立足實驗教學(xué) 促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)落地

【摘 要】學(xué)科教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，而化學(xué)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段，通過具體教學(xué)實例展示在化學(xué)教學(xué)中如何針對性培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);實驗教學(xué);創(chuàng)新能力

【中圖分類號】G633.8? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2019）83-0058-03

【作者簡介】何翔，廣東省深圳市龍華高級中學(xué)（廣東深圳，518110）教師，正高級教師。

在當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，受課時和實驗條件的限制，不少教師對實驗教學(xué)的重視度不夠，常采用“黑板實驗”“視頻實驗”代替演示實驗和學(xué)生實驗，這種沒有實際操作的做法無法發(fā)揮實驗教學(xué)的正常作用，不利于提高學(xué)生的探究意識，不利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。因此，很有必要對化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行深入研究，增強教師的實驗意識，逐步開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，讓中學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，強化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)他們學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)核心素養(yǎng)的落地。

一、創(chuàng)設(shè)實驗情境，啟蒙變化觀念

化學(xué)實驗使化學(xué)課堂充滿魅力，化學(xué)實驗作為增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的手段是其他學(xué)科無法比擬的，在教學(xué)中設(shè)計合適的實驗?zāi)軌蚱鸬揭庀氩坏降姆e極作用。如在初三化學(xué)緒言課中，可設(shè)計“清水變牛奶（向石灰水中吹氣）”“酚酞變紅”“魔棒點燈”“石灰石和稀鹽酸反應(yīng)”四個實驗，它們不僅能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能呈現(xiàn)化學(xué)變化中的生成沉淀、改變顏色、燃燒、生成氣體等現(xiàn)象。又如在高二進(jìn)行化學(xué)平衡移動部分內(nèi)容教學(xué)時，可以在氯化鈉溶液中滴加適量硝酸銀，產(chǎn)生白色沉淀，再向白色沉淀的懸濁液中滴加0.1 mol·L-1的KI溶液，通過白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)為黃色沉淀，讓學(xué)生直觀體驗化學(xué)平衡的移動。再如通過在電子秤上觀察蠟燭燃燒過程中質(zhì)量的變化從而導(dǎo)入“質(zhì)量守恒定律”的教學(xué)等。以實驗導(dǎo)入課堂，創(chuàng)設(shè)實驗情境，從而使學(xué)生直觀理解轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)學(xué)科獨特的魅力所在。

二、宏觀微觀結(jié)合，認(rèn)識反應(yīng)本質(zhì)

“宏觀-微觀-符號”三重表征作為化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，在提升學(xué)生核心素養(yǎng)方面有著重要的作用。如在進(jìn)行“酸、堿、鹽”的教學(xué)時，利用實驗手段突破教學(xué)重點，分散教學(xué)難點的教學(xué)設(shè)計如下：①通過不同的酸分別與金屬、金屬氧化物、碳酸鹽等物質(zhì)反應(yīng)的實驗，體驗酸的性質(zhì)相似性;②通過導(dǎo)電性實驗，理解酸堿鹽溶液的電離;③進(jìn)行鹽酸和氫氧化鈉溶液中和實驗，用酚酞做指示劑指示OH- 濃度的減少;④利用氫離子 傳感器測定酸堿中和反應(yīng)中H+ 減少;⑤利用電導(dǎo)率傳感器測定稀硫酸和氫氧化鋇溶液反應(yīng)時溶液中離子濃度的變化。通過從定性到定量、多方法、多角度逐步深入的實驗，促進(jìn)學(xué)生深刻理解酸堿中和反應(yīng)的本質(zhì)，理解化學(xué)變化的本質(zhì)特征，體會結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)觀念。

三、設(shè)計探究實驗，啟迪創(chuàng)新意識

科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，對發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有不可替代的重要作用。學(xué)生通過親歷科學(xué)探究過程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，更加熱愛科學(xué)，學(xué)會科學(xué)探究的方法，形成解決問題的能力。教師要善于創(chuàng)設(shè)條件指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實驗，培養(yǎng)學(xué)生問題意識和質(zhì)疑精神，鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

例如學(xué)生在高一學(xué)習(xí)“二氧化硫的性質(zhì)”時，可以先讓學(xué)生預(yù)習(xí)，知道二氧化硫是一種有毒的氣體，排放到空氣中會形成酸雨，但是課本上所提供的演示實驗密封性不夠，讓他們查閱資料并積極動腦利用生活中的物品，自己設(shè)計更好的密封裝置來完成二氧化硫的性質(zhì)實驗。讓學(xué)生思考利用身邊的物品儲存氣體并能方便地取用，他們比較容易想到塑料瓶，塑料袋等，但是因為塑料瓶較硬，氣體不是很容易排出，而普通塑料袋的密封和耐用又不過關(guān)，結(jié)合兩者的優(yōu)點，最終選用醫(yī)院的注射袋來收集氣體。通過對裝置不斷改進(jìn)，最終將二氧化硫氣體收集在注射袋中并用調(diào)節(jié)器連接，將氣體通過玻璃管中濕潤的品紅試紙?zhí)骄慷趸虻钠仔?，用針筒注水探究二氧化硫的溶解性來收集氣體。通過用針筒吸取少量二氧化硫水溶液探究其酸堿性和與高錳酸鉀反應(yīng)時所表現(xiàn)的還原性。上述操作簡單，現(xiàn)象明顯，利用生活中物品的優(yōu)良性能代替實驗儀器，既讓學(xué)生更好地完成了二氧化硫的性質(zhì)實驗，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，讓他們關(guān)注生活，關(guān)注化學(xué)在社會發(fā)展中的影響。中學(xué)階段的化學(xué)實驗探究有如下類型。

