是NO2，同时产生的气体会造成环境污染。为此我们研究并改进了实验，具体步骤如下：

（一）先往大针筒注射器（针头换为细橡胶管）里加入几小片铜，吸取约15ml稀硝酸溶液，然后针筒倒立，推动活塞，排尽装置内空气，止水夹夹住橡胶管;

（二）铜片慢慢溶解，表面不断产生气泡，针筒注射器液面上有一段无色气柱，打开橡胶管止水夹，吸入空气，液面上方无色气体变为红综色;

（三）反应结束后，把针筒注射器插入NaOH溶液中进行尾气的吸收处理。

使用针筒注射器进行试验，实验操作简单，实验现象明显，实验安全环保，在教学中可以让学生进行分组实验。学生亲手做实验，探究实验的改进方法，发展了学科核心素养。

二、利用数字化探究实验室，克服传统实验的不足

随着科学技术的进步，实验手段已经发生了巨大变化，数字化探究实验室应用到中学化学课堂教学和研究性学习中，实现传统实验与现代手段的结合，有效促进了学生创新意识的培养，发展了高中学生学科核心素养。如教材中酸碱中和热的测定实验存在一些不足之处，需要多次读取温度计显示的温度，实验时间较长，反应体系热量的散失越多，上述方法测定的数据经计算得到的中和热与理论数值相差较大，如何设计和改进实验？如果采用数字化实验技术，运用温度传感器测量反应前后混合溶液温度的改变，实验操作简单，灵敏快速测量中和反应前后的温度，温度读数准确方便，则能缩短很多实验所需的时间。通过对数据的分析处理，能较为准确地得出中和热的数值，学生就能深刻理解酸碱中和反应是快速进行的反应，反应瞬间产生的热量变化。同时，教师可以引导学生改变酸碱的浓度，改变强酸弱酸强碱弱碱反应物，再进行实验，对比分析实验结果，最终得出中和热的本质，从而培养学生科学探究的兴趣。

又如，教师在探讨酸碱性不同条件下对油脂水解的影响时，传统的教学下，这个问题很难进行实验探究，学生更多是抽象的学习。但是若在教学中引入数字化实验后，教师可以运用信息技术设计化学实验，让学生们进行实验，实验开始时溶液的导电率十分不稳定，读数波动很大，这时师生便共同进行了探究，发现导电时读数波动很大可能是电极接触不到溶液，实验经过改进，然后再进行实验，发现溶液的导电率较稳定了，在碱性条件下，油脂水解程度大，所得产物导电性强。所以数字化实验有时比传统实验有较大的优点。在教学过程中，教师可以让学生同时感受两种不同的实验手段对化学实验探究的不同效果。师生共同进行校准探究，提高实验教学效率，学生也由被动接受变为主动探究。但是，数字化实验也存在的某些不足，有时不利于学生掌握基本实验操作，所以教师应该加以选择实验手段，以更好服务实验的教学。

三、通过化学虚拟仿真实验室，体验特殊实验的情境

化学实验中有一部分是不可观察，一部分实验现象是不明显的。虚拟实验系统软件特色：你可以在任何地方、任何时间使用NB化学虚拟实验室来进行化学实验，NB化学虚拟实验室覆盖了初高中主流教材中近200个化学实验，实现了传统实验室无法完成的有毒性、易燃易爆、辐射性、高危险性实验，使用该软件的实验具有在实验室实验的真实感觉，能为学生自主、发现、探究式的学习提供有力的支持。例如高温下氢气还原氧化铜、高温下一氧化碳还原氧化铁、钾与水的反应中，还可以模拟高温下不纯的氢气还原氧化铜;钠表面的煤油没擦干就与水反应等。师生还可以通过虚拟实验进行分几步演示、具体操作和扩展延伸，学生可以详细具体地观察到所有实验现象和结果，有利于帮助学生分析实验现象和剖析实验原理，帮助自主探究学习。虚拟仿真实验在某些场合下能服务化学学科的教学。它具有很好的互动性，教师可以引导学生利用已有实验仪器和药品，开展探究性实验以验证实验假设。虚拟仿真实验平台可帮助学生形成“设计实验方案—虚拟实验操作—观察实验现象—发现新问题—分析归纳总结”的实验探究学习过程，从而实现由被动学习向主动学习方式的转变。

