學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)策略

【摘要】化學(xué)是高中階段的基礎(chǔ)性學(xué)科，而實驗教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前的高中化學(xué)實驗教學(xué)存在學(xué)生重視程度不夠、創(chuàng)新意識不足、實操能力欠缺等問題。新課程改革背景下，學(xué)科核心素養(yǎng)概念的提出為高中化學(xué)實驗教學(xué)指明了方向。文章針對學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)展開探究，從教學(xué)目標、教學(xué)情境、教學(xué)流程、教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)評價等方面出發(fā)，提出具體教學(xué)策略，以期為一線教師提供有效參考，提高高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中化學(xué)；實驗教學(xué)

作者簡介：毛用三（1978—），男，安徽省六安市金安區(qū)張店中學(xué)。

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標準》）中強調(diào)了高中階段化學(xué)學(xué)科需要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理和模型認知、實驗探究和創(chuàng)新意識、科學(xué)精神與社會責(zé)任五大方面。作為高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，實驗教學(xué)要充分落實《標準》的要求，以學(xué)科核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，充分發(fā)揮自身價值，切實提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)的重要價值

在核心素養(yǎng)視域下，化學(xué)實驗不再是單純的操作練習(xí)，而是探究化學(xué)原理、解決化學(xué)問題的重要手段。通過實驗，學(xué)生能夠更加直觀地感受到化學(xué)現(xiàn)象的變化，從而增強對化學(xué)實驗的興趣和好奇心。此外，教師可以將化學(xué)實驗與學(xué)生的實際生活、社會熱點等相結(jié)合，讓學(xué)生充分認識到化學(xué)學(xué)科的價值以及化學(xué)實驗在解決問題過程中的重要作用，從而充分發(fā)揮化學(xué)實驗教學(xué)的積極作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識和參與化學(xué)實驗的興趣，促使學(xué)生在實踐中深入理解化學(xué)理論知識，提高化學(xué)學(xué)習(xí)效果。

二、學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)策略

（一）依托學(xué)科核心素養(yǎng)，明確實驗教學(xué)目標

在新課程改革背景下，高中化學(xué)實驗教學(xué)的重要前提是依托核心素養(yǎng)要求，明確實驗教學(xué)目標，以此為教學(xué)活動指明方向，為評價活動明確標準。教師可以將總的化學(xué)實驗教學(xué)目標設(shè)定為：引導(dǎo)學(xué)生從宏觀角度辨識實驗現(xiàn)象，從微觀層面探析化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)，并要求學(xué)生在這一過程中認識和理解化學(xué)反應(yīng)中的變化觀念和平衡思想，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認知能力，同時注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究和創(chuàng)新意識、科學(xué)精神和社會責(zé)任感［1］。

以人教版高中化學(xué)必修二第五章第一節(jié)“硫及其化合物”的教學(xué)為例。在該節(jié)課中，教師需要組織學(xué)生開展實驗“硫酸、硫酸根離子的檢驗”。實驗開始之前，教師可以設(shè)置以下教學(xué)目標。

第一，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生充分認識到硫元素在物質(zhì)中具有同價態(tài)這一性質(zhì)，并能通過實驗實現(xiàn)含有不同價態(tài)的硫元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化；第二，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想，促使學(xué)生通過實驗探究，掌握不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化原理；第三，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理和模型認知能力，要求學(xué)生能夠通過實驗學(xué)習(xí)，借助分析、推理等實驗方法，從物質(zhì)類別和硫元素化合價的角度認識硫酸的性質(zhì)；第四，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和創(chuàng)新意識，要求學(xué)生采用科學(xué)、規(guī)范的實驗操作完成硫酸根離子的檢驗，并能在實驗過程中與他人積極合作，敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新；第五，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會責(zé)任感，在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的安全意識和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，促使學(xué)生認識到硫、氧化硫等物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。

綜上，科學(xué)合理的實驗?zāi)繕藢嶒灲虒W(xué)具有重要的指導(dǎo)作用。在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)基于學(xué)科核心素養(yǎng)，設(shè)置明確的實驗教學(xué)目標，并在此基礎(chǔ)上充分整合實驗素材，創(chuàng)設(shè)多元實驗情境，設(shè)計科學(xué)實驗流程，從而有效引導(dǎo)學(xué)生通過化學(xué)實驗掌握知識原理，運用邏輯推理和科學(xué)方法建立模型，提升學(xué)生觀察、思考和解決問題的能力，促進學(xué)生全面發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)。

（二）創(chuàng)設(shè)實驗教學(xué)情境，提高實驗教學(xué)效果

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)生動、直觀的教學(xué)情境，是提升教學(xué)效果、促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。具體來說，教師可以結(jié)合生活中的實際情境，設(shè)計具有啟發(fā)性和趣味性的化學(xué)實驗，讓學(xué)生感受到化學(xué)實驗的實用性和魅力；也可以在實驗開始之前借助多媒體設(shè)備播放相關(guān)視頻，展示正確的實驗操作步驟和實驗現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生參與化學(xué)實驗的興趣，為學(xué)生開展實驗做好準備；還可以在化學(xué)實驗過程中創(chuàng)設(shè)問題情境，充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，促使學(xué)生在內(nèi)在動機的驅(qū)使下積極思考和探究，提高實驗教學(xué)效果［2］。

