核心素養(yǎng)背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略

劉海平

化學(xué)是高中學(xué)生所必須學(xué)習(xí)的科目之一，和物理、生物等課程一樣，化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科。核心素養(yǎng)背景下，高中化學(xué)教師應(yīng)該不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，通過方式的創(chuàng)新指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)更多的化學(xué)知識(shí)，掌握探究化學(xué)的技能。在高中階段，實(shí)驗(yàn)課是化學(xué)課堂教學(xué)的重要組成部分，其可以加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)知識(shí)的探究，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效率?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)充滿了探究性、認(rèn)知性和實(shí)踐性，對學(xué)生而言，正是這些特性，才能豐富核心素養(yǎng)。所以高中化學(xué)教師在教學(xué)中，要以核心素養(yǎng)為背景重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在創(chuàng)新方式后落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提升核心素養(yǎng)。

一、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性和現(xiàn)狀分析

對高中階段的化學(xué)課堂教學(xué)來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最重要的教學(xué)，具有重要價(jià)值。一方面，高中化學(xué)教師開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)知識(shí)的掌握。眾所周知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的不僅是讓學(xué)生深刻理解化學(xué)知識(shí)，也不僅僅是對良好的教學(xué)氛圍進(jìn)行營造，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過自己的力量驗(yàn)證所學(xué)的化學(xué)理論，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。另一方面，在化學(xué)教學(xué)中落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升。高中階段的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)最主要的是變以往枯燥的理論課堂為實(shí)踐課堂，讓學(xué)生在具體的動(dòng)手實(shí)踐中培養(yǎng)良好的科學(xué)探究精神。在實(shí)驗(yàn)過程中增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能時(shí)，提升自身的實(shí)踐意識(shí)和觀念，從宏觀和微觀多方面認(rèn)知化學(xué)知識(shí)、化學(xué)現(xiàn)象以及相關(guān)的規(guī)律后，形成綜合的化學(xué)素養(yǎng)。

但是在目前的高中化學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多問題。如受傳統(tǒng)教育理念的影響，教師采用的教學(xué)方式還是傳統(tǒng)的教學(xué)模式。教師沒有拿出足夠的時(shí)間組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中容易顛倒主次位置，將學(xué)生放在了客體位置，教師自顧自地展示實(shí)驗(yàn)，沒有給予學(xué)生充足的個(gè)人探究、思考和驗(yàn)證時(shí)間。而這導(dǎo)致的不僅是學(xué)生沒有良好的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)參與體驗(yàn)，還使學(xué)生沒有實(shí)際的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的認(rèn)知程度不夠，很難深入地參與教師組織的實(shí)驗(yàn)。部分教師在教學(xué)中，甚至?xí)谥T多因素的影響下，沒有指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、示范實(shí)驗(yàn)等，而這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺乏都導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法收獲到良好的效果。還有少數(shù)教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并沒有加強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)，甚至沒有幫助學(xué)生定位實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，在不甚清晰的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)要求中，學(xué)生自然無法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

二、高中化學(xué)核心素養(yǎng)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略

（一）深入探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究意識(shí)

高中化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生才是課堂的主要目標(biāo)，教學(xué)方法和教學(xué)理念針對的都是學(xué)生，學(xué)生才是教學(xué)主體。教師只有在教學(xué)的過程中對學(xué)生的主體作用進(jìn)行積極發(fā)揮，才能對高效的化學(xué)課堂進(jìn)行建立，才能培養(yǎng)和提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。高中化學(xué)教師應(yīng)改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，詳細(xì)地向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)流程與操作注意事項(xiàng)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)。在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，化學(xué)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)與記錄同步的學(xué)習(xí)習(xí)慣，積極引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)與實(shí)驗(yàn)過程相聯(lián)系，并進(jìn)行分析探討，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐現(xiàn)象的完美結(jié)合。因此在核心素養(yǎng)背景下，高中化學(xué)教師在教學(xué)中要重視對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中積極地引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，以小組合作探究方式深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。教師要指導(dǎo)學(xué)生深入探究實(shí)驗(yàn)，深入挖掘化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的資源，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到合作實(shí)驗(yàn)的重要性，在培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)意識(shí)的同時(shí)，提升學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)和探究意識(shí)。

