在核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

摘?要：中國(guó)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展研究成果是在2016年的9月13日正式發(fā)布的，而對(duì)于中國(guó)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展來(lái)講，就是將培養(yǎng)“人的全面發(fā)展”作為核心的，并且是將“核心素養(yǎng)”作為重要導(dǎo)向的，屬于新時(shí)期中小學(xué)課程的一種重要改革措施。在核心素養(yǎng)理論中就對(duì)學(xué)生的知識(shí)獲取能力給予了重視，以及對(duì)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)以及將來(lái)的發(fā)展問(wèn)題給予了全面的考慮，進(jìn)而符合促進(jìn)人的全面發(fā)展的最終教育目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)核心素養(yǎng)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的意義與內(nèi)涵

學(xué)科核心素養(yǎng)的提出是基于全面貫徹黨的教育方針，堅(jiān)持立德樹(shù)人，加強(qiáng)社會(huì)主義核心價(jià)值體系教育，完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、推進(jìn)考試招生制度改革。核心素養(yǎng)是以個(gè)人的發(fā)展和終身學(xué)習(xí)為目的的全新教學(xué)理念，正在取代以學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)為核心的傳統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)。核心素養(yǎng)通過(guò)指導(dǎo)、引領(lǐng)、輻射、帶動(dòng)學(xué)科課程教學(xué)，彰顯學(xué)科教學(xué)的育人價(jià)值，使之自覺(jué)為人的終身發(fā)展服務(wù)，將“教學(xué)”升華為“教育”。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn)了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程學(xué)習(xí)所必須具備的關(guān)鍵能力和必備品格?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)充分地表征化學(xué)的本質(zhì)特征，將學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科學(xué)習(xí)能力和學(xué)科思想方法有機(jī)融合。

二、 核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

化學(xué)學(xué)科的建立是基于無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納整理進(jìn)而形成基本理論，化學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)論是在現(xiàn)代學(xué)科研究過(guò)程中，還是在學(xué)科教學(xué)活動(dòng)中都占據(jù)著舉足輕重的地位。即使在計(jì)算化學(xué)逐漸受到關(guān)注的今天，理論計(jì)算還是需要實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。這也體現(xiàn)了化學(xué)作為自然學(xué)科的基本特點(diǎn)?；瘜W(xué)學(xué)科的開(kāi)山鼻祖——英國(guó)著名化學(xué)家Boyle說(shuō)：“不應(yīng)該把理性放在高于一切的位置，知識(shí)就是從實(shí)驗(yàn)中獲得，實(shí)驗(yàn)是最好的老師?！被瘜W(xué)核心素養(yǎng)中的“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等要素，是化學(xué)學(xué)科實(shí)踐能力的重要表征。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)不應(yīng)僅局限于性質(zhì)演示與簡(jiǎn)單制備，更應(yīng)該變成教師與學(xué)生關(guān)于知識(shí)、情感態(tài)度、思維交流的舞臺(tái)。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)不重視

但是由于中國(guó)人太過(guò)于功利化的文化，以高考的成敗論英雄成為目前限制高中化學(xué)教學(xué)的最大障礙。由于擔(dān)心過(guò)多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)占據(jù)習(xí)題練習(xí)與講評(píng)時(shí)間，為了追求考試成績(jī)最大化，教師將實(shí)驗(yàn)放在末位，以演示實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)與學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、以現(xiàn)代媒體手段代替課堂演示實(shí)驗(yàn)，這些現(xiàn)象并不是個(gè)例，而是具有普遍性的。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴(yán)重制約著學(xué)生綜合素質(zhì)能力成長(zhǎng)，更無(wú)從體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)中關(guān)于實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)的表述。對(duì)于學(xué)生而言，缺少學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐途徑，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的動(dòng)手操作能力與學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)思維品質(zhì)的形成，在一定程度上限制了學(xué)生的思維成長(zhǎng)和進(jìn)步，不利于學(xué)生綜合能力的提升。

