淺談如何通過高中化學實驗創(chuàng)新培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)

李倩霞

【摘 要】教育部在《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》中，明確把核心素養(yǎng)的內(nèi)涵界定為“學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力”。而化學學科核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)落地的抓手，是其具體化?；瘜W實驗是化學學科賴以形成和發(fā)展的基礎。學生在實驗創(chuàng)新過程中，通過巧妙構思，可起到變虛為實、化難為易、答疑解惑的功能，促進學生科學探究及創(chuàng)新意識、科學精神與社會責任感的形成，更是培養(yǎng)學生“核心素養(yǎng)”的重要途徑。

【關鍵詞】核心素養(yǎng);高中化學;實驗創(chuàng)新

【中圖分類號】G633.8 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）09-0118-02

化學是一門極為嚴謹?shù)目茖W，實驗是從各種現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、探究原因的主要途徑。而當下的實驗教學呈現(xiàn)出一種創(chuàng)新不足，學生們參與度不強的現(xiàn)象。因此筆者結(jié)合自己的教學經(jīng)驗談一談如何通過創(chuàng)新實驗整體提升高中學生的化學學科核心素養(yǎng)。

一、高中化學學科核心素養(yǎng)的概念

高中化學學科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認知”、“科學探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”五個方面?；瘜W學科核心素養(yǎng)是化學學科本質(zhì)和育人價值的體現(xiàn)，化學學科及其教學對人的必備品格和關鍵能力的形成和發(fā)展起到了獨特的作用。

二、化學實驗創(chuàng)新的原則

1.趣味性原則。

化學實驗雖然能夠激發(fā)學生的學習興趣，但是，大部分學生并不喜歡自己動手做實驗，因為，在化學實驗教學的過程中，教師過分強調(diào)實驗操作的規(guī)范性，實驗結(jié)果的有效性等，化學實驗的趣味性功能完全沒有體現(xiàn)。而新課改之后，化學教科書中逐漸增加了趣味性小實驗、家庭小實驗，供學生選做。另外，教師在進行化學實驗教學的過程中也要引入一些相關的趣味性實驗，如明礬的凈水作用，噴水顯字，粉塵爆炸，花變顏色等，當學生發(fā)現(xiàn)實驗真正的樂趣與生活應用時，就會積極主動的去接觸化學實驗。

2.綠色化原則。

綠色化學的核心理念就是要利用化學原理從源頭消除污染，摒棄了以前“先污染、后治理”的觀點。所以，人們應該注意：①應選擇無污染或者污染很小的實驗藥品。②如果反應物或生產(chǎn)物污染性較強，則需要在通風櫥中進行。③對于生成物有毒的物質(zhì)應盡快回收和處理，防止污染。

3.科學性原則。

教師必須保證實驗內(nèi)容講授的正確性、科學知識的可靠性;要根據(jù)學生的認知能力和發(fā)展?jié)摿σ龑W生做實驗。做到實驗內(nèi)容正確、實驗手段先進、實驗方法可靠。

三、創(chuàng)新化學實驗，落實學科核心素養(yǎng)

1.化學模型實驗創(chuàng)新。

高中化學對學生的抽象思維能力要求較高，尤其在學習原子、分子、晶體等微觀物質(zhì)時，學生很難通過想象掌握其中的原理。如果教師鼓勵學生大膽創(chuàng)新，動手制作學習模型，就能提高學生“宏觀-微觀”轉(zhuǎn)換的能力，培養(yǎng)其“宏觀辨識和微觀探討、模型認知、創(chuàng)新意識”的化學學科核心素養(yǎng)?；瘜W實驗模型有“氣球模型、乒乓球模型、折紙模型、球棍模型”等。

氣球模型可用于《選修3 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)》的第一章原子結(jié)構與性質(zhì)的第一節(jié)原子結(jié)構中的“原子軌道（s、p）”和第二章分子結(jié)構與性質(zhì)中第二節(jié)分子的立體構型中的“雜化軌道”的教學。例如，我們用一顆氣球表示s軌道，兩顆系在一起的氣球表示px（或py、pz）軌道，將px、py、pz軌道交叉放在一起，表示p軌道整體，這樣的模型形象、直觀、有趣味，學生很容易理解，這樣他們在后面學習原子軌道“頭碰頭”、“肩并肩”重疊成鍵時就變得水到渠成了。