探究性實(shí)驗(yàn)與“照壺畫瓢”式的驗(yàn)證性動(dòng)手實(shí)驗(yàn)截然不同。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能深入地培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力，特別是創(chuàng)造性思維能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力以及根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析綜合得出正確結(jié)論的能力，能有效地促進(jìn)學(xué)生理解和掌握知識(shí)，并能拓寬已知的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)未知的知識(shí)。親身動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教育的重要媒介，而通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建，可以加強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)認(rèn)知能力，達(dá)到探索發(fā)現(xiàn)教育的目的。比如，高中化學(xué)教師在教學(xué)“原電池”這一課程知識(shí)時(shí)，可以進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。首先，教師要對學(xué)生進(jìn)行分組，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組的人數(shù)和綜合實(shí)力要相當(dāng)。要給每組都準(zhǔn)備好需要用到的實(shí)驗(yàn)用品，如鐵片、銅片、導(dǎo)線、稀硫酸等。其次，教師要指導(dǎo)學(xué)生對教材上的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行仔細(xì)閱讀，以合作的方式對實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，在共同參與下進(jìn)行正式的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。通過參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵片、銅片分別和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)后，和銅片相比，鐵片的活潑性明顯更高;如果將鐵片和銅片一起同時(shí)放進(jìn)稀硫酸中，可以發(fā)現(xiàn)銅片沒有變化，而鐵片則會(huì)冒出氣泡;如果在鐵片和銅片之間，用導(dǎo)線連接起來，再一同放進(jìn)稀硫酸，則發(fā)生變化的由鐵片變成了銅片，銅片會(huì)冒出氣泡。最后，在觀察這一系列的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，可以讓學(xué)生分析這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的原理是什么，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況等。而學(xué)生通過對比，可以更加明確地了解不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)對這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成的原因進(jìn)行深入討論和探究，從而在合作能力的增強(qiáng)下，形成良好的探究意識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，減少實(shí)驗(yàn)危害

實(shí)驗(yàn)教學(xué)固然重要，但在高中化學(xué)教材中，教師需要明白，不少實(shí)驗(yàn)對環(huán)境和人的健康存在一定的危害。所以在核心素養(yǎng)背景下，高中化學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，尤其是一些有害的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，需要先對實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的危害情況進(jìn)行詳細(xì)了解，改進(jìn)和優(yōu)化所使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器材和實(shí)驗(yàn)方式。高中化學(xué)教師還要多多給予學(xué)生支持和鼓勵(lì)，適當(dāng)表揚(yáng)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑用量的改進(jìn)，要將課堂還給學(xué)生，由學(xué)生根據(jù)理論知識(shí)提出可行的實(shí)驗(yàn)建議，并在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)后，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用情況進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)了解，根據(jù)化學(xué)試劑的使用量進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，以此綜合驗(yàn)證對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)想法。因?yàn)楣膭?lì)了學(xué)生大膽創(chuàng)新，所以這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式通常能強(qiáng)化對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng);而實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)可以在一定程度上保護(hù)環(huán)境，能培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。

比如，在學(xué)習(xí)“鈉與水的反應(yīng)”內(nèi)容時(shí)，在實(shí)驗(yàn)前，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師引導(dǎo)將實(shí)驗(yàn)理論按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好觀察記錄。學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，鈉與水反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)浮、熔、游、響、紅等現(xiàn)象，并且水溫升高。教師可鼓勵(lì)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否與教材講解相符，如果不同，是什么原因?qū)е碌?。針對不同的問題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)工藝，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過引導(dǎo)學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊思考，有利于學(xué)生養(yǎng)成勤于思考、敢于實(shí)踐的學(xué)習(xí)習(xí)慣，可使學(xué)生感受到化學(xué)的魅力，繼而激發(fā)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)積極性。例如，教師在對“稀硝酸與銅的反應(yīng)”課程進(jìn)行講解時(shí)，一般會(huì)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生有刺鼻性氣味、有毒性氣體的二氧化氮，為了讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中對二氧化氮進(jìn)行更好地觀察，教師要將課堂主體還給學(xué)生，讓學(xué)生自己嘗試著改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中所需要用到的器材。如可以引導(dǎo)學(xué)生將原本實(shí)驗(yàn)中要用到的試管換成生活中常見的醫(yī)用注射器。這樣改進(jìn)器材后的實(shí)驗(yàn)，既不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，又可以在注射器內(nèi)發(fā)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以讓學(xué)生更好地觀察二氧化氮的顏色，通過抽動(dòng)注射器的活塞吸進(jìn)氧氣后，還可以發(fā)現(xiàn)注射器內(nèi)的混合氣體變成了紅棕色。在完成實(shí)驗(yàn)后，為了避免釋放這種有毒氣體污染環(huán)境，化學(xué)教師可以準(zhǔn)備氫氧化鈉溶液，并將注射器內(nèi)的混合氣體釋放到該溶液中。這樣可以減少對環(huán)境和人體的危害，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)保障身體安全。

