基于核心素养的中学化学实验教学探析

陈灵芝

(福建省福州时代中学,福建 福州 350007)

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验探究是发展科学实践能力和科学思维、创新意识等化学学科核心素养的重要方式[1].教师应要根据新课程标准,创实验新教学方法和教学策略,积极有效组织学生开展科学的实验探究活动,让学生在“做中学”巩固加深对知识的理解,习得科学的实验探究方法和感受化学学科的独特魅力,进而培养学生积极、严谨和敢于探究、勇于创新的科学态度,促进学生核心素养的良好发展[2].

1 目前限制中学生化学学科核心素养发展的具体因素

1.1 重教轻学的传统观念

传统教学模式以教师讲授为基本方式,教师更关注自身的输出,关注自身设计的教学内容是否完成,而忽略了学生的获得知识的过程体验,不能站在学生角度去了解学生对知识的理解和运用,这种重教轻学、重结果轻过程的“填鸭式”教学模式也延伸至实验教学中,导致学生在实验探究活动中真正能够独立探究和探索思考的机会很少,学生被动地接受知识和技能,渐渐地也就养成了被动的学习习惯.在实验活动中学生的主动性和探究能力得不到发展,阻碍了学生化学学科思维、质疑、批判、创新精神等的发展[3].

1.2 重知识轻情感的实验教学目标

以往化学教师所设计的课堂教学目标,相对侧重于化学知识和技能的传授,一定程度上忽视了对学生的情感态度和价值观的有效培养,学生的学习动机和学习兴趣得不到良好的发展.中学化学实验教学往往流于形式,学生按部就班进行实验,再加上升学压力和课堂教学时间有限,有时教师为了节省时间,用播放实验短视频或教师演示实验代替学生实验,剥夺了学生通过动手实验探索知识的机会,也剥夺了发展学生发现问题能力、分析问题能力、质疑创新精神的机会[4].

1.3 不够全面的结果性教学评价

结果性评价并不全面,试题设计过于注重考查知识记忆,这种评价方式并不能评价学生的综合能力,只关注学生的学业成绩,对学生的科学思维、品格道德、情感态度价值观等学科素养缺乏考查.

2 化学实验教学中发展学生核心素养的具体策略

2.1 整合优化实验教学内容

教师要基于新课标和书本实验内容,整体规划课堂实验教学目标,对课堂实验内容进行创造性的整合与设计.首先教师要明确学生在化学课堂中必做的实验项目、核心知识内容和要形成的实验探究能力和学科素养;其次要关注实验教学内容的基础性、情境性、创新性,要结合教学内容进行科学、综合地分析和补充,合理整合和优化教学内容,精心设计实验教学活动,优质的实验教学活动有助于学生科学态度和创新意识、责任意识的培养,从而促进学生良好的化学思想的形成.

2.2 创设合理的实验教学情境

教师要创设和谐、完整、趣味性的教学情境,建立清晰、明确的化学实验教学目标,采取化学实验、图片、多媒体等多种教学手段,为学生创设完整的学习情境,学生在特定学习情境之中能够激发高度的学习兴趣,有助于学生科学精神和学科人文情怀的发展.

例如,在进行“金属的化学性质”实验教学时,以金属的发现和应用史为背景,学生追随着科学家的足迹从西汉、晋朝时期的“湿法冶金”到唐朝的四大发明中的“火药中加镁粉制成的烟花”,再到德国化学家格劳贝尔意外发现金属放入酸中会“消失”探索学习金属的化学性质.学生在了解冶金发现史和应用史的过程中,深刻感受到了古人的智慧和科学探究过程的艰辛,感受到了化学技术在社会发展中的贡献,这一过程不仅激发了学生实验探究追求真知的乐情,还能促进学生良好的人格品德、科学探索精神、爱国情怀的形成,实现了将化学课程教学与思政教育紧密结合,发展学生的核心素养.

2.3 强化学生的自主实验与合作探究

在化学实验活动中,要鼓励学生加强小组合作学习,鼓励学习小组“动起来”.同时还要有意识地引导学生在实验探究过程中结合情境发现问题、分析问题、交流问题,互相启发和开拓解题思路,让学生在合作学习中逐渐养成对知识的思考和理解的习惯,切实提升学生的思维能力和科学探究能力,形成良好的证据推理素养.

