核心素养视域下的高中化学实验教学策略探究.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 159 核心素养视域下的高中化学实验教学策略探究 邓敬辉 新疆伊宁市第四中学，新疆 伊宁 835000 摘要：摘要：与其他学科不同的是，化学是一门以实验为主的学科，学生通过开展化学实验活动学习与掌握相关知识，该过程有利于更好地培养学生实践能力、创新能力。基于此，本文对实验教学在高中化学教学中的作用进行分析，并提出转变原有教学观念，激发学生主动探究化学的兴趣、鼓励学生自主设计实验，培养学生创新思维等策略，以期提升高中化学实验教学质量，精准落实化学学科核心素养，促进学生更加全面地发展。关键词：关键词：核心素养；高中化学；实验教学 中图分类号：中图分类号：G633.8 0 引言 实验教学是高中化学教学过程中重要环节，为了提高实验教学育人成效，教师除了要正确认知实验教学功能与作用以外，也要对其充分利用，以激发学生学习化学知识兴趣，并在实践操作与自主探究过程中不断训练个人创新思维，进而实现学生化学核心素养得到全面性提升。基于核心素养视域，如何有效开展高中化学实验教学，是目前各位化学教师需要考虑的问题。1 实验教学在高中化学教学中的作用分析 1.1 有利于培养学生科学探究意识 从学生角度分析，将所学知识在实际生活中灵活运用，并能够解决生活中所遇到化学问题，是学生具备良好知识运用能力以及解决问题能力的表现。与初中化学知识不同的是，高中化学知识相对抽象，若依靠常规教学方法向学生讲解化学知识，并不能保证每个学生均能完全理解和掌握1。因此，需要在化学课堂中开展实验教学活动，以探究性实验教学方式，使学生在实验过程中探究所学知识，这种教学方式，不仅有利于培养学生科学探究意识，又能进一步加强理论知识与实践相互联系，让学生正确认知化学知识的应用价值，同时也能通过各种生动性实验感受学习化学知识的乐趣，以实现化学学科核心素养在高中课堂教学中精准落实，促进学生全面发展。1.2 有利于提升学生的化学认知及思维能力 因化学是一门建立于各种实验活动上的学科，要求学生应具备较强的逻辑思维能力，以便更好地理解和运用所学知识，以提高学习效果。一般情况下，高中化学实验教学开展，教师会根据教学内容，再考虑学生整体学情，针对性设计实验教学活动，确保化学实验教学符合与学生实际情况相贴合，能够有效提升学生的化学认知，并在参与化学实验活动过程中得到思维激活和强化，循序渐进理解实验所反映出的化学原理，提高化学课堂教学效率和质量同时，也能为教师培养学生化学核心素养提供方便，从而将实验教学在化学课堂中的育人作用充分发挥。1.3 有利于训练学生化学模型建构能力 实验教学通常以学生为主体设计教学内容，教师可以利用趣味性内容调动学生参与实验教学活动的积极性和主动，并根据学生年龄及心理特点，对实验教学各个环节进行细化，将化学知识与实验紧密结合在一起，引导学生对所学知识进行深入探究，达到在参与实验过程中训练学生化学模型建构能力的教学效果。例如，以学生兴趣感知点为导向，激发学生自主探究欲望，并为学生独立构建知识体系预留充足时间和空间，同时结合学生整体化学知识学习情况，为其提供针对性指导，使其不断增强自身化学模型建构能力，以加强对化学知识本质的了解，从而为今后学习高阶化学知识打下坚实基础。2 基于核心素养视域如何有效开展高中化学实验教学 2.1 转变原有教学观念，激发学生主动探究化学的兴趣 随着新课标深入实施，使高中化学教材编制时更中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 160 加注重关于各种实验内容的增添，目的是通过在化学课堂上开展各种实验活动，以培养学生创新思维及科学探究意识，进而将核心素养在化学课堂教学中精准落实。为进一步提高化学实验教学育人成效，教师要转变原有教学观念，根据该阶段学生年龄及心理特点，针对性设计实验教学活动，以激发学生主动探究化学知识的兴趣，提升化学课堂教学效率和质量，着重培养学生实事求是的科学态度和创新精神。例如，在教学“氧化还原反应”这一章节化学知识时，首先，再结合教学内容开展实验活动前，要立足本节课实验教学目标，明确告知学生必须严格按照规定实验流程进行操作，确保化学实验过程安全性，也便于学生逐渐形成良好的化学实验习惯。