在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)

黃宇杰

【內(nèi)容摘要】學(xué)生未來(lái)的發(fā)展離不開(kāi)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，本文從化學(xué)的角度闡述了化學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，通過(guò)看實(shí)驗(yàn)、做實(shí)驗(yàn)、玩實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面層層遞進(jìn)，不但提高了學(xué)生的化學(xué)知識(shí)水平，還讓化學(xué)更貼近生活，真正做到學(xué)有所用。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；提高思維能力

近幾年，“核心素養(yǎng)”這個(gè)詞語(yǔ)在各類教育報(bào)刊和各級(jí)教師培訓(xùn)會(huì)中頻頻出現(xiàn)。根據(jù)《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果，學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備的能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。它以全面發(fā)展的人為核心，從文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、人文底蘊(yùn)、學(xué)生學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大基本素養(yǎng)，并具體細(xì)分為人文情懷、審美情趣等十八個(gè)基本要點(diǎn)。

那具體如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)？相信不同的老師有不同的理解方式。從化學(xué)這門(mén)學(xué)科的角度來(lái)說(shuō)，核心素養(yǎng)包括了變化觀念與平衡思想、宏觀辨析與微觀探視、證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任五個(gè)要素。當(dāng)然，學(xué)生要養(yǎng)成這些核心素養(yǎng)不只是簡(jiǎn)單的背記知識(shí)點(diǎn)，會(huì)做題就行了，而是需要學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)學(xué)會(huì)主動(dòng)的思考問(wèn)題，會(huì)靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題，并不斷的升華提煉。在培養(yǎng)核心素養(yǎng)的過(guò)程中，會(huì)用到很多的方法，在這之中，實(shí)驗(yàn)探究一定是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，靈魂所在。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，學(xué)生不但可以發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證化學(xué)原理，學(xué)習(xí)新的化學(xué)知識(shí)，還可以得到成功的快樂(lè)。

一、看實(shí)驗(yàn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的初步理解

相比于其他學(xué)科，化學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于可以用大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)闡述書(shū)本的知識(shí)點(diǎn)，所謂眼見(jiàn)為實(shí)，教師在課上說(shuō)一百遍鎂條燃燒產(chǎn)生耀眼的白光不如給學(xué)生做一遍鎂條燃燒的實(shí)驗(yàn)來(lái)得更直觀、印象更深刻。但是初中學(xué)習(xí)化學(xué)只有短短的一年時(shí)間，不可能所有實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生來(lái)做，其中大部分實(shí)驗(yàn)都是教師的演示實(shí)驗(yàn)。這就需要教師認(rèn)真?zhèn)浜妹恳粋€(gè)實(shí)驗(yàn)。首先要做到操作規(guī)范，畢竟初中化學(xué)是啟蒙化學(xué)，教師的一舉一動(dòng)都會(huì)給學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中造成印象。因此，不管是以身作則還是為了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，教師都必須要充分準(zhǔn)備。學(xué)生通過(guò)看教師所做的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)描述現(xiàn)象，通過(guò)現(xiàn)象來(lái)學(xué)習(xí)書(shū)本的知識(shí)點(diǎn)。另一方面，化學(xué)在初三是一門(mén)剛開(kāi)的學(xué)科，那如何來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使化學(xué)在學(xué)生有限的學(xué)習(xí)時(shí)間有占有一席之地，筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)可以起到一個(gè)非常積極的作用。通過(guò)教師的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以看到平時(shí)生活中看不到的一些現(xiàn)象。

以蠟燭燃燒為例，學(xué)生對(duì)于蠟燭一定不陌生，但是當(dāng)我們來(lái)細(xì)細(xì)研究蠟燭，還是可以發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生們沒(méi)有看過(guò)的現(xiàn)象。點(diǎn)燃蠟燭，發(fā)出黃色火焰，當(dāng)教師把一根玻璃管插入火焰中，會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃管口產(chǎn)生了大量的白煙，點(diǎn)燃白煙，發(fā)現(xiàn)這個(gè)白煙竟可以燃燒，吹滅蠟燭的一瞬間，同樣產(chǎn)生了一縷白煙，迅速去點(diǎn)白煙，發(fā)現(xiàn)蠟燭神奇的復(fù)燃了。通過(guò)一系列的現(xiàn)象，學(xué)生很驚奇，自然而然的提起了興趣，進(jìn)而學(xué)習(xí)這一塊知識(shí)點(diǎn)時(shí)更起勁了，而且學(xué)完之后印象深刻，不容易遺忘，達(dá)到了事半功倍的效果。因此，看實(shí)驗(yàn)是學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)理解的一個(gè)非常有效的手段，通過(guò)一些有代表性的現(xiàn)象讓學(xué)生初步理解知識(shí)點(diǎn)時(shí)沒(méi)那么枯燥，并且不容易忘記，比如“耀眼的鎂條”、“火星四射的鐵絲”等等。

