核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化的實踐研究

文/陳秋蜜

引 言

對高中生而言，高中化學(xué)學(xué)科知識的理論性較強(qiáng)，化學(xué)實驗對邏輯性、思維性等的要求偏高，且化學(xué)實驗和化學(xué)知識存在相互關(guān)聯(lián)和相互影響的關(guān)系。所以，高中化學(xué)實驗教學(xué)一直以來都屬于教學(xué)重難點板塊。總體來說，高中化學(xué)學(xué)科蘊含了大量的化學(xué)問題、邏輯問題、思想問題等，其中帶有思想引導(dǎo)的教育元素內(nèi)容較多。對于高中階段化學(xué)教學(xué)而言，實驗教學(xué)內(nèi)容包括“實驗操作”“實驗探索”“實驗流程”等內(nèi)容，與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有重要關(guān)聯(lián)。所以，將核心素養(yǎng)涉及的相關(guān)理論和理念作為引導(dǎo)，遵循教材內(nèi)容有策略、有方法、有思路地優(yōu)化化學(xué)實驗教學(xué)，是促進(jìn)高中化學(xué)課程改革、高中化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新的必然選擇[1]。

一、高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

核心素養(yǎng)培養(yǎng)是社會主義教育過程中落實立德樹人根本任務(wù)的重要舉措，全稱為中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)。具體來說，核心素養(yǎng)主要指的是學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。從宏觀角度來看，核心素養(yǎng)是對學(xué)生學(xué)習(xí)水平、道德水平、認(rèn)知能力、適應(yīng)能力、智力水平、勞動能力、審美素質(zhì)等的綜合。具體來說，“核心素養(yǎng)”是社會主義教育事業(yè)發(fā)展的具體化，是將宏觀教育理念和教育教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實踐環(huán)節(jié)等進(jìn)行聯(lián)結(jié)的渠道，解釋了“教育目的”“人才培養(yǎng)方向”。從社會主義教育事業(yè)發(fā)展的維度來看，核心素養(yǎng)重點凸顯的是學(xué)習(xí)者的文化素養(yǎng)、道德素養(yǎng)、核心能力、思想觀念、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)品質(zhì)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等，屬于學(xué)習(xí)者的必備品格和關(guān)鍵能力[2]。

根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要集中在“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”五個維度。其中，“宏觀辨識與微觀探析”指的是學(xué)生能夠在認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)之上，從宏觀角度和微觀角度分析物質(zhì)變化、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)，并借助化學(xué)物質(zhì)解決實際問題的能力；“變化觀念與平衡思想”強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生能夠掌握并理解化學(xué)變化的基礎(chǔ)條件，利用化學(xué)反應(yīng)多角度分析解決實際問題；“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”特指化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)過程中的證據(jù)意識，即利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、物質(zhì)變化分析推理化學(xué)現(xiàn)象是否存在，掌握化學(xué)知識和化學(xué)證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，同時通過化學(xué)模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，掌握化學(xué)的本質(zhì)和規(guī)律；“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”更多指的是通過化學(xué)實驗探究、合作學(xué)習(xí)養(yǎng)成的探究能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力；“科學(xué)精神與社會責(zé)任”需要學(xué)生養(yǎng)成實事求是和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，同時將綠色發(fā)展、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)發(fā)展作為自身的理論認(rèn)知[3]。

二、核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化的實踐價值

化學(xué)作為高中教育教學(xué)體系中“理實一體化”的學(xué)科，邏輯性、理論性、實驗性和操作性較強(qiáng)，高中化學(xué)知識點“牽一發(fā)而動全身”，很多內(nèi)容都相互印證且需要通過化學(xué)實驗展示。在高中化學(xué)實驗教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)理論、化學(xué)概念及化學(xué)現(xiàn)象等內(nèi)化為自身的化學(xué)學(xué)科知識體系，并科學(xué)合理地通過實驗進(jìn)行化學(xué)知識驗證。最關(guān)鍵的是，將核心素養(yǎng)納入高中化學(xué)實驗教學(xué)中，可以全方位多角度展現(xiàn)化學(xué)學(xué)科“育人”特征，將高中生對實驗操作、實驗探索、化學(xué)知識學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動力有效激發(fā)出來，并將這種內(nèi)在驅(qū)動力轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)積極性和實驗主動性[4]。這樣，借助核心素養(yǎng)培養(yǎng)開展化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化，就可以讓高中階段學(xué)生全方位、多角度、立體化地對化學(xué)實驗現(xiàn)象、化學(xué)知識內(nèi)涵、化學(xué)理論依據(jù)等進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，推動學(xué)生對化學(xué)知識的合理思考、正確思考、規(guī)律思考。