折紙模型可以用于《選修3 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)》的第二章分子結(jié)構與性質(zhì)中第二節(jié)分子的立體構型中的“VSEPR模型”、“ 分子或離子的立體構型”的教學時可以使用。例如，在教學過程中我們發(fā)現(xiàn)學生對于SF6分子構型為正八面體，NaCl晶體中一個Na+與最近的Cl-構成的空間結(jié)構也為八面體這類問題想像起來比較困難，教師利用手工折紙的方法讓學生一起來做正八面體，通過動手，學生的立體空間思維得到發(fā)展，同時舉一反三也促進了其他空間問題的理解。

2.化學教材實驗的創(chuàng)新。

高中化學教材中大多數(shù)是驗證性實驗，即學生根據(jù)預定好的實驗結(jié)果進行機械的實驗步驟的操作，使得學生“重實驗結(jié)果”而“輕實驗過程”。這就要求教師引導學生在驗證性實驗的過程中善于觀察與思考，針對現(xiàn)象不明顯，步驟繁瑣，浪費實驗原料，污染環(huán)境，安全性差的實驗進行創(chuàng)新改進，進而培養(yǎng)學生“證據(jù)推理、科學探究、社會責任”等核心素養(yǎng)。

例如：《化學必修1》第三章第一節(jié)金屬的化學性質(zhì)中，就鐵與水蒸氣的反應，課本以“科學探究”的形式提出，讓學生設計實驗驗證，在總結(jié)學生設計實驗方案的基礎上，結(jié)合課本、資料中對這一問題的不同實驗方案，讓學生比較，弄清設計原則和方法，每種設計的優(yōu)缺點，完善自己的設計方案。這樣，既解決了學生對方法的選擇和影響因素的對比，體驗方案的步驟，掌握實驗藥品、目的、原理等問題，也培養(yǎng)了學生實驗探究的素養(yǎng)。又例如：硫與氧氣通過燃燒發(fā)生化學反應的實驗，不僅會產(chǎn)生藍色火焰和熱量，生成的氣體也含有刺激性氣味，對生成氣體的處理方面，教師可以引導學生根據(jù)氣體的性質(zhì)設計實驗，運用不同的方法探索處理生成的二氧化硫。同時，通過學生自主設計二氧化硫處理的實驗，可以使學生更加了解二氧化硫，并熟練掌握實驗操作方法和技巧。

因此，教師在實驗教學中應引導學生做探究性實驗，從而實現(xiàn)發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的教學目的，以提高學生的化學學習能力; 引導學生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題，設計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論;引導學生在合作中分享實驗探究的成果，不斷完善與改進實驗探究的設想，養(yǎng)成獨立思考、敢于質(zhì)疑的習慣。

3.化學探究性實驗的創(chuàng)新。

（1）思考實驗異常現(xiàn)象，從實證的角度來設計。

在課堂實驗中，有時經(jīng)常出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，僅憑教材的粗略解釋難以讓學生信服，也容易扼殺學生探究欲望。如：某些實驗后的產(chǎn)物與預期的情況不一致，或伴隨著不可忽視的其它現(xiàn)象，有的是產(chǎn)物中含有其它雜質(zhì)，有的甚至是得不到預期的產(chǎn)物，這些往往需要通過實驗來進一步證實。教師要善于利用這些在課堂實驗中生成的問題，設計實證性實驗探究課，引導學生抓住化學變化的本質(zhì)進行探究，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，嚴密的思維能力。

（2） 質(zhì)疑有關化學常識，從反思的角度來設計。

化學是一門基礎的自然學科，高中是學生形成化學概念、掌握化學基本原理、基本思想、基本方法、基本技能的關鍵時期。由于學科的特點，有些現(xiàn)象的說明涉及到許多知識，往往還不能比較精確地解釋到位，甚至就先用一些粗略的觀點來說明。但學生的思維在形成過程中常會產(chǎn)生一些質(zhì)疑，教師對這些問題卻不能回避。這時教師就可以有意識地引導學生設計反思性實驗探究課，對生活中的一些化學常識再質(zhì)疑，培養(yǎng)學生進行科學探究的能力。

由此可見，化學實驗創(chuàng)新的過程是逐漸落實化學學科核心素養(yǎng)的關鍵，只有抓住化學實驗的創(chuàng)新，才能在化學教學過程中完成培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”的目標。

本文系2018年度周口市基礎教育教學研究項目《高中化學“3+1”教學模式下創(chuàng)新實驗的研究》（zkjy18085009）研究成果。