二、做實(shí)驗(yàn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的鞏固

當(dāng)然，光只是看教師的演示實(shí)驗(yàn)肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。看得再多，不如身臨其境試一遍更有效。因此，初三化學(xué)書(shū)本上也安排了八個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)來(lái)讓學(xué)生實(shí)踐。但是在實(shí)際學(xué)習(xí)中有些教師因?yàn)樾枰s進(jìn)度，往往不讓學(xué)生做這些實(shí)驗(yàn)。筆者認(rèn)為這樣做是不妥的。也許到最后中考時(shí)可能會(huì)僥幸考得不錯(cuò)，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)還是弊大于利的。

讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，可以讓他們真實(shí)感受到什么是實(shí)驗(yàn)，看講臺(tái)上教師做很容易，但是學(xué)生自己做起來(lái)，特別是第一次做，就會(huì)手忙腳亂，出現(xiàn)很多問(wèn)題。首先就是操作不規(guī)范，當(dāng)然要允許學(xué)生犯錯(cuò)，教師在一旁指出錯(cuò)誤并讓學(xué)生加以改正。對(duì)于一些沒(méi)有什么危害的錯(cuò)誤操作，可以讓學(xué)生得到錯(cuò)誤的后果。比如高錳酸鉀加熱時(shí)試管口沒(méi)有塞棉花，結(jié)果導(dǎo)致導(dǎo)管都是黑色的物質(zhì)，整個(gè)水槽都變成了紅色。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，沒(méi)有先將導(dǎo)管移出水面就把酒精燈給熄滅了，結(jié)果導(dǎo)致水槽中的水到吸入導(dǎo)管等等。讓學(xué)生看到這些后果從而再分析錯(cuò)誤，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)得到了鞏固，分析能力得到了加強(qiáng)。

其次，通過(guò)以小組為單位的實(shí)驗(yàn)探究，可以將學(xué)生的思維引入更深的層次，使學(xué)生領(lǐng)悟到知識(shí)點(diǎn)背后的思想，原理，從而達(dá)到鞏固知識(shí)點(diǎn)的目的。例如在探究堿溶液的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，NaOH溶液和Ca（OH）2溶液中到底哪個(gè)適合在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)CO2，哪個(gè)適合在實(shí)驗(yàn)中吸收除去CO2呢？學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案：準(zhǔn)備兩個(gè)充滿CO2的礦泉水瓶子，分別加入等體積的兩種飽和溶液，震蕩。發(fā)現(xiàn)裝Ca（OH）2溶液的瓶子略變癟且溶液先渾濁后澄清，而裝NaOH溶液的瓶子嚴(yán)重變癟但不渾濁。通過(guò)同一小組的對(duì)比實(shí)驗(yàn)學(xué)生得出因?yàn)镃a（OH）2溶液與CO2反應(yīng)會(huì)變渾濁現(xiàn)象明顯，所以常用于檢驗(yàn)CO2，但是NaOH的溶解性遠(yuǎn)大于Ca（OH）2，能吸收更多的CO2因此常用于除去CO2。