四、拓展延伸课堂实验，培养学生自主探究的精神

我们身边的实际生活中蕴含着丰富的化学资源。教师可以从身边选择确定研究实验课题，然后引导学生收集相关资料、鼓励学生反复思考，探索实验方案，然后开展实验探究活动。教师还可以引导学生开展化学趣味实验、化学小魔术等，要求学生认真观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果。另外，有条件的学校可以开放实验室给部分学生自主实验的机会，用于拓展或进行创新实验。教师可以将有些化学实验与生活中常用或者是常见的事物相结合，通过生活中熟悉的事物拉近学生与化学实验知识之间的距离，让学生发现日常生活中所蕴含的化学实验知识。通过将化学知识和化学实验与生活中的小知识和现象相结合，消除化学实验知识与学生的距离，让学生能够主动地进行化学实验知识的学习。同时，通过与生活相结合，能够有效地培养学生一个求知探索的心，让学生有一颗善于发现的眼睛，有效地培养学生的化学实验核心素养。例如：肥皂，是我们生活中最常见的一种生活用品，而且肥皂的种类有许多种，如在洗衣服、洗鞋子的时候都会用到洗衣肥皂，在洗脸、洗澡的时候会用到一些精油肥皂。教师在开展《油脂、酯》这一单元的实验教学时，教师就可以通过生活中的肥皂引出相关的实验内容，在实验开始之前，教师可以准备一些肥皂，让学生进行观看，同时提出问题“想必大家在生活中都用过肥皂吧，但是你们知道肥皂是如何制成的吗？”让学生进行思考，然后引出实验《油脂的水解及肥皂的制取》，油脂就是制造肥皂的原材料之一，油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯，油脂如果在碱性条件下，就会发生水解，然后生成肥皂的主要成分——高级脂肪酸的钠盐，然后为学生讲解实验的步骤，让学生通过自己的双手做出一块肥皂。在实验的过程中，教师还可以对实验的内容进行拓展和延伸，询问学生肥皂去污的原理是什么，培养学生求知和探索的欲望，让学生在学习化学实验的过程中，不局限于书本的知识和教师的讲解，更多的是通过自己的观察和自己的思考，去寻找化学实验背后原理，同时对化学实验知识背后蕴含的进行研究。又如，2020年春新冠病毒疫情肆虐着人类。疫情期间公共场所要坚持戴口罩，勤洗手，接触每个客人之前都要洗手或换手套，避免相互传染。室内和门把手要用84消毒（含NaClO）液进行擦拭消毒。可以創设84消毒液性质的探究实验，提出以下几个问题：

1.84消毒液呈黄绿色，是否因为溶解氯气，如何验证？（取样品，加少量CCl4，振荡混合液，若下层CCl4无色，说明84消毒液无溶解氯气）

2.84消毒液具有碱性，如何验证？（取样品，加入酚酞试剂，溶液先变红后褪色）

3.84消毒液具有漂白性，如何验证？（同上）

4.84消毒液具有强氧化性，如何验证？（淀粉-KI试纸，试纸先变蓝后褪色）

5.消毒液与洁厕灵（含盐酸）混合使用清洁效果是否更好？（取少量消毒液与洁厕灵，注意尾气用NaOH溶液处理）

课外实验探究活动，是课堂实验的延伸，具有开放性、生成性等特点，学生在整个活动过程中学会了查找资料，不断改进实验方案，学生变被动学习为主动学习，整个探究活动过程符合学生的身心健康发展特点和认知规律，寻找到了学生的最近发展区，学生愚学于乐。课外拓展实验刺激与满足学生的认知和非认知发展的需求，将师生之间、学生之间的互动、协商、交流、合作、对话的教学观落到实处。开展课外实验能帮助学生理论联系实际，激发学生学习热情。

总之，实验是化学学科的灵魂，是高中学生学习化学的最有效途径，所以，我们在教学的过程中，必须积极创造条件开展学生实验探究活动，培养学生探究意识和创新精神，发展学生化学学科核心素养。

参考文献

[1]杨蒻.探究核心素养下的高中化学实验教学策略[J].女报：家庭素质教育，2020：0237-0237.

[2]苏建祥.“自能学习”助核心素养落地[N];中国教育报;2017年