本节课教学目标是帮助学生在初步了解化合价的升降和电子转移观点前提下，对氧化还原反应进行分析，并在后续实验活动中学会运用化合价变化及电子转移观点对氧化还原反应准确判断，达到更加深刻理解氧化还原反应特征与本质的实验教学目的2。其次，引入实际生活中较为常见的氧化还原反应现象，如植物褐变、金属生锈、纸张变黄等，并在此基础上与学生共同完成“酒驾检测”原理探究实验，进一步加强理论知识与实践现象紧密联系。在实验前，准备好乙醇及重铬酸钾溶液，其中反应物酸性重铬酸钾溶液（K2Cr2O7）为橙色。实验步骤如下：取一支试管备用，使用滴管吸取一定量重铬酸钾溶液，将其滴加试管中；再使用未蘸取过任何溶液的滴灌吸取一定量乙醇溶液，并滴入装有重铬酸钾溶液的试管中；轻拿试管，多次振荡试管，使重铬酸钾溶液和乙醇溶液完全混合，同时观察试管中混合后溶液颜色变化，可以发现橙色酸性重铬酸钾溶液逐渐向灰绿色转变。酒驾检测测试仪正是利用氧化还原反应原理，根据驾驶人呼气后溶液颜色的变化来判断呼出气体中的酒精含量。最后，教师可以引导学生结合上述实验现象，总结氧化还原反应的判断规律和方法，帮助学生由表及里、由现象到本质对周围事物进行认识和分析，更加准确地理解氧化与还原二者相互依存和对立统一的辩证关系。充分发挥实验教学优势，有效激发学生化学知识探究兴趣同时，又能培养学生善于思考、敢于实践的意识，并在参与实验活动过程中切实感受化学学科独特魅力，从而实现个人化学核心素养不断提升3。2.2 鼓励学生自主设计实验，培养学生创新思维 通过对以往高中化学教学情况调研与分析，普遍存在“照葫芦画瓢”式验证性动手实验的问题，由于高中化学知识相对抽象，且难以理解，这一种实验教学方式，不仅无法保证每个学生均能完全理解和掌握教师所教授的化学知识，在一定程度上也限制了学生的观察能力、创新思维能力以及独立思考能力提升和发展，同时学生也不能依靠个人能力总结出正确的实验结论，降低学习效果。因此，教师需要明确意识到实验教学对促进学生综合能力发展的重要性，应在化学课堂中积极开展各种探究性实验活动，鼓励学生运用所学化学知识自主设计实验，既能拓宽学生知识视野，又能有效强化学生认知能力，并形成科学探究态度和良好的创新思维。从化学实验教学角度分析，学生自主设计实验，有利于增强实验教学活动对学生吸引力，有效激发学生自主探究欲望，将教材上化学内容转变为可视化且生动性的实验内容，能够使学生更加积极地参与到实验教学中，真正做到化学课堂教学与实验探究有机结合。例如，在教学“金属的性质”这一章节化学知识时，首先，教师需要改变原有以演示实验为主的教学模式，以促进教学与实验深度融合为切入点，引导学生结合实验过程、实验现象以及实验结果独立归纳和总结实验活动中所反映出的理论。让学生结合已有经验及知识，对本节课程新知展开自主探究，初步掌握铁、铜、镁金属的化学性质及置换反应概念，并以小组为单位设计实验，共同完成不同金属的化学性质探究任务，该过程既能提升学生观察实验现象能力及小组探究合作能力，又能培养其创新思维，并在实验设计期间运用所学知识对日常化学现象准确解释，同时感受化学知识运用价值。其次，引导学生自主设计“镁锌铁铜与盐酸的反应”实验，具体实验设计步骤如下：以小组为单位，由小组长分配每个组员需要完成的任务。梳理该实验设计思路，以探究性实验为主，使学生可以在设计与探究实验过程中了解镁锌铁铜等金属的化学性质。回忆生活中盛放食醋容器的场景，该容器由什么材料制成？可否使用铁制或铝制容器盛放食醋吗？即可根据这些问题着手设计实验过程。中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 161 准备实验过程所需仪器和材料，如试管、胶头滴管、酒精灯；稀盐酸、稀硫酸、镁片、铁片等。班级内学生划分为两个小组，小组 1 设计“镁锌铁铜与稀盐酸的反应”实验；小组 2 设计“镁锌铁铜与稀硫酸的反应”实验。通过实验设计对比，帮助学生直观地了解镁、锌、铁、铜的金属活动性4。由小组长分别取等量镁、锌、铁、铜并放入试管中，再分别加入 3ml 稀盐酸或稀硫酸，其他小组成员要在观察实验现场时，做好详细记录，以便后续组内进行讨论和交流，以锻炼学生观察能力和归纳能力。两个小组分别选派一名代表上台展示实验记录，分享实验经验和学习成果。镁锌铁铜与稀盐酸/稀硫酸的反应实验现象记录参考表 1。