三、玩實(shí)驗(yàn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的升華

當(dāng)學(xué)生掌握了一定的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能之后，教師就要開(kāi)始有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究精神，就是所謂的玩實(shí)驗(yàn)。鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的探究實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的解釋。能運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)回答生活中的一些與化學(xué)相關(guān)的簡(jiǎn)單問(wèn)題。理所當(dāng)然，這類探究實(shí)驗(yàn)做得越多，學(xué)生的思維碰撞就越劇烈，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解就越透徹，并最終得到升華。其實(shí)在最早以前，大氣、海洋、土壤等生活中最常見(jiàn)的東西，也是經(jīng)過(guò)化學(xué)家“玩”了的問(wèn)題，讓C層學(xué)生回答與基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)的理解性問(wèn)題。如，在教學(xué)《平面向量的數(shù)量積》時(shí)，教師可在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)提出問(wèn)題。讓C層學(xué)生回答“我們已經(jīng)學(xué)過(guò)的向量運(yùn)算有哪些？”；讓B層學(xué)生回答“與實(shí)數(shù)運(yùn)算相比，向量可能還存在著哪些運(yùn)算？”在新課講解環(huán)節(jié)，教師可根據(jù)教學(xué)進(jìn)度提出相應(yīng)問(wèn)題，讓C層學(xué)生回答“向量數(shù)量積的運(yùn)算結(jié)果與線性運(yùn)算有無(wú)區(qū)別？”；讓B層學(xué)生回答“向量數(shù)量積的符號(hào)由哪個(gè)量決定？”；讓A層學(xué)生回答“你能確定數(shù)量積為正、負(fù)的條件嗎？是否數(shù)量積能為零？”。

4.課堂小結(jié)分層

在高中數(shù)學(xué)課堂復(fù)習(xí)與小結(jié)階段，教師要讓不同層次學(xué)生自主總結(jié)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生梳理知識(shí)體系，讓學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解與記憶。如，在《平面向量的數(shù)量積》的課堂小結(jié)階段，教師可讓C層學(xué)生談?wù)劚竟?jié)課學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容；讓B層學(xué)生總結(jié)一下概念歸納和性質(zhì)探究的過(guò)程，并談?wù)勛约涸诒咎谜n的學(xué)習(xí)中掌握了哪些數(shù)學(xué)思想方法；鼓勵(lì)A(yù)層學(xué)生大膽提出類比向量的線性運(yùn)算，向量數(shù)量積還需要進(jìn)行什么方向的探究。在學(xué)生自主總結(jié)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，再由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和歸納。

5.課后作業(yè)分層

在布置課后作業(yè)環(huán)節(jié)，教師要根據(jù)學(xué)生分層布置多樣化、個(gè)性化的作業(yè)，避免因布置相同作業(yè)而使部分學(xué)生產(chǎn)生厭煩感。教師可將作業(yè)設(shè)置為兩個(gè)部分，一部分是基礎(chǔ)性作業(yè)，另一部分是具有一定難度的綜合性或思考性作業(yè)。如，在布置《平面向量的數(shù)量積》一課的作業(yè)中，教師可讓全體學(xué)生完成課本上的習(xí)題，將其作為基礎(chǔ)性作業(yè)。通過(guò)布置教材中的基礎(chǔ)習(xí)題，有助于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步鞏固數(shù)量積的概念，扎實(shí)掌握基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)，為后續(xù)有關(guān)向量知識(shí)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。而后，再讓A層學(xué)生和B層學(xué)生完成思考題，

“已知：向量a→、b→均為非零向量，a→+3b→與7a→-5b→相垂直， a→-4b→與7a→-2b→相垂直，求向量a→與b→之間的夾角?！崩盟伎碱}激發(fā)學(xué)生的探究欲望，拓展學(xué)生的知識(shí)視野。通過(guò)布置分層作業(yè)，能夠滿不同層次學(xué)生的課后練習(xí)需要，幫助學(xué)生在完成作業(yè)的過(guò)程中有所收獲。

二、教學(xué)案例分析

下面以“正弦、余弦函數(shù)的圖象”為例，對(duì)分層教學(xué)的具體運(yùn)用對(duì)策進(jìn)行分析探討。本節(jié)課通過(guò)采用分層教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握正弦函數(shù)、余弦函數(shù)圖象，滲透數(shù)學(xué)思想，為函數(shù)性質(zhì)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

1.確定教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課教學(xué)的分層目標(biāo)為：A層學(xué)生通過(guò)課前預(yù)習(xí)理解單位圓中的正弦線，能夠通過(guò)自學(xué)畫(huà)出正弦函數(shù)圖像，掌握正余弦函數(shù)圖像的“五點(diǎn)法”，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于解題中，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力、自主學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力；B層學(xué)生通過(guò)課堂組織的小組合作探究活動(dòng)，能夠畫(huà)出正弦函數(shù)圖像，理解正余弦函數(shù)圖像的“五點(diǎn)法”，能夠運(yùn)用“五點(diǎn)法”作出正弦函數(shù)、余弦函數(shù)簡(jiǎn)圖，培養(yǎng)學(xué)生合作能力、思考能力和知識(shí)應(yīng)用能力；C層學(xué)生通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)初步理解正弦函數(shù)圖像的作法，并在教師的講解下作出圖像，理解“五點(diǎn)法”以及正弦函數(shù)、余弦函數(shù)圖象的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生初步解決問(wèn)題的能力。