（二）自身實(shí)驗(yàn)技能差

學(xué)生在初三開(kāi)始學(xué)習(xí)化學(xué)，由于學(xué)生認(rèn)知能力不足，對(duì)于陌生學(xué)科的學(xué)習(xí)方法基于教師的教學(xué)引導(dǎo)，但是中考側(cè)重于記憶，將化學(xué)學(xué)習(xí)變成了文科式的記誦。這導(dǎo)致絕大多數(shù)學(xué)生從未進(jìn)過(guò)實(shí)驗(yàn)室，加之進(jìn)入到高中以后化學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)要求高，思維品質(zhì)要求高，許多學(xué)生無(wú)所適從，他們只是將化學(xué)的學(xué)習(xí)理解為記憶與簡(jiǎn)單計(jì)算，再通過(guò)題海戰(zhàn)術(shù)來(lái)鞏固練習(xí)。但他們面對(duì)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)只是將注意力集中在表象現(xiàn)象而沒(méi)有深入思考其隱藏在現(xiàn)象后面的科學(xué)本質(zhì)，而使其進(jìn)入學(xué)生實(shí)驗(yàn)室時(shí)懷著畏懼不安，受限于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在?shí)驗(yàn)課上，學(xué)生都是例行公事地參與，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)以及可能出現(xiàn)意外卻沒(méi)有心思花費(fèi)時(shí)間去推理探究。長(zhǎng)期無(wú)法獲得成就感，最終使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)法提起興趣。而在合作探究性實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)成績(jī)好，能力強(qiáng)的同學(xué)以領(lǐng)導(dǎo)者的形式主導(dǎo)整個(gè)實(shí)驗(yàn)，其他同學(xué)只是以眼代替手，沒(méi)有真正參與活動(dòng)，將合作探究流于形式，如此惡性循環(huán)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘龑⒊蔀闊o(wú)源之水，無(wú)本之木。

（三）受限于實(shí)驗(yàn)條件

基礎(chǔ)教育的主導(dǎo)者對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的認(rèn)識(shí)存在許多誤區(qū)，如實(shí)驗(yàn)安全、實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)等問(wèn)題。許多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)施不健全，實(shí)驗(yàn)器材短缺?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)用品是易消耗品，實(shí)驗(yàn)室中器材損毀現(xiàn)象嚴(yán)重，后期受限于經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，后期維護(hù)與添加不及時(shí)，造成現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)用品無(wú)法保證學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的基本要求。同時(shí)有些試劑與試紙由于年代久遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重偏離理論，嚴(yán)重干擾了實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效果的達(dá)成，同時(shí)增加學(xué)生的不滿(mǎn)與厭惡，結(jié)果造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣的降低，嚴(yán)重打擊學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，對(duì)于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅無(wú)益反而有害，同時(shí)也打擊教師的積極性。

三、 以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）挖掘資源，創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)

中學(xué)階段是學(xué)生思維方式轉(zhuǎn)變的重要階段，由邏輯思維代替簡(jiǎn)單的形象思維，由證據(jù)推理代替表觀認(rèn)識(shí)。但是當(dāng)學(xué)生處于非舒適區(qū)的陌生環(huán)境中，此時(shí)學(xué)生就會(huì)本能的只依賴(lài)于形象思維，而教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)陌生情境，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。如人教版化學(xué)選修5科學(xué)探究——乙炔的性質(zhì)。采用學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，參考資料，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和證據(jù)推理能力。實(shí)驗(yàn)方案如下：使用利用CaC2與飽和食鹽水反應(yīng)制備乙炔，依次通過(guò)CuSO4溶液洗氣裝置后，分別通入下列溶液①溴的四氯化碳溶液、②酸性高錳酸鉀溶液、③[Ag（NH32]OH溶液、④HgSO4溶液+斐林試劑進(jìn)行乙炔性質(zhì)的檢驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)交流討論，通過(guò)推理分別得到乙炔的化學(xué)性質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師作為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和討論：

實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

合作探究結(jié)論與評(píng)價(jià)

①通過(guò)溴的四氯化碳溶液，體現(xiàn)了怎樣的性質(zhì)，與乙烯與溴的四氯化碳溶液的現(xiàn)象對(duì)比有什么異同點(diǎn)