1.實驗現(xiàn)象細(xì)節(jié)化引發(fā)的探究——培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”時，學(xué)生將鎂條放入硫酸銅溶液中時，發(fā)現(xiàn)鎂條表面有氣泡生成，于是學(xué)生提出問題，產(chǎn)生的氣體是什么？教師肯定學(xué)生具有敏銳的觀察力，鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗進(jìn)行科學(xué)探究。學(xué)生通過猜想氣體的成分，進(jìn)一步設(shè)計鎂條與水的反應(yīng)進(jìn)行對比，并用pH計測定硫酸銅溶液的pH值，收集生成氣體進(jìn)行檢驗等。通過親歷科學(xué)探究的過程培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.實驗數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化引發(fā)的探究——培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

在學(xué)習(xí)“用燈火實驗測定地窖中二氧化碳的有害濃度”時，教師引導(dǎo)學(xué)生提出二氧化碳的有害濃度是多少，該濃度下是否使燃著的蠟燭熄滅等問題，并進(jìn)行探究。教師指導(dǎo)學(xué)生查閱資料，并指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗收集二氧化碳濃度為6%的氣體，伸入燃燒的蠟燭，發(fā)現(xiàn)蠟燭并未熄滅。[1]通過類似的方法依次測定10%、15%、20%等不同濃度的二氧化碳，由實驗得出蠟燭熄滅時二氧化碳的濃度。通過實驗探究的方式培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

3.實驗方法多樣化引發(fā)的探究——培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。

在質(zhì)量守恒定律學(xué)習(xí)中，教師在完成碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的實驗后，引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計實驗使天平重新平衡，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計多種實驗方案吸收產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w。通過設(shè)問：你還想設(shè)計哪些實驗驗證質(zhì)量守恒定律？從而打開學(xué)生的思維，引導(dǎo)他們查閱資料進(jìn)行開放式實驗設(shè)計。親歷科學(xué)探究過程，嘗試像科學(xué)家那樣去思考去實踐，不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，更能提高思維的靈活性與開放性，真正做到“做中學(xué)”。

四、開展課外實驗，培養(yǎng)社會責(zé)任

化學(xué)是一門實用的、創(chuàng)造性的學(xué)科，化學(xué)創(chuàng)造新物質(zhì)，為人類提供豐富多彩的物質(zhì)世界。在社會發(fā)展的歷程中，由于資源的不合理使用，也出現(xiàn)了諸如“環(huán)境問題”“食品安全問題”等問題，這些問題的解決需要化學(xué)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，也需要有社會責(zé)任感和化學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生致力于化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。因此教師應(yīng)多開展課外興趣小組活動，研究性學(xué)習(xí)活動等，讓學(xué)生能夠了解化學(xué)對人類發(fā)展的重要作用，辯證看待環(huán)境問題，增強社會責(zé)任感，做積極努力、有責(zé)任有擔(dān)當(dāng)?shù)墓瘛?/p>

例如，通過開展課外小組活動，學(xué)生走訪附近的村莊，調(diào)查周圍水資源的現(xiàn)狀，污染物的來源，進(jìn)行水質(zhì)酸堿性的測定;參觀自來水廠，深入了解水的凈化的方法，向附近村民宣傳水資源保護(hù)的建議和措施;開展研究性小組活動，學(xué)習(xí)固體酒精的制備，釀造米酒，制作手工肥皂等。讓學(xué)生親身體會化學(xué)是人類進(jìn)步的階梯，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和使命感。

五、利用先進(jìn)實驗手段，優(yōu)化證據(jù)推理方法

隨著科技發(fā)展，實驗方法和實驗手段也在不斷進(jìn)步，以計算機為基礎(chǔ)的實驗室GBL系統(tǒng)和各種傳感器實驗，彌補了傳統(tǒng)實驗手段不便定量測定的缺陷。[2]數(shù)字化實驗和手持技術(shù)在化學(xué)實驗中發(fā)揮著重要作用，它能更好地揭示化學(xué)原理、規(guī)律，進(jìn)而全面提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。如在進(jìn)行酸堿之間中和反應(yīng)教學(xué)時，可用氫離子傳感器繪出反應(yīng)過程中H+ 的變化曲線，用溫度傳感器展示酸堿中和反應(yīng)的溫度變化過程，使實驗過程更加直觀化、數(shù)據(jù)化，讓學(xué)生更深入理解酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)。在學(xué)習(xí)溶液導(dǎo)電性時，可用電導(dǎo)率傳感器測試酸堿鹽溶液以及酒精、蔗糖溶液的電導(dǎo)率，讓學(xué)生理解酸堿鹽的電離過程。又如學(xué)習(xí)酸堿鹽知識后，歸納梳理酸堿鹽轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)，形成知識模型，請學(xué)生依據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖推測醋酸、氨水、碳酸氫鈉的性質(zhì)，并設(shè)計實驗驗證。上述種種都致力于使學(xué)生實現(xiàn)從知識學(xué)習(xí)到學(xué)會學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。

總之，化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)科的靈魂，是化學(xué)學(xué)習(xí)最重要的方法。實驗教學(xué)不僅是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣最重要手段，也是進(jìn)行科學(xué)探究最重要的途徑。教師應(yīng)重視實驗教學(xué)，創(chuàng)造盡可能多的機會進(jìn)行實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落地?！?/p>

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳星.初中化學(xué)學(xué)科知識與教學(xué)能力[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2017.

[2]王磊.中學(xué)化學(xué)實驗及教學(xué)研究[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2009.