（三）應(yīng)用微課教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)效率

微課是新型的授課方式，在高中化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用微課授課，一方面可以對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣進(jìn)行激發(fā)，讓學(xué)生積極地探究化學(xué)實(shí)驗(yàn);另一方面則可以讓學(xué)生看到許多課堂上無法完成的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率。更重要的是，應(yīng)用微課可以加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的直接觀察，增加學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感知。前面說過，高中化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)有些是存在一定危害的，這些實(shí)驗(yàn)顯然不適合學(xué)生做。但如果教師只是依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方式，直接略過該實(shí)驗(yàn)或只是口頭上簡單講述實(shí)驗(yàn)，那么必然會(huì)讓學(xué)生無法理解該部分的課程知識(shí)。在這樣的情況下，高中化學(xué)教師就要以核心素養(yǎng)為背景，在重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，明確實(shí)驗(yàn)可能帶來的人體危害，應(yīng)用微課的方式，將這些對學(xué)生有危害、不適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)制作成微視頻，而后在課堂上展示微課視頻。在發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢下，可以讓學(xué)生通過對微課的觀察，對實(shí)驗(yàn)的過程進(jìn)行直觀了解，提高實(shí)驗(yàn)課程的有效性。

例如，在“鋁熱反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)中，由于點(diǎn)燃鎂條時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫度很高的火花，所以該實(shí)驗(yàn)對學(xué)生存有一定的危險(xiǎn)性。一旦實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生操作不當(dāng)，那么必然會(huì)危害到學(xué)生的身體。從這可以看出，“鋁熱反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)是不適合學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)。針對此種情況，高中化學(xué)教師要在講解了理論知識(shí)、明確告知學(xué)生此實(shí)驗(yàn)的危害后，收集整理相應(yīng)的資料，以微課的方式展示這些實(shí)驗(yàn)資料?；蛘呓處熥约嚎梢岳谜n余時(shí)間，在穿戴好一定的防護(hù)服后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，之后再將實(shí)驗(yàn)室中成功的實(shí)驗(yàn)制作成微課視頻，在課堂上讓學(xué)生觀看微課視頻，讓學(xué)生從感性上，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和理解。如此實(shí)驗(yàn)方式，既讓學(xué)生感知到了實(shí)驗(yàn)，了解了實(shí)驗(yàn)過程，又避免了學(xué)生實(shí)驗(yàn)中可能受到的傷害，在提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的前提下，也落實(shí)了對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

綜上所述，核心素養(yǎng)背景下在高中化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生提升實(shí)踐探究能力。所以化學(xué)教師要對自身的教學(xué)理念和方式進(jìn)行改變，在重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)后發(fā)揮學(xué)生的主體作用，指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，在深入探究實(shí)驗(yàn)中觀看微課實(shí)驗(yàn)，在不同的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)下，達(dá)到對學(xué)生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教學(xué)中，教師要做到深入探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究意識(shí);優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置，減少實(shí)驗(yàn)危害;應(yīng)用微課教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)效率，讓學(xué)生可以更好地參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)，掌握化學(xué)知識(shí)。

注：本文為甘肅省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度一般課題“思維導(dǎo)圖在化學(xué)復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用與研究”（課題立項(xiàng)號：GS[2021]GHB0846）研究成果。

（宋行軍）