基于學科核心素養(yǎng)的初中化學實驗教學策略探究

摘 要：素質(zhì)教育理念的提出與落實為初中階段的教育教學指明了重要的發(fā)展方向，也對課堂教學的質(zhì)量水平提出了嚴格要求。文章以初中化學實驗教學為探討主題，從了解實驗的產(chǎn)生、探究實驗本質(zhì)、分析實驗方法與思想、梳理實驗關(guān)系與結(jié)構(gòu)、理解實驗的價值與作用等方面闡述深化落實學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的有效方法，為化學實驗教學在初中教育階段的優(yōu)化發(fā)展提供科學有效的參考建議。

關(guān)鍵詞：學科核心素養(yǎng);化學實驗;初中教學

一、 引言

將學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)滲透并融入課程教學活動中，關(guān)鍵在于遵循素養(yǎng)為本的基本教學理念，以培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)為核心，全面提高學科課堂教學質(zhì)量。初中階段是培養(yǎng)學生學習習慣、樹立世界觀、價值觀的關(guān)鍵時期，組織開展實驗教學活動，要求將發(fā)展核心素養(yǎng)放在重要位置上，引導學生從多樣化的實驗活動中樹立科學探究與創(chuàng)新意識，逐步提升自身的自主學習能力。

二、 了解實驗的產(chǎn)生、樹立科學探究創(chuàng)新意識

在化學學科的核心素養(yǎng)中，科學探究與創(chuàng)新意識處于核心位置，其不僅對學科發(fā)展起到關(guān)鍵的引領性作用，也是實驗教學的首要發(fā)展目標。站在初中階段化學課程教學的角度上來看，實驗探究也是一種最為常見的表現(xiàn)形式，不僅與科學研究的基本思路相統(tǒng)一，也與其整體實踐過程大體一致。無論是引導學生樹立創(chuàng)新意識，還是將科學探究理念滲透并融入化學實驗活動中，都需要學生與教師切實地參與到教學活動中去，只有經(jīng)歷了完整的實驗過程，才能確保獲得理想的教學效果。讓學生了解實驗的產(chǎn)生，要求教師在充分剖析與挖掘化學實驗內(nèi)容的基礎上，借助適宜有效的活動形式，將經(jīng)典實驗的產(chǎn)生思路、探究視角等直觀立體化地還原并呈現(xiàn)出來，促使學生理解并追尋化學家的實驗思維，體會并領悟整個科學探究的發(fā)展歷程，由此感悟化學發(fā)展過程中蘊含的智慧與哲理，從實驗思想中汲取營養(yǎng)，激發(fā)學生積極參與到科學探究中的主觀能動性，也為其創(chuàng)新意識的培育奠定堅實基礎。

以“空氣中氧氣含量的測定實驗”為例，無論是溯源拉瓦錫測定空氣實驗的理論依據(jù)與形成過程，還是創(chuàng)新其在課堂上的展示與演繹形式，核心目的都是以學科教學的啟蒙階段為起始點，引導學生多多地了解化學領域內(nèi)的眾多經(jīng)典實驗，深入感受到其對學科發(fā)展產(chǎn)生的重要意義，從而站在整體性的角度上形成對化學實驗體系更為深刻的認知。拉瓦錫測定空氣實驗的設計較為完善，且實驗的理論基礎便于學生理解。在實驗課堂上還原空氣測定這一經(jīng)典實驗，一方面能夠有效地幫助學生掌握相應的理論知識，逐漸形成對經(jīng)典實驗體系精髓的深入感知與領悟，另一方面可以在夯實學生理論基礎的前提條件下，引導其通過評價、對比等方式方法，對空氣測試實驗加以創(chuàng)新，以原有的實驗類型為基礎，將自身的創(chuàng)新意識積極地融入對化學實驗課程的學習過程中。

三、 探究實驗本質(zhì)、培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)

以視覺角度上觀察到的現(xiàn)象為基礎，探尋引發(fā)現(xiàn)象的核心本質(zhì)、以宏觀視野為切入點，逐步深入對微觀世界的觀察，是人類認知世界、了解世界與認識世界需要普遍經(jīng)歷的探究過程。在初中階段的化學學科教學中，對學生宏觀辨識與微觀探析能力的培養(yǎng)處于重要位置上，在核心素養(yǎng)理念中，這一教學思想也處于第一維度，其強調(diào)思維方式的構(gòu)建與培養(yǎng)需要重視宏觀角度與微觀角度的有機整合，以科學性、合理化以及綜合性的思維視角，看待并解決復雜的化學問題，長此以往，逐漸培養(yǎng)出完善的理論知識結(jié)構(gòu)，形成客觀的學科觀念，將宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)的培養(yǎng)滲透到化學學科的實驗教學階段，也要經(jīng)過這一重要的發(fā)展過程。依托于多樣化的化學實驗，引導學生形成宏微結(jié)合的思想理念，要求教師提高對實驗探究教學環(huán)節(jié)的重視，能夠在日常的課堂教學過程中讓學生通過預習與了解，挖掘?qū)嶒灥谋举|(zhì)與發(fā)展規(guī)律，然后在學習過程中養(yǎng)成綜合考量的思維意識，對實驗呈現(xiàn)出的現(xiàn)象、引發(fā)現(xiàn)象形成的本質(zhì)因素進行更為深入的研究與分析。