三、核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化的實踐策略

（一）構(gòu)建基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)情境

化學(xué)知識、化學(xué)理論的枯燥感較強(qiáng)，而化學(xué)實驗過程卻充滿趣味性。所以，核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化的實踐首先需要高中化學(xué)教師構(gòu)建核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)情境，將實驗教學(xué)、實驗操作、化學(xué)知識不同板塊中的趣味元素提取出來，并讓學(xué)生在以趣味元素為導(dǎo)向的實驗學(xué)習(xí)過程中樹立良好的實驗學(xué)習(xí)觀念。具體而言，在構(gòu)建基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)情境的過程中，教師需要將核心素養(yǎng)培養(yǎng)的元素作為基本導(dǎo)向，結(jié)合高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)思維、實驗?zāi)芰?、動手能力、化學(xué)探索能力等實際情況，以高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣為核心。同時，高中化學(xué)教師還可以將高中生日常學(xué)習(xí)、日常生活中的一些化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實驗建立聯(lián)系，盡可能使化學(xué)現(xiàn)象或者化學(xué)理論呈現(xiàn)出“生活化”狀態(tài)。這樣，高中生就能在化學(xué)實驗操作過程中了解化學(xué)現(xiàn)象，探究化學(xué)規(guī)律，歸納化學(xué)原理，實現(xiàn)自身化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升[5]。

例如，在人教版高中化學(xué)“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗教學(xué)過程中，為了實現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)和實驗教學(xué)的同步推動，教師需要構(gòu)建一個既符合核心素養(yǎng)培養(yǎng)又與實驗教學(xué)內(nèi)容相匹配的教學(xué)情境。具體來說，教師需要借助動畫、視頻、圖片等對實驗教學(xué)涉及的燒杯、膠頭滴管、容量瓶、濾紙、托盤天平、氯化鈉固體、蒸餾水等器材進(jìn)行用法操作說明，讓學(xué)生對實驗器材的具體使用做到了然于心。其次，教師在“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”實驗教學(xué)設(shè)計過程中，可以利用PPT、動畫等趣味形式演示“計算”“稱量”“溶解”“移液”“洗滌”等實驗流程，讓學(xué)生直觀掌握整個實驗流程。這樣，學(xué)生就可以在教師的引導(dǎo)下，借助“配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液”的實驗學(xué)習(xí)、實驗操作、實驗分析、實驗對比、實驗觀察、實驗計算等流程，逐漸提高核心素養(yǎng)。

（二）開展小組合作實驗

小組合作實驗教學(xué)的開展可以讓高中生在化學(xué)實驗學(xué)習(xí)以及化學(xué)實驗操作過程中提高自身探究素養(yǎng)、合作素養(yǎng)、協(xié)作意識，進(jìn)而推動化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)。這是因為在小組合作實驗過程中，高中生的合作能力、探索精神、探索積極性、自主學(xué)習(xí)意識等都能夠得到激發(fā)，進(jìn)而養(yǎng)成良好的化學(xué)學(xué)習(xí)觀念、化學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度、化學(xué)探究素養(yǎng)[6]。更重要的是，教師依托合作學(xué)習(xí)開展實驗教學(xué)，能夠營造師生之間、生生之間團(tuán)結(jié)協(xié)同和相互學(xué)習(xí)的氛圍，推動化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化。具體來說，高中化學(xué)教師需要結(jié)合學(xué)生情況，按照班級學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)素養(yǎng)、性格特征、實驗?zāi)芰?、動手能力等，將學(xué)生劃分為若干小組，按照“組內(nèi)合作，組間競爭”原則，組織學(xué)生開展小組合作實驗操作以及小組合作實驗學(xué)習(xí)。這樣借助小組合作實驗的開展，學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、主動學(xué)習(xí)能力、合作學(xué)習(xí)水平及化學(xué)探究素養(yǎng)均能得到提高。