2.設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程

在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，復(fù)習(xí)弧度定義、函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)圖象描點(diǎn)法等已學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，歸納總結(jié)正、余弦函數(shù)定義。在新課講解環(huán)節(jié)，教師提出以下問(wèn)題：

①在單位圓中作出正弦線函數(shù)圖象。在小組合作學(xué)習(xí)模式下，每個(gè)小組均勻分配A層、B層、C層學(xué)生，通過(guò)集思廣益、共同探討，作出圖像。

②作出y=sinx，x∈R圖象。由A層、B層學(xué)生歸納總結(jié)，教師及時(shí)補(bǔ)充。

③根據(jù)正弦函數(shù)圖象作出余弦函數(shù)圖象。由A層學(xué)生作出圖象，教師再利用多媒體課件展示圖形變換。

④快速簡(jiǎn)便畫(huà)出正弦函數(shù)圖象。A層、B層學(xué)生歸納總結(jié)，利用五點(diǎn)法作圖。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)作出函數(shù)簡(jiǎn)圖，對(duì)函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行深入探究，讓各層次學(xué)生掌握?qǐng)D形畫(huà)法。

⑤借助正弦函數(shù)，確定余弦函數(shù)y=cosx，x∈[0，2π]圖象的關(guān)鍵點(diǎn)。由A層、B層學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，作出圖象。C層學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)取A、B層學(xué)生的總結(jié)和教師的講解，逐步理解重要知識(shí)點(diǎn)。

⑥在新課內(nèi)容教學(xué)完畢之后進(jìn)行例題講解，教師要對(duì)教材中的例題進(jìn)行精講，著重于讓C層學(xué)生逐步理解圖形的畫(huà)法。

⑦對(duì)y=sinx，x∈[0，2π]圖象進(jìn)行平移、翻轉(zhuǎn)，得到y(tǒng)=3±sinx，x∈[0，2π]的圖象和y=sin（x±π3）的圖象。讓A層、B層學(xué)生總結(jié)及歸納函數(shù)值加減變動(dòng)對(duì)圖象產(chǎn)生的影響。

⑧探討如何對(duì)函數(shù)y=cosx，x∈[0，2π]的圖象進(jìn)行變換，形成y=-cosx，x∈[0，2π]圖象和y=2-cosx，x∈[0，2π]的圖象。由A層學(xué)生自主探究完成。

3.課堂練習(xí)

教師要布置分層課堂練習(xí)，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)求出x的集合。A層學(xué)生的練習(xí)題：sinx≥12，（-π2

4.課堂小結(jié)與作業(yè)

教師讓A、B層學(xué)生總結(jié)歸納正弦、余弦函數(shù)畫(huà)法與簡(jiǎn)圖畫(huà)法，由教師進(jìn)行補(bǔ)充和梳理，讓C層學(xué)生牢固基礎(chǔ)知識(shí)的理解與記憶。教師布置課后作業(yè)，并提前給出下節(jié)課預(yù)習(xí)方向，讓A、B層學(xué)生開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，包括正弦、余弦函數(shù)性質(zhì)，函數(shù)周期，函數(shù)奇偶性判斷，以及運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)解決問(wèn)題等預(yù)習(xí)內(nèi)容。

總而言之，高中數(shù)學(xué)教學(xué)要合理運(yùn)用分層教學(xué)法，彌補(bǔ)傳統(tǒng)“一刀切”教學(xué)方法帶來(lái)的弊端，充分考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)體差異性，在因材施教理念的指導(dǎo)下，從學(xué)生分層、備課分層、授課分層、課堂小結(jié)分層、課后作業(yè)分層等方面入手，將分層教學(xué)貫穿于教學(xué)全過(guò)程中，從而保證教學(xué)效果的提升。

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（作者單位：浙江省臺(tái)州市玉環(huán)市玉城中學(xué)）