除了宏觀與微觀意識的培養(yǎng)，教師還應將針對學生知識技能的培養(yǎng)放在重要位置上，即在學習與參與到整個實驗的探究過程中，需學會宏觀與微觀這兩個不同層面的雙向聯(lián)系，以整個實驗過程為基準，了解并把握學生的學習情況，全面提升宏微結(jié)合的學習效能。在完成實驗后，結(jié)合實踐學習的具體情況進行反思與總結(jié)，為形成和拓展發(fā)展宏觀辨析與微觀探析素養(yǎng)奠定堅實基礎。

以“酸堿中和反應”為例，要實驗研究酸與堿能否發(fā)生反應，需要引入將“稀鹽酸滴加入氫氧化鈉溶液中”的實驗內(nèi)容。若是忽視了對學生微觀思想的培養(yǎng)，抑或是學生缺乏微觀視角，很可能通過溶液沒有出現(xiàn)明顯現(xiàn)象，直接得出錯誤的結(jié)論，即氫氧化鈉溶液與稀鹽酸不會發(fā)生反應，這便是宏觀事實未與微觀視角相結(jié)合的情況下帶來的誤差性結(jié)果。將宏微結(jié)合的思想意識培養(yǎng)滲透并融入化學課程的實驗教學活動中，能夠引領學生從微觀視角綜合性地分析并探究宏觀事實，例如，對酸堿混合的溶液進行宏觀視角上的觀察與考察時，進一步思索溶液可能存在或出現(xiàn)的微觀變化，以及微粒構(gòu)成方面的變化等。以問題現(xiàn)象為引導，優(yōu)化后續(xù)遞進實驗的設計與設置，對學生理論基礎與思維意識的啟發(fā)具有重要作用，通過對酸堿中和實驗的綜合性觀察，實現(xiàn)對酸堿反應實質(zhì)的深入探析。

四、 分析實驗方法與思想、發(fā)展變化觀念與守恒思想

物質(zhì)的運動是永恒與絕對的，有了物質(zhì)的運動，必然會引發(fā)物質(zhì)變化，不變的微粒構(gòu)成了物質(zhì)本身，由此可見，在物質(zhì)變化過程中，必然有守恒關(guān)系的存在。這是馬克思主義哲學中對變化觀念與守恒思想的基本闡述，也是科學的認識論。變換觀念與守恒思想是化學學科核心素養(yǎng)中的關(guān)鍵組成部分，對實驗教學也提出了嚴格要求。以“物質(zhì)的化學變化”這一教學章節(jié)為例，其除了要求學生了解物質(zhì)變化展現(xiàn)出的特征特點、所屬類型，以及呈現(xiàn)出的變化規(guī)律，還要求其理解變化中的能量轉(zhuǎn)變，從概況性的角度上認知并理解物質(zhì)變化，逐漸發(fā)展并完善自身的變化觀念，深刻把握化學變化中的原子守恒思想。將變化觀念與守恒思想融入并滲透到化學學科的實驗教學活動中，要求教師應將學生置于課堂教學的核心位置上，將化學思想、實踐方法相關(guān)的教學內(nèi)容著重凸顯出來，這樣，學生即可通過觀察與分析實驗過程中呈現(xiàn)出的變化現(xiàn)象，逐步樹立變化與守恒思想，并將其靈活運用到對化學問題的剖析與解決過程中。

以“質(zhì)量守恒實驗”為例，無論是測定紅磷燃燒前后的質(zhì)量，還是測定碳酸鈉與鹽酸反應前后的質(zhì)量，均可以將守恒思想在化學變化中的存在與作用直觀地凸顯出來。對于測定紅磷前后是否存在質(zhì)量變化，其主要依托于密閉體系，因而能夠讓學生對物質(zhì)發(fā)生變化整個過程中的質(zhì)量關(guān)系形成更為清晰明確的認識。通過分析與探究質(zhì)量守恒這一實驗結(jié)果，轉(zhuǎn)換固有的思想理念，即從單一物質(zhì)質(zhì)量到各物質(zhì)質(zhì)量總和的基本面，逐步擴展到參與化學反應各物質(zhì)質(zhì)量總和到生產(chǎn)物質(zhì)質(zhì)量總和的拓展面，在物質(zhì)守恒的現(xiàn)實結(jié)果中，形成對化學變化更為深刻的理解與認知。測定鹽酸與碳酸鈉反應前后的質(zhì)量，則主要是依托于敞開式體系，讓學生在參與實驗學習的過程中對物質(zhì)發(fā)生化學反應前后存在的質(zhì)量關(guān)系加深記憶，能夠站在科學性的角度上分析質(zhì)量不守恒這一表象結(jié)果，認知到密閉體系與開放體系的區(qū)別與特點，以分步稱量過渡到整體稱量，以物質(zhì)種類過渡到對物質(zhì)狀態(tài)的深入思索，全方位轉(zhuǎn)換固有的單一化認知，從而在變化中認識守恒。將變化觀念與守恒思想融合到化學課程的實驗教學環(huán)節(jié)，不僅在于讓學生親身感受并感悟到守恒與不守恒間的區(qū)別與特點，也是構(gòu)建整合性思維解決化學問題這一基本框架的必要路徑。

