學(xué)科核心素養(yǎng)背景下的高中化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

燕衛(wèi)東

（甘肅省寧縣第一中學(xué)，甘肅 寧縣）

高中化學(xué)的核心素養(yǎng)是讓學(xué)生用科學(xué)的探索精神來進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生的科學(xué)精神、紀(jì)律性思維、動(dòng)手操作能力、責(zé)任心非常好的協(xié)作與交流能力，對(duì)于他們?nèi)蘸笈囵B(yǎng)化學(xué)思維都是至關(guān)重要的?；瘜W(xué)教學(xué)的根本宗旨是發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、高中階段化學(xué)科目的核心素養(yǎng)

在現(xiàn)行教育標(biāo)準(zhǔn)之下，理論的預(yù)備學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的教學(xué)模式形式豐富多樣。教師要通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和批判性思維的發(fā)展。這有利于學(xué)生培養(yǎng)好奇心和內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，有助于學(xué)習(xí)化學(xué)、學(xué)好化學(xué)。

二、傳統(tǒng)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)滯后，教學(xué)內(nèi)容陳舊，更新速率較慢

在進(jìn)行高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一般都是教師帶領(lǐng)學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)，缺少學(xué)生自主創(chuàng)造的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，無法滿足學(xué)生的實(shí)際需要，同時(shí)不能夠擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量。而典型的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，只能夠在某些方面磨煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力，加深理論教學(xué)中一些基本概念的理解，但是事實(shí)上因?yàn)閷?shí)驗(yàn)機(jī)理與流程早已在書本中有所解析，減弱了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的興趣，同時(shí)限定了學(xué)生自由思考問題的空間，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（二）學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備落后

數(shù)量上無法滿足學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐需要，儀器設(shè)備經(jīng)費(fèi)有限，教學(xué)儀器設(shè)備更換速率也較慢，學(xué)校教師無法很好地了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本構(gòu)造和應(yīng)用要領(lǐng)。此外，實(shí)驗(yàn)室容納的人數(shù)量較多，又無法適當(dāng)擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)量，大多是由幾個(gè)人一起使用同一個(gè)儀器，這樣無法讓每位學(xué)生都親自動(dòng)手使用，甚至個(gè)別學(xué)生也可能不會(huì)參與其中，學(xué)生的動(dòng)手能力無法得到有效的提高。

（三）受到學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)的影響，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生的開放時(shí)間不夠

在教學(xué)過程中，受儀器和場(chǎng)地的制約，校方不得不規(guī)定學(xué)生在規(guī)定時(shí)間做規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，這樣一來就會(huì)造成大量的實(shí)驗(yàn)快速完成，不能給學(xué)生留下深刻的印象，學(xué)生只是粗略了解實(shí)驗(yàn)過程。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室往往處在封閉的狀態(tài)，學(xué)生根本無法提前進(jìn)行演練，這對(duì)提升質(zhì)量與效果幫助不大。

三、加強(qiáng)數(shù)字化教育手段的應(yīng)用

通過電子設(shè)備等在高中實(shí)驗(yàn)課堂中的運(yùn)用，能夠積極地?cái)U(kuò)大單元學(xué)習(xí)的知識(shí)填充。在學(xué)習(xí)資源得到強(qiáng)化的同時(shí)，可以有效對(duì)課堂的信息進(jìn)行拓展。學(xué)生在課堂上獲得的知識(shí)增加得益于現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，相對(duì)于傳統(tǒng)教育，他們能在課堂上獲得的信息密度大大增加，這對(duì)他們整體素質(zhì)的提高有著極大的幫助。當(dāng)下利用視聽材料進(jìn)行講學(xué)是學(xué)校開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的一種重要輔助手段，由于上課時(shí)間有限、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)條件的限制以及實(shí)驗(yàn)安全等原因，教師可以把自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的音頻材料上傳到學(xué)校網(wǎng)站上。這樣無論學(xué)生是否在校，都可以實(shí)時(shí)進(jìn)行資料的搜索，掌握不同老師實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的最新動(dòng)態(tài)。通過應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)，學(xué)生可以自主地研究其他學(xué)者的學(xué)習(xí)成果，通過網(wǎng)絡(luò)下載各種輔導(dǎo)材料，實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)進(jìn)行相關(guān)課程的視聽學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果。如果學(xué)生在閱讀過程中有不了解的內(nèi)容，還可以直接與專業(yè)人員進(jìn)行交流和討論。