例如,在二氧化碳性质的课程中,教师要为学生设计如下的学习任务,引导学生合作探究:第一,课前预习二氧化碳的性质,并设计相应的实验方案,教师要提前了解学生现有的知识水平和掌握情况,并提供学习资料网;第二,根据课程内容,进行操作实验方案的分析和改进,设计科学、完善的方案;第三,开展操作实践,细致观察并合理记录化学实验的现象,对得到的实验信息进行加工处理,最终得出结论.这一阶段要有意识的培养学生的推理能力,帮助学生形成在“做中思考”的好习惯;第四,组织学习小组进行讨论探究,共享实验探究成果,加深学生对二氧化碳性质的深刻认识;最后,要引导小组对实验操作和实验结论进行反思总结,通过对错误操练和实验结果进行反思,有助于学生自觉地调整自己的实际操作行为和提高实验综合素养,进而逐渐养成良好的化学实验习惯,促进学生学习的可持续发展.

3 优化实验教学评价

3.1 优化实验教学评价方式

要采取多元化的实验教学评价方式,有意识地增强学生的自信心和自我认同感.多维度、多元化的实验教学评价,能鼓励和推动学生更加热情、主动、积极地探索和实验.教师要正确认识和诊断学生在化学实验中遇到的问题,合理反馈学生的学习情况,要坚持人文关怀,多元化的评价学生的综合能力.要评价学生在实验活动中的具体表现,评价学生设计的实验方案,评价学生交流讨论活动中的表现.教师要采取点评、提问、鼓励等多样化的评价手段,让学生能够有效掌握知识,加深对知识的理解,培养学生学习的自信心,激发学生对化学知识的探索欲和求知欲.

3.2 优化实验试题设计

基于新课标理念,实验试题设计应能评价学生学业质量的达成程度,反映学生核心素养的发展状况,因此教师应关注实验试题优化的设计,基于素养立意命题,试题应体现情景性、基础性、探究性、综合性和开放性.通过优化实验试题设计实现对学生学业质量的多元化评价,并促进核心素养的落实.

例如,2002年福建中考第16题,主要针对科学探究与实践的学业质量考查,该试题设置就体现了情景性、基础性、进阶性、开放性、结构化等特点.从基础知识、基本技能、科学思维和实践等多维度对学生的学业质量水平进行评价,注重考查思维过程、探究过程和做事过程的发展水平,注重考查学生提出问题、形成问题解决方案和评价问题解决的素养.

为做好实验室制取氧气的实验活动和评价,某班级师生讨论并确定表1所列的评价标准.

表1 实验活动评价标准

你是某小组成员,参与完成下列实验活动.

(1)选择实验方案.实验室可提供三种制取氧气的方案.

A. 加热高锰酸钾

B. 加热混有二氧化锰的氯酸钾

C. 催化分解过氧化氢

你所选方案对应反应的化学方程式为____.

小组讨论决定选用 A方案.

(2)进行实验活动.小组同学分工协作完成如下任务:

①同学甲负责选择组装制取气体装置的仪器.她选择了铁架台、带有导管的橡胶塞、水槽、试管,还应根据图1所提供的仪器,选择____、____(填仪器名称).

图1 实验仪器图

②同学乙负责取用药品.他先检查装置气密性,再用纸槽小心地把高锰酸钾粉末送至试管______(填“中部”或“底部”)后直立试管,抽出纸槽.

③同学丙负责组装仪器.他按“从下到上、从左到右”的顺序组装制取装置,固定试管时注意到试管口应略____.

④你负责排水法收集氧气.开始收集的时机是____.收集到两瓶气体,均呈无色.

⑤实验结束,待试管冷却,将残余物倒入指定容器,用____(填仪器名称)洗涤试管;整理实验台,报告老师后离开实验室.

(3)评价与反思.小组同学都认为体验到了实验活动的乐趣,但因实验过程存在不足,同意本次活动表现评价为“有待改进”.针对存在的不足,你提出的一条实验改进意见是____.

解题思路分析:在实验探究情境和实践活动中,基于实验室制取气体的一般思路与方法,根据实验目的选择必要的试剂、常见的实验仪器和装置,正确书写化学方程式;运用实验基本操作技能和条件控制的方法,安全并顺利地完成氧气的制备实验;根据题目提供的评价标准,进行分析、推理,得出合理的结论.