促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究

何大明

摘要：陶行知強(qiáng)調(diào)“教學(xué)做合一”，在核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學(xué)教學(xué)要想讓核心素養(yǎng)落地，讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)習(xí)過(guò)程中得以培養(yǎng)，關(guān)鍵是要尋找到有效的教學(xué)抓手。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科育人功能，對(duì)應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。文章以化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究為載體，探究如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化來(lái)促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué) 核心素養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)踐研究

陶行知有一句教育名言，那就是“教學(xué)做合一”，其強(qiáng)調(diào)“先生的責(zé)任就是教學(xué)生學(xué)；教師的教要與學(xué)合一”。在當(dāng)前核心素養(yǎng)的背景之下，高中化學(xué)教學(xué)要想讓核心素養(yǎng)落地，要讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中得到培育，關(guān)鍵就是要尋找到有效的教學(xué)抓手。只有這樣才能讓教學(xué)做合一真正落到實(shí)處，讓核心素養(yǎng)的發(fā)展真正成為現(xiàn)實(shí)。

一、實(shí)驗(yàn)是促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地的重要途徑

實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要手段，實(shí)驗(yàn)本身又是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)問(wèn)，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往只強(qiáng)調(diào)“做”，但實(shí)際上實(shí)驗(yàn)本身是有嚴(yán)格要求的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程也應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)的。有研究者認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)核心素養(yǎng)包括創(chuàng)新能力、信息素養(yǎng)、合作交流能力、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任，同時(shí)認(rèn)為在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)重視對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作及其原理的理解，選擇重要案例進(jìn)行充分挖掘，及時(shí)滲透轉(zhuǎn)化觀(guān)與能量觀(guān)。從核心素養(yǎng)的角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)正是促進(jìn)核心素養(yǎng)落地的重要途徑，具體可以從這樣幾個(gè)方面理解：首先，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象觀(guān)察與原理探究，對(duì)應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析、變化觀(guān)念與平衡思想。其次，實(shí)驗(yàn)的原理確定與具體設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任。最后，實(shí)驗(yàn)本身就對(duì)應(yīng)著化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

具體說(shuō)，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是需要觀(guān)察的，現(xiàn)象背后的原理是需要探究的，如“探究金屬鈉的性質(zhì)”知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以觀(guān)察比較的現(xiàn)象是：（1）通常情況下金屬鈉保存在煤油中，可以觀(guān)察到金屬鈉的密度比水大、硬度不大、質(zhì)軟、呈現(xiàn)出銀白色的金屬光澤；（2）空氣中的金屬鈉，當(dāng)其暴露在空氣中時(shí)，鈉的切面很快變白，失去光澤；（3）金屬鈉放在蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，可以觀(guān)察到金屬鈉先融成閃亮的小球，然后發(fā)生劇烈燃燒，產(chǎn)生黃色的火焰并且生成淡黃色的固體；（4）實(shí)驗(yàn)中金屬鈉放置在水中，鈉與水發(fā)生激烈的反應(yīng)，現(xiàn)象則是鈉浮在水面上融成閃亮的小球，并且四處游動(dòng)，發(fā)出“嘶嘶”聲響，溶液變成紅色（水中加入了酚酞試液）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀(guān)察與比較，學(xué)生自然會(huì)探究不同現(xiàn)象背后的原因，思考為什么會(huì)發(fā)生這些化學(xué)變化，同時(shí)多數(shù)學(xué)生會(huì)從守恒的角度是對(duì)實(shí)驗(yàn)前現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析，而這些過(guò)程與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的相關(guān)表述是一致的。還可以引導(dǎo)學(xué)生反思為什么分這樣幾種情況去觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行深入思考，并在思考的過(guò)程中走向核心素養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培育策略

既然化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有了培養(yǎng)核心素養(yǎng)的需要，那在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，就需要尋找有效的教學(xué)策略。有研究表明，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以從培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力、合作學(xué)習(xí)能力、德育滲透角度培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

