核心素养下高中化学实验探究式教学

摘要：在当今教育改革不断深化的背景下，培养学生的核心素养成为高中化学教学的重要任务.本文首先探讨高中化学教学中培养学生化学核心素养的必要性，然后以乙醇教学为例，阐述了核心素养下高中化学实验探究式教学的流程设计，最后详细论述了核心素养下高中化学实验探究式教学的策略，旨在为提升高中化学教学质量、促进学生全面发展提供有益参考.

关键词：核心素养；高中化学；实验探究；乙醇

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2024）27-0101-03

实验探究式教学作为一种有效的教学方法，能够激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新思维.乙醇作为高中化学中的重要有机化合物，其教学内容丰富，具有代表性.因此，本文以乙醇教学为例，对核心素养下的高中化学实验探究式教学进行深入探究，以期为广大教育工作者提供有益的借鉴和启示.

1高中化学教学中培养学生化学核心素养的必要性化学核心素养涵盖了多个方面，包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任［1］.这些素养的培养有助于学生从不同角度认识化学世界，提高思维能力和解决问题的能力.宏观辨识与微观探析能力，使学生能够从宏观和微观两个层面理解物质的性质和变化，培养学生的辩证思维；变化观念与平衡思想，帮助学生认识到化学反应中的动态平衡，理解物质变化的规律；证据推理与模型认知，则培养学生的逻辑思维和科学方法，让学生能够通过分析证据得出合理的结论，并构建化学模型来解释和预测化学现象；科学探究与创新意识的培养，能够激发学生的好奇心和求知欲，培养他们的探索精神和创新能力；科学态度与社会责任的培养，使学生在学习化学知识的同时，关注化学与社会、环境的关系，树立正确的价值观和社会责任感.

2核心素养下高中化学实验探究式教学流程设计——以“乙醇”教学为例2.1提出问题与假设

教学伊始，应引导学生关注生活中与乙醇密切相关的现象.例如，让学生思考酒精在医疗中的广泛应用、饮酒后人体的反应以及乙醇作为燃料的特点等.基于这些实际观察，教师可以提出一系列具有启发性的问题，如：乙醇为什么能够有效地杀灭细菌和病毒？饮酒后，乙醇在人体内经历了怎样的化学变化？乙醇作为燃料，与传统燃料相比，其优势和局限性分别是什么？

鼓励学生运用已有的化学知识和生活经验，对这些问题进行大胆假设.学生可能会提出：乙醇能够消毒是因为它能破坏细菌的细胞膜结构；乙醇在人体内可能会被氧化为乙醛和乙酸；乙醇作为燃料，燃烧产物相对清洁，可能对环境更友好.通过提出问题和假设，激发学生的好奇心和求知欲，为后续的实验探究奠定基础.

2.2实验设计与准备

在学生提出假设后，教师组织学生分组讨论实验方案，以验证他们的假设.以探究乙醇与金属钠的反应为例，小组可以共同设计实验90mDkMbxnyreXQz/0mUOtXyogGBbjZwh1DUo/6ixT7c=步骤.首先，准备适量的无水乙醇和金属钠；然后，将金属钠小心地投入乙醇中，观察反应现象，包括钠的沉浮、是否有气泡产生、反应的剧烈程度等.教师在这个过程中发挥重要的指导作用，要审查学生设计的实验方案，确保其科学性、安全性和可行性.对于存在风险或不合理的部分，给予及时的纠正和建议.同时，教师要协助学生准备实验所需的仪器和药品，如乙醇、金属钠、镊子、小烧杯、量筒等，并确保实验环境的安全.

2.3实验操作与观察

在操作过程中，要求学生严格遵守实验操作规程，认真、细致地观察实验现象.以乙醇与金属钠的反应实验为例，学生应注意观察金属钠在乙醇中的运动状态、是否有气泡产生以及产生气泡的速率等.教师要在实验室中巡视各个小组的实验情况，及时发现并纠正学生不规范的实验操作，如未使用镊子取用金属钠、未正确控制反应物的用量等.对于学生在实验中遇到的问题，教师要给予及时的指导和帮助，鼓励学生积极思考、自主解决问题.

2.4数据分析与结论

实验完成后，学生需要对收集到的数据和观察到的现象进行系统地分析和整理.每个小组应将自己的实验数据进行汇总和统计，如反应产生气泡的时间、气体的体积等，并与其他小组的实验结果进行对比和交流.在分析数据的过程中，学生要运用所学的化学知识和数学方法，寻找数据之间的规律和关系.例如，通过比较乙醇与金属钠反应和水与金属钠反应的剧烈程度，判断乙醇中羟基氢原子的活泼性.

2.5反思与评价

学生实验后要反思，反思自己的实验操作是否熟练、规范；反思实验数据的测量和记录是否准确、完整；反思实验结果与预期是否相符，如果存在差异，原因是什么.同时，还要反思团队协作是否高效，在实验过程中是否充分发挥了每个成员的优势.教师对学生的表现进行全面、客观的评价.评价不仅要关注实验结果的正确性，更要注重学生在实验过程中所展现出的科学态度、创新思维、团队协作能力以及解决问题的能力.对于学生在实验探究中表现出色的地方，如独特的实验设计思路、严谨的数据分析方法、积极的团队协作精神等，教师要给予充分的肯定和表扬.