例如，化學(xué)實(shí)驗(yàn)“氯氣的性質(zhì)”，其主要目的是讓學(xué)生明白氯氣與水反應(yīng)的現(xiàn)象以及本質(zhì)，因此在對(duì)學(xué)生進(jìn)行這方面的原理教學(xué)時(shí)，可以使用數(shù)字化設(shè)備中的多媒體技術(shù)，通過視頻等向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)的操作步驟，讓學(xué)生明白如何使用一些實(shí)驗(yàn)儀器，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該避免哪些錯(cuò)誤操作等，以此來幫助學(xué)生更好地了解這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作方法，便于他們?nèi)蘸筮M(jìn)行獨(dú)立操作。

四、進(jìn)行深入淺出的提問

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師在提問時(shí)需要充分結(jié)合學(xué)生的高中化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備量和高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，并針對(duì)這些要求對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入淺出的提問，同時(shí)還要注意在提問時(shí)題型需要與學(xué)生的認(rèn)知水平和個(gè)人的能力相對(duì)應(yīng)。問題的提出主要是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，對(duì)于已經(jīng)牢牢掌握基礎(chǔ)問題的學(xué)生還可以提出一些創(chuàng)新題。另外，分層問題教育主要基于因材施教的理論，因此教師需要充分理解因材施教的含義。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，因材施教內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：一方面它所指的是學(xué)習(xí)者。教師只有掌握了學(xué)生知識(shí)水平和知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，才不會(huì)出現(xiàn)知識(shí)講授與接收“斷層”的情況。無論是在課堂還是在實(shí)驗(yàn)室，高中化學(xué)教師都需要針對(duì)不同的學(xué)生設(shè)計(jì)詳細(xì)而精巧的問題，以達(dá)到更好地滿足學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)需求的目的。另一方面它是指高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上教學(xué)內(nèi)容的屬性和維度?；趯W(xué)生的學(xué)習(xí)程度，需要逐步提出和深化相關(guān)的化學(xué)問題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中積極探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。解決難點(diǎn)往往需要經(jīng)歷四個(gè)步驟：感悟問題、判斷問題、提出假想、驗(yàn)證問題。高中階段化學(xué)科目中的問題教育，可以在很大層面上培育學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)與思考能力，在一定程度上能夠使學(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)，幫助他們吸收化學(xué)知識(shí)，從而進(jìn)一步提高他們自主學(xué)習(xí)、分析、解決問題的能力。

例如，在學(xué)習(xí)“液體沸點(diǎn)的測(cè)定”中，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，教師可以提問學(xué)生：液體的沸點(diǎn)是怎樣測(cè)得的？蒸餾水的流入以及流出方式是怎樣的？體系內(nèi)若出現(xiàn)雜質(zhì)氣體會(huì)產(chǎn)生什么情況？往其中加入沸石的目的是什么？等等。教師可以通過學(xué)生對(duì)這些問題的回答，來檢驗(yàn)他們是否理解課程內(nèi)容。對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入淺出的提問，是完全符合學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程的。