溴的四氯化碳溶液褪色

溴的四氯化碳溶液褪色說(shuō)明乙炔作為富電子的不飽和炔烴可以與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，生成1，1，2，2四溴乙烷;與乙烯與溴的四氯化碳溶液的現(xiàn)象對(duì)比，相同的是均可以發(fā)生加成;不同點(diǎn)在于，乙炔與Br2速率較乙烯慢。說(shuō)明乙炔的π電子密度要比乙烯小。

②試寫(xiě)出乙炔與酸性高錳酸鉀反應(yīng)方程式，體現(xiàn)了乙炔的什么性質(zhì)

酸性高錳酸鉀溶液的紫紅色消失

體現(xiàn)了乙炔具有還原性。

③通過(guò)[Ag（NH32]OH溶液現(xiàn)象，可以利用該反應(yīng)來(lái)干什么

產(chǎn)生白色沉淀

反應(yīng)產(chǎn)生了難溶性的白色乙炔銀沉淀;利用該反應(yīng)可以用于乙炔氣體的快速檢驗(yàn)。

④HgSO4溶液后在與四羥基銅（Ⅱ）酸鈉后產(chǎn)生什么現(xiàn)象，得到什么產(chǎn)物

產(chǎn)生磚紅色沉淀

磚紅色Cu2O的產(chǎn)生說(shuō)明有具有還原性的乙醛生成。乙醛的生成是因?yàn)橐胰才c水反應(yīng)先生成乙烯醇，乙烯醇互變異構(gòu)為乙醛。

在熱烈的討論結(jié)束后，教師立即引入教材中為什么要采用CuSO4溶液進(jìn)行洗氣，其目的什么？立即有優(yōu)秀的學(xué)生給出了結(jié)論：將乙炔氣體中存在的有毒且具有還原性硫化氫、磷化氫和砷化氫通過(guò)沉淀反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)加以除去，避免干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)中關(guān)于還原性的討論。筆者肯定其觀點(diǎn)。

以教材實(shí)驗(yàn)為素材，以教師為引導(dǎo)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，學(xué)生合作主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，自主操作，合作論證，集合全體學(xué)生智慧。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，參與科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和操作，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索，主動(dòng)思考，主動(dòng)反思與總結(jié)。對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生而言，得到了獲得知識(shí)后的滿(mǎn)足感、榮譽(yù)感，促使其更加主動(dòng)的進(jìn)入到學(xué)科學(xué)習(xí)中去。雖然這樣的教學(xué)模式在許多人看來(lái)是耗時(shí)耗力，但對(duì)于學(xué)生而言，卻能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，在自由、開(kāi)放、合作的學(xué)習(xí)環(huán)境中證明自己的能力，也是對(duì)高中枯燥學(xué)習(xí)環(huán)境的一種調(diào)節(jié)，有利于學(xué)生身心健康發(fā)展，也是培養(yǎng)人格健全的青少年的另一種途徑。

（二）在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神

《孟子·盡心下》篇曰：盡信書(shū)，不如無(wú)書(shū)。指讀書(shū)不要拘泥于書(shū)上或迷信書(shū)本，這要求求學(xué)者要善于獨(dú)立思考問(wèn)題?，F(xiàn)代科學(xué)的建立無(wú)不是在懷疑中產(chǎn)生新的理論，從而形成現(xiàn)代社會(huì)文明。教科書(shū)是權(quán)威，但是我們要有懷疑的眼睛。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言就更是如此了，化學(xué)反應(yīng)中經(jīng)常會(huì)有一些副反應(yīng)的發(fā)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要在實(shí)驗(yàn)中追求真理，體會(huì)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，充實(shí)自己。人教版化學(xué)必修1實(shí)驗(yàn)4-9濃硫酸與銅反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使品紅褪色，說(shuō)明有SO2產(chǎn)生，證明二者發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，但是試管中溶液的顏色卻由原來(lái)的無(wú)色變?yōu)楹谏?，而如果產(chǎn)生硫酸銅則應(yīng)該溶液為藍(lán)色或淺藍(lán)色，而教材中直接給出了產(chǎn)物。此時(shí)學(xué)生在懷疑心的驅(qū)使下非常樂(lè)意探究溶液產(chǎn)物。一組將試管中溶液靜置后，取上層清液于另一支試管中，加水后溶液變藍(lán)，這證明了確實(shí)有硫酸銅產(chǎn)生。另一組取下層濁液，加入稀硫酸后過(guò)濾，濾紙上出現(xiàn)黑色和紅色固體。在證據(jù)的存在下，學(xué)生立即得到以下結(jié)論：銅與濃硫酸的反應(yīng)非常復(fù)雜，并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的產(chǎn)生SO2和CuSO4。除了這些主產(chǎn)物外還有其他物質(zhì)生成，如黑色CuS、Cu2S以及灰黑色的Cu2SO4，正是因?yàn)镃u2SO4存在才在稀硫酸作用下歧化反應(yīng)產(chǎn)生了紅色Cu。這是因?yàn)樵摲磻?yīng)在濃硫酸介質(zhì)中進(jìn)行，而濃硫酸與我們最常見(jiàn)的水溶液體系差異巨大，許多可溶性的鹽在濃硫酸中無(wú)法溶解，因此不能用簡(jiǎn)單的離子反應(yīng)原理來(lái)解釋。

