高中化學實驗教學核心素養研究

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摘要：化學實驗是高中化學學科教學的重要組成部分，其教學特點兼具基礎性、整合性、創新性，是發展學生學科核心素養的重要環節。所以把握核心素養的基本內涵和深遠意義，利用實驗教學建構培養核心素養的體系，并在各個實驗教學環節中發展學生的化學思維，是培養核心素養的有效策略。

關鍵詞：高中化學教學；核心素養；實驗教學

新高考形勢下，根據化學學科素養內容，結合有效教學提升學生的化學科學素養，不僅對學生的知識結構構建和自身綜合素質的培養至關重要，而且對學生個體今后的可持續發展也將產生深遠影響。

一、創設問題情境

化學與生產生活有著密切聯系，生活中的許多情景素材和現象都會吸引學生興趣，引發大家對化學現象和本質的思考，從而調動學生自主參與學習研究。在化學教學中，教師可有針對性、有目的、合理地創設問題情境，利于學生豐富和加深的感性認識，使學生在形象具體的教學情境中體會感受化學知識運用于生產和生活中服務于社會價值，激發學生的學習熱情，通過實驗過程讓學生養成實事求是、一絲不茍的化學科學探究精神，讓學生有正確的人生價值觀，有學以致用服務于社會的責任感和使命感。所創設教學情境應真實可信且設置的問題要有針對性，還應具備知識性、情感性等特點，讓學生感同身受、有如身臨其境，從而自然而然地師生互動融入到教學情境中，有助于學生更真切地體驗教學情境，幫助學生形成正確的人生價值觀念和社會責任感。如果條件允許，可鼓勵學生自主參與社會實踐活動，樹立學以致用解決社會問題的思想。如幫助學生利用所學提煉玫瑰精油或者自制洗發水等。對簡單的實驗可以大膽創新，如將收集了細小灰塵的礦泉水瓶用力搖晃，當灰塵揚起后，用一束光去照射礦泉水瓶，在垂直于入射光方向能夠清楚地看到光亮的通路，讓學生感受身邊的丁達爾現象。對于教材上尚未安排的實驗，也可創設實驗條件讓學生充分參與進來，在直觀的親切的感性體驗中加深理解知識的應用。例如在鐵和鐵的化合物的教學中可創設如下情境：隨著天氣逐漸變冷，有人在附近的超市里買了暖寶寶，資料查閱暖寶寶成分：鐵粉、鹽（氯化鈉）、蛭石、活性炭和高分子材料。然后展示暖寶寶使用前后的圖片，顏色上有了明顯的變化，設置問題：這個過程鐵粉發生了怎樣的化學變化，引發學生思考。

二、設置任務驅動

教學時對重點內容，可以為學生設置一些探究任務，學生在任務目的的驅動下形成綜合實驗能力。要明確實驗目標，根據實驗目的選擇實驗儀器和實驗藥品，設計合理的完整的實驗步驟，協作完成實驗，從而訓練學生分析推理能力、強化證據意識，培養科學嚴謹的學習態度。例如鐵和鐵的化合物教學可設置下列驅動任務：【問題驅動1】推測使用后的暖寶寶其中鐵元素價態？如何檢驗鐵粉？實驗驗證用吸鐵石吸引使用后的暖寶寶混合固體，有部分固體被吸引（證明有單質鐵的存在）。強調如果檢驗化合物中的二價鐵和三價鐵元素，應將它們從氧化物轉化為游離的Fe2+和Fe3+分別進行檢驗。說明利用磁鐵吸引后的固體粉末中還有氯化鈉、蛭石、高分子材料、活性炭以及鐵的氧化物，我們如何建立一個除雜流程，進行混合物的分離，得到鐵離子和亞鐵離子。對于NaCl固體我們可以加水溶解、過濾，對于活性炭、蛭石、高分子材料（難溶于水和稀硫酸）我們可以加入稀硫酸后過濾，得到實驗箱中含有未知價態鐵離子的暖寶寶濾液。【問題驅動2】同學們學過哪些區分Fe2+和Fe3+的方法？說明當溶液中的離子濃度較低，或者是兩種離子混合溶液，我們并不能利用顏色來分辨（展示固體混合物濾液），提供試劑，設計實驗。