五、合理利用翻轉(zhuǎn)課堂，制訂教學(xué)規(guī)劃

在不斷進(jìn)步和發(fā)展的進(jìn)程中，應(yīng)用型人才的需要對(duì)學(xué)生的化學(xué)素質(zhì)提出了更高的要求。如果他們想更好地適應(yīng)新工科背景之下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建，就需要著重發(fā)展自己的自主學(xué)習(xí)能力。對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教育方案進(jìn)行革新是提高學(xué)生有效學(xué)習(xí)能力的首要途徑，因此在今后的高中教育中，需要教師和學(xué)生一起積極尋求在此大背景下的新教學(xué)方法，并不斷提高學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力。授課計(jì)劃是課堂教育教學(xué)的首要階段，對(duì)課堂實(shí)施的高效性和學(xué)生自主性的成長(zhǎng)有很大影響。同時(shí)針對(duì)教學(xué)過程中的障礙與問題，高中生能夠在同伴與教師身上尋找?guī)椭?，從而利用翻轉(zhuǎn)課堂所提供的教學(xué)資源平臺(tái)獲得支持。教育優(yōu)化階段的重點(diǎn)是通過調(diào)動(dòng)高中生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，制訂學(xué)習(xí)規(guī)劃，監(jiān)督教學(xué)過程，從而培養(yǎng)高中生獨(dú)立學(xué)習(xí)的基本能力。在課程的預(yù)備階段，教師按照學(xué)生的共同特征成立小組，并與小組的所有成員建立聯(lián)系。在小組合作階段，小組成員首先介紹他們的優(yōu)勢(shì)和興趣。其次，討論學(xué)習(xí)內(nèi)容。再次，學(xué)生結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)和興趣進(jìn)行小組任務(wù)的協(xié)作。最后，小組成員根據(jù)各自的分工準(zhǔn)備和完成相關(guān)材料，并在小組研究和討論材料選擇之后制訂最終計(jì)劃。在不斷發(fā)展與進(jìn)步的過程中，社會(huì)對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)提出了更高的要求。如果高中生想要更符合社會(huì)的發(fā)展需要，就必須重視發(fā)展自己的自主學(xué)習(xí)能力。在今后的學(xué)校教育中，將要求教師與學(xué)生一起主動(dòng)地探索在翻轉(zhuǎn)教學(xué)下的新型教學(xué)模式，從而提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。

六、結(jié)合歷史材料，創(chuàng)設(shè)問題情境，引入主題

在進(jìn)行高中階段的化學(xué)教學(xué)時(shí)，對(duì)于課堂中的教學(xué)來說，營(yíng)造良好的課堂氛圍是非常重要的。課堂氛圍能夠直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，特別是高中階段的學(xué)生。以往的高中化學(xué)課堂教學(xué)氛圍是比較嚴(yán)肅、安靜的，僅僅是教師在講臺(tái)上講，學(xué)生則安靜地聽，這不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以，教師應(yīng)轉(zhuǎn)換一下課堂的教學(xué)方式，結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行講授，首先就是要營(yíng)造活躍的課堂氛圍，促進(jìn)教師與學(xué)生之間的交流與互動(dòng)。在高中化學(xué)學(xué)科教育教學(xué)當(dāng)中，有效的提問具有一定的作用。對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的提問，教師要依據(jù)教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)難點(diǎn)以及學(xué)生的認(rèn)知程度來設(shè)計(jì)啟發(fā)性的提問，要體現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容的中心，具有思考意義。在高中化學(xué)課堂教學(xué)中，結(jié)合化學(xué)的歷史與化學(xué)故事來展開問題情境的創(chuàng)設(shè)，能夠更符合學(xué)生的個(gè)性化特征，可以有效啟迪學(xué)生自主地展開科學(xué)探析活動(dòng)?；瘜W(xué)是一門邏輯性非常強(qiáng)的科目，因此其學(xué)習(xí)難度也不小，為了幫助學(xué)生更好地提高興趣，高中化學(xué)教師在課堂教育教學(xué)中應(yīng)掌握化學(xué)歷史材料的運(yùn)用，創(chuàng)建一些有利于學(xué)生科學(xué)意識(shí)、核心素養(yǎng)提高的有效提問教學(xué)，提高高中階段化學(xué)科目教學(xué)的成效，促進(jìn)學(xué)生的全方位發(fā)展。

比如，在學(xué)習(xí)“鋁 金屬材料”這一內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到鋁的關(guān)鍵應(yīng)用，了解工業(yè)上金屬鋁的冶煉環(huán)節(jié)。任課教師在進(jìn)入本次課主題之前，可以給學(xué)生講一講相關(guān)的化學(xué)史料，讓學(xué)生知道冶煉鋁的技藝是霍爾發(fā)明的，之后鋁才慢慢地得到應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生的興趣到達(dá)較高的一個(gè)點(diǎn)時(shí)，教師可以進(jìn)行有效的提問：“冶煉鋁的技藝為什么這么晚才起步呢？工藝環(huán)節(jié)是什么？”在這樣的問題情境之下，學(xué)生的注意力會(huì)得到一定的集中，有助于他們核心素養(yǎng)的培育。

在學(xué)生對(duì)這些概念感興趣的前提之下，教師可以引入相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生一起探究鋁的化學(xué)和物理性質(zhì)。在這些方法的指導(dǎo)下，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力可以得到提高，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間和自由度，在根本上消除了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的排斥，從而確保了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升。