策略一：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的“手腦并用”策略。

實(shí)驗(yàn)是需要?jiǎng)邮肿龅?，但是有效的?shí)驗(yàn)又不是只動(dòng)手而不動(dòng)腦，手腦并用的實(shí)驗(yàn)策略，既符合陶行知先生所強(qiáng)調(diào)的“教學(xué)做合一”，又符合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本指向。在注意安全的前提下，教師可以明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)——這里所說(shuō)的明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)不一定是現(xiàn)象與原理目標(biāo)，可以是探究性的目標(biāo)，也就是讓學(xué)生知道瞄準(zhǔn)哪個(gè)方向去努力，把具體的做與思考過(guò)程交給學(xué)生。這實(shí)際上是賦予了學(xué)生足夠的空間：不束縛學(xué)生的思維，但是要注意激發(fā)學(xué)生的動(dòng)機(jī)，這樣學(xué)生就可以形成手腦并用的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。這一努力是指向核心素養(yǎng)中的關(guān)鍵能力培養(yǎng)的。

策略二：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的“單兵、組合作戰(zhàn)”策略。

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，有的相對(duì)簡(jiǎn)單，有的比較復(fù)雜。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生獨(dú)立自主完成，復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生合作完成，這就類(lèi)似于單兵作戰(zhàn)與組合作戰(zhàn)。如果說(shuō)前者是培養(yǎng)學(xué)生自主操作能力的話(huà)，那后者就是培養(yǎng)學(xué)生的合作能力。

具體可以看一個(gè)例子：“銅與濃硫酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到銅與濃硫酸反應(yīng)可以放出能夠讓紫色石蕊變紅的氣體，而反應(yīng)后的生成物水溶液顯藍(lán)色，進(jìn)而推理出其中有銅離子Cu2+。有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師都知道，這個(gè)實(shí)驗(yàn)看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是要想完美操作卻不容易，但是如果教師完全包辦，又不利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，可以考慮這個(gè)過(guò)程交由學(xué)生去探究并完成?？紤]到安全因素，可以讓學(xué)生個(gè)體或小組基于自己的思考“指揮”教師的“操作”，如果學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)較高，則可以讓學(xué)生自己完成。一個(gè)有意義的環(huán)節(jié)是讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行分類(lèi)，分這樣的幾種情形：

這三種情形實(shí)際上分別對(duì)應(yīng)著銅過(guò)量和硫酸過(guò)量的情形，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置也有所不同，而這也是學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。濃硫酸過(guò)量的時(shí)候，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中會(huì)分步嘗試：起初有學(xué)生將銅與冷的濃硫酸放在一起，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)。于是他們就改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)濃硫酸進(jìn)行加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在溫度升高的過(guò)程中，金屬銅的表面會(huì)變黑，同時(shí)還產(chǎn)生氣泡，生成的黑色物質(zhì)進(jìn)入濃硫酸之后變成了黑色的懸濁液，學(xué)生自然要思考的兩個(gè)問(wèn)題就是：此時(shí)黑色的物質(zhì)是什么？產(chǎn)生的氣泡是什么物質(zhì)？而隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加熱，剛剛生成的黑色物質(zhì)又與濃硫酸反應(yīng)，結(jié)果生成了灰白色的細(xì)小的顆粒狀物質(zhì)，同時(shí)還產(chǎn)生了一些白煙霧……

在這樣的過(guò)程中，學(xué)生邊看邊做邊思考，是一個(gè)強(qiáng)度較高的動(dòng)手動(dòng)腦、自主合作的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)照化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的各個(gè)要素可以發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)的落地得以保障。

三、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間搭建橋梁

核心素養(yǎng)成為高中化學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須瞄準(zhǔn)核心素養(yǎng)來(lái)努力。盡管從理論的角度可以認(rèn)為化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能更好地培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)。但是，從實(shí)踐的角度來(lái)看，還是需要教師改變教學(xué)理念，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，只有這樣，才能切實(shí)提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

換句話(huà)說(shuō)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間，教師要能夠搭建一個(gè)有效橋梁，真正用自己的“教”去引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”，并在學(xué)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的落地。陶行知說(shuō)過(guò)，“先生須一面教一面學(xué)”，尤其是在核心素養(yǎng)的背景下，教師必須認(rèn)識(shí)到，自己面臨著一個(gè)新生事物，需要從理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐探索兩個(gè)角度積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能真正在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，把握學(xué)生的思維過(guò)程，明確核心素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：本文系廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度自籌經(jīng)費(fèi)課題（C類(lèi)）“促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究”，課題編號(hào)：2019C380。