以人教版高中化學(xué)必修二第六章第一節(jié)“化學(xué)反應(yīng)與能量變化”的教學(xué)為例。在該節(jié)課中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過開展實驗“化學(xué)反應(yīng)與電能”，掌握化學(xué)能與電能之間轉(zhuǎn)化的實質(zhì)，理解原電池的概念、構(gòu)成條件和工作原理，學(xué)會判斷原電池的正負極，進而學(xué)會分析物質(zhì)化學(xué)變化中能量變化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

首先，教師可通過創(chuàng)設(shè)生活情境，讓學(xué)生了解我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫闹饕茉矗靼纂娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電，是由化學(xué)能經(jīng)過燃燒（即氧化還原反應(yīng)）間接轉(zhuǎn)化成電能這一過程實現(xiàn)的；其次，教師可以為學(xué)生科普火力發(fā)電的優(yōu)缺點，由此引出“能否找到一種裝置將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能”這一問題，激發(fā)學(xué)生的實驗探究興趣；再次，教師可以借助多媒體設(shè)備，為學(xué)生展示原電池實驗，使學(xué)生調(diào)動多重感官，全方位觀察實驗現(xiàn)象與結(jié)果，形成對實驗流程與原理的直觀認知，為動手實驗奠定基礎(chǔ)；最后，教師再指導(dǎo)學(xué)生開展實驗“化學(xué)反應(yīng)與電能”。

綜上，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的生活實際創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，利用多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)直觀、生動的視頻情境，讓學(xué)生充分認識到化學(xué)實驗的重要性，從而激發(fā)實驗熱情。除此之外，教師還應(yīng)設(shè)置合理的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，從而提高其實驗操作能力和問題解決能力，提高實驗教學(xué)效果。

（三）設(shè)計實驗教學(xué)流程，融入核心素養(yǎng)要求

在設(shè)計化學(xué)實驗流程時，教師也應(yīng)將學(xué)科核心素養(yǎng)培育要求融入其中。比如，教師可在實驗準備、實驗操作、實驗觀察、實驗總結(jié)等不同階段中融入核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標，制訂具體的教學(xué)計劃，整合實驗所需資源，做好學(xué)情調(diào)查、科學(xué)分組等安排，確保實驗教學(xué)目標的落實［3］。

以人教版高中化學(xué)選擇性必修一第一章第一節(jié)“反應(yīng)熱”的教學(xué)為例。在實驗“中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定”中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生了解實驗過程及實驗原理，學(xué)會根據(jù)測定記錄的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱，并學(xué)會分析產(chǎn)生誤差的原因，不斷完善和改進測定方法，培養(yǎng)從微觀視角理解化學(xué)反應(yīng)、進行實驗探究的能力和尊重科學(xué)的態(tài)度。

教師可以設(shè)計如下實驗教學(xué)流程。首先，教師可將學(xué)生分為不同小組，引導(dǎo)學(xué)生思考和交流，初步了解實驗原理，明確應(yīng)該測量的實驗數(shù)據(jù)以及為保證實驗準確度可采取的措施。這一環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。其次，教師需要讓學(xué)生領(lǐng)取實驗所用到的器材和材料，如簡易量熱器、量筒、50mL的0.50mol/L鹽酸和0.55mol/L NaOH溶液等，并帶領(lǐng)學(xué)生根據(jù)步驟進行實驗，分別測量反應(yīng)物的溫度和反應(yīng)后體系的溫度。這一環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神。最后，引導(dǎo)學(xué)生制作表格，分別計算三次實驗過程中反應(yīng)前體系的溫度和反應(yīng)后體系的溫度的差值，并將三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據(jù)，根據(jù)比熱容計算反應(yīng)熱。這一環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力和科學(xué)態(tài)度。

綜上，教師應(yīng)將核心素養(yǎng)培育要求科學(xué)地融入實驗教學(xué)流程的各個環(huán)節(jié)，使學(xué)生具備科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，提升推理能力和實踐能力，樹立科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感，從而有效落實實驗教學(xué)目標。

（四）科學(xué)指導(dǎo)實驗過程，促進核心素養(yǎng)發(fā)展

在高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要注重加強科學(xué)指導(dǎo)，確保核心素養(yǎng)的有效落實。比如：教師要指導(dǎo)學(xué)生正確操作實驗器材，鼓勵學(xué)生在解決問題、探索未知的過程中提出新的問題、新的假設(shè)和新的方法，優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作；指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會在實驗中觀察、收集記錄和分析實驗數(shù)據(jù)，并且能夠運用平衡思想來分析和解決化學(xué)問題，運用模型知識來解釋實驗現(xiàn)象、預(yù)測化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。此外，教師還應(yīng)該進行示范和講解，糾正學(xué)生的錯誤操作，指導(dǎo)學(xué)生做好實驗收尾工作，注意實驗安全［4］。