同时，针对学生存在的不足之处，如实验操作的失误、数据处理的错误、结论推导的不合理等，教师要提出具体的改进建议和指导意见，帮助学生不断完善自己的实验探究能力.通过反思与评价，学生能够总结经验教训，不断提高自己的科学探究水平，为今后的学习和研究打下坚实的基础.

3核心素养下高中化学实验探究式教学策略——以“乙醇”教学为例3.1以化学实验为基础，渗透核心素养

从理论角度看，以实验为基础的教学能让学生在亲身体验中构建知识体系，培养宏观辨识与微观探析的能力.学生通过观察乙醇的物理性质，如无色透明的液体、具有特殊香味等，从宏观层面初步认识乙醇.而深入研究乙醇的分子结构，如羟基的存在及作用，能帮助学生从微观角度理解其化学性质.同时，在实验过程中，学生能更直观地感受物质的变化观念与平衡思想.例如，乙醇的燃烧反应，从乙醇与氧气的反应到生成二氧化碳和水，这一过程体现了物质的转化和化学平衡的动态变化.

以乙醇与金属钠的反应实验为例.实验前，明确实验目的是探究乙醇与金属钠的反应规律及产物.实验原理为：2CHOH+2Na→2CHONa+H↑.实验步骤如下：在干燥的烧杯中加入少量无水乙醇，再投入一小块金属钠，观察实验现象.实验中，学生观察到钠沉入乙醇底部，缓慢产生气泡.通过对这一现象的分析，结合反应式，学生能够理解乙醇中羟基上的氢原子不如水中的氢活泼.同时，通过测量产生氢气的体积和反应前后溶液的温度变化等数据，进一步验证反应的程度和能量变化.这不仅有助于学生巩固化学知识，还培养了他们的实验操作技能和数据处理能力，从而提升宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等核心素养［2］.

3.2结合化学实验现象，培养核心素养

细致观察和深入分析化学实验现象能够培养学生的核心素养，从而强化学生的证据推理与模型认知能力.学生依据观察到的现象收集证据，进行逻辑推理，构建合理的化学模型来解释实验结果.同时，能激发学生的科学探究与创新意识，促使他们主动探索现象背后的本质.

以乙醇的氧化反应实验为例，实验目的是探究乙醇在不同条件下的氧化产物及反应特征.实验原理为：在铜或银等催化剂存在下，乙醇被氧化为乙醛（2CHCHOH+OCu或Ag2CHCHO+2HO）；在强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液作用下，乙醇可被氧化为乙酸.实验步骤：将铜丝在酒精灯上加热至红热，迅速插入乙醇中，反复多次，观察铜丝颜色变化和溶液气味.另取乙醇溶液，滴加酸性高锰酸钾溶液，观察溶液颜色变化.实验现象为：铜丝由红变黑再变红，溶液有刺激性气味产生；酸性高锰酸钾溶液褪色.学生通过这些现象进行推理，得出乙醇发生了氧化反应的结论，进一步通过检测反应前后溶液的酸碱度、氧化产物的浓度等数据，构建从乙醇到乙醛、乙酸的氧化反应模型.这一过程培养了学生的证据推理和模型认知能力，激发了他们的探究精神和创新意识.

3.3结合问题开展化学实验探究，提升核心素养

在化学实验教学中，以问题为导向能提升学生的核心素养，问题驱动能激发学生的深度思考，促使他们综合运用所学知识解决实际问题，培养创新思维和实践能力.同时，学生在解决问题的过程中，能够深刻体会科学态度与社会责任的重要性［3］.

以探究乙醇的脱水反应为例.首先提出问题：如何控制反应条件实现乙醇的分子内脱水和分子间脱水？实验目的是明确不同反应条件对乙醇脱水产物的影响.实验原理为：在浓硫酸、170 ℃条件下，乙醇发生分子内脱水生成乙烯（CHOHCH↑+ HO）；在浓硫酸、140 ℃条件下，乙醇发生分子间脱水生成乙醚（2CHOHCHOCH+HO）.实验步骤：在不同温度下，向装有乙醇和浓硫酸的烧瓶中加热，收集产生的气体或液体，通过检测产物的性质来确定反应类型.实验现象：在170 ℃时，溶液迅速变黑，产生的气体使溴水褪色；在140 ℃时，有无色液体生成.通过对实验现象的分析和对产物的定量检测，如气体的产量、液体的沸点等数据，学生能够得出不同条件下乙醇脱水反应的规律.在解决这一问题的过程中，学生不仅提升了综合运用化学知识的能力，还培养了严谨的科学态度和勇于探索的精神.同时，引导学生思考乙醇脱水反应在化工生产中的应用、对能源供应的影响以及相关的环保问题，增强他们的社会责任感和可持续发展意识.

4结束语

综上所述，在高中化学教学中，以乙醇教学为代表的实验探究式教学，对于培养学生的核心素养具有显著的成效.通过优化教学流程设计和实施有效的教学策略，能够激发学生的学习热情，提高学生的自主探究能力和创新意识，促进学生对化学知识的深入理解和应用.

参考文献：

［1］ 李春荣.基于核心素养下高中化学实验探究式教学模式探索[J].中国科技期刊数据库·科研，2023，21（8）：124-126.

[2] 张瑞芳.核心素养视域下“5E”教学模式的高中化学教学设计与实践：以乙醇的教学设计为例[J].中华活页文选，2024，15（8）：99-101.

[3] 陈慧敏.真实情境：基于核心素养的高中化学教学设计：以苏教版“二氧化硫的性质与应用”教学为例[J].高考，2023，20（11）：71-73.

［责任编辑：季春阳］