表 1 镁锌铁铜与稀盐酸/稀硫酸的反应实验现象记录 金属 实验现象 化学方程式 镁 产生气泡，固体减少，反应剧烈 Mg+2HCl=MgCl2+H2 Mg+H2SO4=MgSO4+H2 锌 产生气泡，固体减少，反应适中 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 铁 产生气泡，固体减少，反应较慢，且溶液呈浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 铜 无现象 实验结论：镁、锌、铁可与稀盐酸或稀硫酸反应，并产生 H2,而铜不与稀盐酸或稀硫酸反应；上述四种金属活动性顺序排列为：镁锌铁（H）铜；不同金属与酸反应剧烈程度不同，置换反应：单质化合物单质化合物。最后，学生自主设计实验并完成探究任务后，不仅达到了培养学生创新思维和树立科学探究态度的教学目的，也使学生化学核心素养得到有效提升，能够运用所学知识解决实际生活中化学问题，并科学解释化学现象，真正做到学以致用。2.3 以培养学生实践操作能力为导向，提高实验教学育人成效 化学实验对每一项操作步骤均有着严谨性要求，基于核心素养视域，开展高中化学实验教学，教师也特别重视对学生化学实验设计步骤以及整体实验结构等方面操作的指导，确保学生在今后无论是参与实验活动，还是自主设计实验步骤，均能保持严谨性、科学性以及规范性，才能更加有效地培养学生实践操作能力，并在化学课堂中充分发挥实验教学的育人功能和作用。首先，教师要根据学生整体学情，以培养学生实践操作能力为导向，在此基础上有目的性开展与实验相关的实践教学活动，再结合教材内容，丰富实验教学内容，确保所设计的化学实验课程能够有效培养学生创新思维、实践操作能力。例如，在实验教学过程中，教师要及时纠正学生错误操作行为，并指出学生在实验活动中存在的不足，侧重利用化学实验引导学生探究新知，使其了解各知识点之间的密切联系以及互通性，锻炼学生知识迁移能力，在一定程度上也能让学生获得成就感。其次，培养学生正确的实验步骤操作习惯，对学生化学知识学习效果提高有着关键性作用，也能让其形成科学、严谨探究的态度，进而将化学实验教学作用有效发挥。以“实验室内氨气制法”教学为例，具体实验步骤如下：教师可以先带领学生熟悉该实验的具体反应原理，并指导学生准确写出化学方程式，“2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O”；并在此基础上分析与探究收集氨气的方法，该环节可以结合实验现象来掌握和理解朝下的排空气法。同时将整个实验流程、操作步骤逐一列出，并让学生动手操作；将湿润红色石蕊试纸放置于试管口上，观察试纸颜色变化，待试纸从红色完全转为蓝色时，则说明氨气收集完成；或者使用玻璃板蘸取浓盐酸，再将玻璃板转移至试管口处，此时若试管口有大量白烟产生，则说明氨气收集完成。最后，教师要明确告知学生上述几项步骤，均要按照既定实验流程进行操作，缺少任何其中一项步骤，均会直接影响实验结果，尤其是操作步骤极为复杂的化学实验，更要加强学生正确步骤操作练习以及实验流程指导，让学生在亲身实践过程中逐渐养成良好习惯，以保证实验结果准确性，促进学生实践操作能力进一步提升，精准落实化学学科核心素养，从而夯实学生全面发展基础。3 结束语 综上所述，在高中化学实验教学过程中，开展实验活动目的是，培养学生创新思维和实践能力，并帮助学生理解过于抽象的化学知识，消除学生在化学知识学习方面存在的畏难心理同时，又能通过生活化、中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 162 趣味性的化学实验，激发学生学习兴趣，使其做到能够灵活运用所学知识解决实际生活中的化学问题，实现化学学科核心素养在课堂教学中精准落实同时，又能促进学生更加全面地发展。参考文献 1潘柳琳,施建成.核心素养视域下的高中化学实验教学策略探究J.南宁师范大学学报(自然科学版),2023,40(01):236-240.2余桂春.核心素养视域下的高中化学实验教学模式探究J.高考,2023(05):98-101.3张少文.基于核心素养视域下的高中化学实验的教学研究J.化学教与学,2022(12):84-86.4苏伟波.核心素养视域下的高中化学实验教学研究J.试题与研究,2022(04):152-154.