五、 梳理實驗關(guān)系與結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)

在科學探究的整個發(fā)展歷程中，證據(jù)推理是一項不可或缺的核心內(nèi)容，作為實施探究的一個可行性方式，其也是一種建立在以證據(jù)為核心、實現(xiàn)多角度推理基礎上的新型認知模式。培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)，要求其在親身參與到化學實驗學習活動的過程中，通過實驗操作、觀察分析等方法，得到相應的物質(zhì)或?qū)嶒灲Y(jié)果，以此理解并感悟到化學變化的事實，學會抽象概括，掌握分析與推理方法，能夠建構(gòu)模型。對于教師來說，組織開展化學課程的實驗教學活動，一方面應對實驗證據(jù)的獲得提高重視，另一方面則需要引導并幫助學生學會以證據(jù)為基礎進行推理，從而深刻感悟到證據(jù)在化學實驗中的核心價值，逐漸培養(yǎng)出嚴謹科學的思維習慣。模型認知的樹立也是實驗學習中的要點內(nèi)容，學生應在體會模型價值的基礎上，學會用自己適宜的方式方法表達模型，有意識地培養(yǎng)自身模型認知的能力，并將其固化為一種科學可行的實驗學習方法。

以“二氧化碳的實驗室制取”為例，這一實驗過程中便包含了氣體制取的意義系統(tǒng)，有利于培養(yǎng)學生的證據(jù)推理能力，奠定對模型的認知基礎，是一種高效的教學素材。例如，教師可以以“大理石與濃鹽酸制取二氧化碳氣體”為實驗課題，首先提出問題：能否利用教材整合二氧化碳實驗室制取的裝置？通過錐形瓶內(nèi)產(chǎn)生氣泡，且產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水未見渾濁這一證據(jù)，即可推理出濃鹽酸具有揮發(fā)性，反應得到的二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體。在這一環(huán)節(jié)內(nèi)，模型認知原型是發(fā)生裝置與收集裝置，得出的結(jié)論是無法得到純凈的二氧化碳氣體。接下來，即可提出問題，如何將二氧化碳氣體中混有的氯化氫氣體有效去除？讓學生在改進原有實驗裝置，加入對飽和碳酸氫鈉溶液的使用，然后觀察實驗現(xiàn)象，收集證據(jù)，進行證據(jù)推理，即飽和碳酸氫鈉溶液除去了二氧化碳氣體中混有的氯化氫氣體。在這一環(huán)節(jié)的模型認知中，包括新型的發(fā)生裝置+除氯化氫氣體裝置+收集裝置，得出的結(jié)論是能夠得到較為純凈的二氧化碳氣體，但其并不處于干燥狀態(tài)。

讓學生逐步明確化學實驗中理論知識的結(jié)構(gòu)關(guān)系，不僅能夠讓其學會收集證據(jù)、證據(jù)推理，還可以引導其學會對原始模型加以修正，從而得出更為科學、精確的客觀結(jié)論，深刻感受整個科學探究過程。

六、 理解實驗的價值與作用、樹立科學態(tài)度與社會責任理念

在化學學科中，科學態(tài)度與社會責任不僅是一種核心素養(yǎng)，也是一種價值取向，實驗教學不能夠一味地依賴于傳統(tǒng)的說教形式，抑或是通過師生間的簡單對話達到教學效果，而是應積極地引導學生參與到實踐活動中，獲取相應的體驗與經(jīng)歷。將科學態(tài)度與社會責任素養(yǎng)的培養(yǎng)滲透到化學學科教學中，要求教師提高對實驗教學的重視，選取適宜的時機，在夯實學生理論基礎的前提條件下，引導其了解并理解知識背后蘊含的科學態(tài)度、探究精干以及價值觀等，領悟科學精神，實現(xiàn)對化學價值的深刻感悟，全面提升個人的學習素養(yǎng)。

七、 結(jié)語

以學科核心素養(yǎng)為指導，優(yōu)化化學實驗教學，不僅是全面提高學科教學質(zhì)量水平的有效措施，也是新時代下初中階段教學工作高質(zhì)量發(fā)展的必要路徑。教師需充分認識到核心素養(yǎng)培養(yǎng)滲透到日常教學中的重要性，運用科學適宜的教學手段，積極革新教育理念，提升學生的自主學習能力，培養(yǎng)其求真務實的科學精神。

參考文獻：

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[2]林丹.核心素養(yǎng)呼喚作業(yè)變革——以初中化學學科為例[J].化學教與學，2020（12）：25-27+60.

作者簡介：

陸崟敏，江蘇省無錫市，江蘇省無錫市新城中學。