在簡(jiǎn)單的探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)不同尋常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用懷疑為驅(qū)動(dòng)力，讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性與多變特點(diǎn)。而在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生驗(yàn)證了自己的猜想，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想，培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)，關(guān)注細(xì)節(jié)，同時(shí)也暗合了化學(xué)學(xué)生核心素養(yǎng)中證據(jù)推理。

（三）關(guān)注演示實(shí)驗(yàn)的引領(lǐng)作用

課堂演示實(shí)驗(yàn)是拉近學(xué)生與教師距離的重要方式，通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)將理論與實(shí)際相聯(lián)系，在教師與學(xué)生互動(dòng)中理解和記憶化學(xué)概念和規(guī)律，在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)課堂演示實(shí)驗(yàn)還承擔(dān)著為學(xué)生演示正確操作與技巧的任務(wù)。

苯與Br2的親電取代反應(yīng)是高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試的重要素材，基于教學(xué)實(shí)際要求，筆者將苯與Br2的親電取代反應(yīng)作為課堂演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。實(shí)驗(yàn)前筆者準(zhǔn)備了以下問(wèn)題：①使用鐵絲的目的。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)原理是什么？③苯與Br2的親電取代反應(yīng)與甲烷以及氯氣反應(yīng)的異同點(diǎn)。④實(shí)驗(yàn)得到產(chǎn)物如何除雜。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后組織學(xué)生討論時(shí)有學(xué)生提出為什么不能使用溴水進(jìn)行反應(yīng)呢？通過(guò)對(duì)于以上問(wèn)題的討論，學(xué)生清晰地了解苯與Br2的親電取代反應(yīng)機(jī)理，首先Fe并不是催化劑而是利用其與Br2反應(yīng)生成的FeBr3作為L(zhǎng)ewis催化反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)放熱，導(dǎo)致液溴揮發(fā)使得反應(yīng)裝置呈現(xiàn)紅棕色;與甲烷以及Cl2反應(yīng)均是取代反應(yīng)，但反應(yīng)條件不同。反應(yīng)結(jié)束后使用堿溶液作為尾氣吸收液，避免空氣污染。由于產(chǎn)物中溶解了揮發(fā)的液溴，還有不溶性FeBr3，可通過(guò)水—10%NaOH—水洗分液后蒸餾，最后使用無(wú)水Na2SO4干燥。最后該反應(yīng)不能使用溴水是因?yàn)槎卟环磻?yīng)。

在演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生不是觀眾而是演員，在學(xué)生與教師的完美配合下完成共同操作，既能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能與技巧，又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生熱情參與，印象深刻，會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)終端效果，使其愛(ài)上化學(xué)。

四、 結(jié)語(yǔ)

緊隨新課改的持續(xù)性深化，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)踐創(chuàng)新的能力就變成了化學(xué)學(xué)科教學(xué)的主要目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的動(dòng)手實(shí)踐能力就屬于一個(gè)長(zhǎng)期堅(jiān)持的過(guò)程，其并非是在幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中就能夠完成的，需要學(xué)生去堅(jiān)持訓(xùn)練以及努力的學(xué)習(xí)，才可以獲得更好的教學(xué)效果。

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作者簡(jiǎn)介：范曉輝，陜西省寶雞市，寶雞中學(xué)。