以人教版高中化學(xué)必修一第二章第二節(jié)“氯及其化合物”的教學(xué)為例。在引導(dǎo)學(xué)生開展實驗“氯氣的實驗室制法”前，教師需要引導(dǎo)學(xué)生回顧初中學(xué)過的二氧化碳的實驗裝置，利用二氧化錳和濃鹽酸的反應(yīng)，選擇合適的實驗裝置制取氯氣，再通過對比實驗，掌握氯離子的檢驗方法。

在實驗過程中，教師需要重視對學(xué)生的實驗指導(dǎo)。首先，教師需要引導(dǎo)學(xué)生掌握實驗室制取氯氣的反應(yīng)式：MnO2+4HCl （濃） △ MnCl2+Cl2↑+2H2O；其次，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的實驗材料，如必須用濃鹽酸，因為MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)；再次，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中采取科學(xué)方法，提升實驗結(jié)果的準確性和科學(xué)性，如為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發(fā)；最后，實驗結(jié)束后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生先使反應(yīng)停止并排除裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。

綜上，在學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要注重科學(xué)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生扎實掌握實驗原理，合理選擇實驗器材和裝置，在實驗過程中采取科學(xué)方法，順利完成實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和責(zé)任態(tài)度。

（五）優(yōu)化實驗評價反饋，落實核心素養(yǎng)目標

在評價的幫助下，學(xué)生能夠在實驗中充分吸取經(jīng)驗和教訓(xùn)，切實提高理論水平與實踐技能。因此，教師應(yīng)結(jié)合評價的適應(yīng)性與動態(tài)性特征，以提升學(xué)生參與化學(xué)學(xué)習(xí)的主動性和參與實驗的積極性為目標，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)差異和個性化需求，科學(xué)選擇評價方法，動態(tài)調(diào)整評價策略，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的價值，促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［5］。

以人教版高中化學(xué)選擇性必修三第四章實驗活動3“糖類的性質(zhì)”為例。在該實驗活動中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生開展對單糖、二糖、多糖等代表性糖類物質(zhì)的探究，引導(dǎo)學(xué)生進一步加深對葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖類物質(zhì)性質(zhì)的認識，使學(xué)生掌握科學(xué)的檢驗方法，體驗化學(xué)實驗的樂趣。

具體來說，教師可以從以下方面出發(fā)，制訂實驗評價標準。第一，學(xué)生能否通過實驗，加深對葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖類物質(zhì)性質(zhì)的認識，并從宏觀和微觀視角，掌握認識有機物的基本思路和方法，理解糖類結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的關(guān)系；第二，學(xué)生能否通過實驗，掌握糖類還原性的檢驗方法，提升實驗探究能力；第三，學(xué)生能否通過對葡萄糖性質(zhì)的預(yù)測和探究實驗的設(shè)計，掌握類比遷移的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會運用對多糖的水解反應(yīng)條件及其產(chǎn)物的檢驗方法解決實際問題；第四，學(xué)生能否通過實驗教學(xué)，了解生活中有關(guān)血糖、糖尿病的相關(guān)知識，拓展生活常識，培養(yǎng)科學(xué)精神和社會責(zé)任感。教師可以根據(jù)以上標準，對學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)進行評價，并根據(jù)評價結(jié)果給予學(xué)生及時的反饋和具體的改進建議。

總之，在學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)注重評價與反饋的針對性和過程性，關(guān)注學(xué)生對理論知識的掌握程度與實踐應(yīng)用的能力，關(guān)注學(xué)生實驗操作的規(guī)范性及思維方式的邏輯性與創(chuàng)新性，關(guān)注學(xué)生科學(xué)態(tài)度和實驗精神等核心素養(yǎng)的發(fā)展，通過優(yōu)化實驗評價與反饋過程，調(diào)整教學(xué)策略，以更好地發(fā)揮實驗教學(xué)的價值。

結(jié)語

綜上所述，在核心素養(yǎng)的引導(dǎo)下開展高中化學(xué)實驗教學(xué)，不僅能夠加強學(xué)生對化學(xué)實驗的重視，還能夠促使學(xué)生深入理解化學(xué)知識，充分發(fā)揮化學(xué)實驗的教學(xué)價值。在實踐中，教師應(yīng)基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求，重視實驗教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)和目標設(shè)計，將學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求融入實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，并為學(xué)生提供科學(xué)的實驗指導(dǎo)，優(yōu)化實驗評價與反饋流程，促使學(xué)生主動參與實驗活動，提升實驗教學(xué)效果，促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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