以人教版高中化學(xué)教材中“搭建球棍模型認(rèn)識有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點”相關(guān)實驗教學(xué)為例，教學(xué)內(nèi)容涉及“甲烷分子結(jié)構(gòu)認(rèn)識”“甲烷分子的球棍模型搭建”等。所以，高中化學(xué)教師在開展實驗教學(xué)的過程中，可以將“搭建乙烷分子、乙烯分子和乙炔分子的球棍模型并進(jìn)行比較”作為小組合作實驗任務(wù)，組織實驗小組自主進(jìn)行實驗器材選擇、實驗步驟確定、實驗過程觀察等?！按罱ㄇ蚬髂Ｐ驼J(rèn)識有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點”相關(guān)知識點涉及的實驗操作內(nèi)容呈現(xiàn)出高度開放性和自由性特點。在小組合作實驗學(xué)習(xí)過程中，教師更多發(fā)揮的是輔助作用，對學(xué)生進(jìn)行實驗指導(dǎo)，讓學(xué)生充當(dāng)“實驗人員”。這樣借助小組合作實驗，學(xué)生就能借助合作探究、合作實驗、合作學(xué)習(xí)加深對“搭建球棍模型認(rèn)識有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的特點”相關(guān)知識的理解和掌握。最終，借助小組合作實驗學(xué)習(xí)，高中生的自主探索能力、化學(xué)知識應(yīng)用能力、化學(xué)實驗設(shè)計能力等均能得到不同程度的提高，自身核心素養(yǎng)也能獲得發(fā)展。

（三）拓展學(xué)生的化學(xué)思維

要想在核心素養(yǎng)下優(yōu)化高中化學(xué)實驗教學(xué)，高中化學(xué)教師還需要積極轉(zhuǎn)變自身傳統(tǒng)實驗教學(xué)理念，摒棄以往流程化和模式化的實驗教學(xué)模式，將學(xué)生作為教學(xué)主體，結(jié)合學(xué)生實際，進(jìn)行實驗方式的創(chuàng)新，依托實驗過程從不同維度展現(xiàn)化學(xué)知識，讓高中生將注意力集中在化學(xué)實驗操作過程，在無形中拓展和延伸化學(xué)思維，推動學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等核心素養(yǎng)的發(fā)展[7]。

例如，高中化學(xué)知識體系涵蓋化學(xué)定律、化學(xué)理論、化學(xué)知識、化學(xué)規(guī)律及化學(xué)實驗等。尤其是高中化學(xué)實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)出化學(xué)概念和化學(xué)規(guī)律的形成過程，所以化學(xué)概念、化學(xué)規(guī)律、化學(xué)實驗之間是相互促進(jìn)的。高中化學(xué)教師在進(jìn)行化學(xué)教學(xué)的過程中，需要明確化學(xué)規(guī)律、化學(xué)概念等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)概念、化學(xué)規(guī)律等內(nèi)容的過程中，把握化學(xué)知識和化學(xué)實驗之間的聯(lián)系，建立化學(xué)規(guī)律的事實依據(jù)，掌握化學(xué)操作的方法。這樣，高中生才能憑借思維拓展、思維延伸、思維學(xué)習(xí)推動化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

結(jié) 語

化學(xué)是學(xué)生認(rèn)識化學(xué)現(xiàn)象、掌握化學(xué)知識、應(yīng)用化學(xué)理論的課程，更是最貼近高中生生活的重要理科課程。高中化學(xué)實驗教學(xué)為高中生的高效高質(zhì)化學(xué)知識學(xué)習(xí)注入了“強(qiáng)心針”，屬于高中化學(xué)課程教學(xué)的重要輔助和核心組成[8]。此外，高中化學(xué)實驗教學(xué)自身帶有培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的屬性，可以使學(xué)生在實驗操作、實驗觀察、實驗分析等流程中形成“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)精神與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)[9]。因此，核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化實踐是高中化學(xué)教育發(fā)展的必然趨勢。廣大高中化學(xué)教師務(wù)必及時轉(zhuǎn)變自身教學(xué)理念，貼近高中階段學(xué)生的生活環(huán)境、學(xué)習(xí)場景、興趣愛好等，科學(xué)合理地打造趣味性強(qiáng)的化學(xué)實驗教學(xué)情境，將“以人為本”“以生為本”等理念徹底融入高中化學(xué)實驗教學(xué)全過程，推動高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。