三、反思優化實驗方案，培養創新意識和科學探究能力

高中教材中設置了大量的探究實驗，教師可以利用這些實驗素材鼓勵學生根據實驗目的設計實驗方案，動手實驗和操作通過感性認識去論證檢驗實驗結論。當然還可以根據實際情況利用一些開放性實驗鼓勵學生合作探究自主設計方案并反思驗證可行性，對比分析每次實驗結果，不斷反思改進實驗方案，從而優化出一系列實際可行的實驗方案，達到最佳實驗目的。目的在于最大程度地激勵學生的創新意識和鍛煉創新能力，有助于學生在探究學習過程中養成完整的嚴密的思維邏輯能力。以氫氧化亞鐵的制備和設置實驗方案為例，可逐步設計為：【學生實驗1】利用氫氧化鈉溶液檢驗Fe2+、Fe3+。小組內分工合作，分別按照提示向氯化鐵和硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴NaOH溶液，并將第二組試管中的生成物全部倒到墊有濾紙的表面皿上。仔細觀察現象并嘗試著書寫出相關反應的離子方程式。結果第一組實驗得到了紅褐色沉淀氫氧化鐵，第二組實驗在試管中得到了灰綠色沉淀，倒在在濾紙上一段時間后變為紅褐色。分析得出沉淀顏色的變化原因氧氣參與。問題驅動：如果想長時間觀察到白色的氫氧化亞鐵，可怎樣對制備過程進行改進？優化制備過程，制備氫氧化亞鐵并保證不被氧化。優化實驗方案：當溶液中兩種離子均存在或離子濃度很小，這種區分方法也會受到干擾。有沒有更靈敏的試劑呢？引導學生：在我們的實驗室里有硫氰化鉀試劑，請同學們在兩個試管中分別加入1mL的硫酸亞鐵和氯化鐵，然后各滴入1-2滴硫氰化鉀溶液。聯系生活影視劇中利用三價鐵離子遇到硫氰酸根離子得到紅色的硫氰化鐵溶液，仿造出受傷流血的效果。實驗可用硫氰化鉀檢驗濾液中是否有Fe3+。問題驅動：我們如何借助KSCN去檢驗溶液中的Fe2+？思路點撥：借助硫氰化鉀檢驗二價鐵離子，就要加入無干擾的氧化劑實現Fe2+和Fe3+的轉化。優化實驗方案：討論出更合理的順序，取少量硫酸亞鐵溶液，先滴入幾滴硫氰化鉀溶液并觀察溶液顏色變化、排除溶液中Fe3+的干擾，再滴入合適氧化劑如過氧化氫后觀察溶液顏色有何變化。問題驅動：這種二價鐵離子的檢驗方法是否適用于檢驗暖寶寶濾液中的二價鐵離子？那么在已知三價鐵離子存在的情況下，如何檢驗二價鐵離子呢？優化實驗方案：將暖寶寶的濾液（3-4滴）滴加在盛有2mL高錳酸鉀溶液的試管中。

四、規范實驗意識，形成科學嚴謹的精神服務于社會

實踐出真知，進行化學實驗的目的首先要意識到科學探究是進行科學發現和理論解釋、創造發明和服務應用的科學實踐探究活動，在實驗中不僅能發現問題，還要有針對性地提出有探究價值的問題，在具體實驗過程中，認真觀察，仔細分析，不輕易得出結論，不盲目聽從他人意見，不應付了事。幫助學生在思想上意識到應執著于探索未知、崇尚科學真理；要能從發現的問題和做出的理論假設出發，在進行有效實驗探究前先確定實驗探究目的，優化設計合理的實驗探究方案；在探究中學會交流合作，共同分析研討，進行思維的有效碰撞，取得智慧的結晶。面對實驗過程中異常現象認真分析思考，并敢于提出自己的見解和方案。探究方向要具有節約意識、可持續發展意識和綠色環保化學觀念，盡量符合原子經濟型。要能運用所學的化學知識對與化學有關的紛繁復雜的社會熱點問題做出合理的正確的價值判斷。例如設計問題：生活中提倡多吃菠菜補鐵，是否有據可依，如何設計實驗驗證？補鐵劑與茶葉同服，妨礙鐵的吸收，是否屬實？為什么？設計實驗檢驗，結合實驗結論引導學生對生活中易錯易混的熱點問題做出科學正確的判斷，也能回避一些不必要的危險操作和實驗。總之，化學教師在教授、豐富和完善學生的化學知識，加深他們對物質世界的感性認識的實驗教學中，讓學生在學習實踐中理解化學與社會、環境、技術的和諧發展，爭取用學到的化學知識去為人類的文明發展和物質生活的豐富提供幫助，避免將其用于不當得利而造成社會危害。

參考文獻：

[1]包桂紅.高中化學教學的教學方法淺析[J].未來英才，2017（22）：63-64.

作者：劉子麗 單位：延邊第二中學