基于學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學實驗教學設計研究

摘

要：在新課程的改革背景下，核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念成為各學科教學革新的核心教學理念，對提升學生的動手實操能力以及學科綜合能力有積極的意義。文章立足高中化學實驗教學的視角，從培養(yǎng)高中生的化學核心素養(yǎng)出發(fā)，就如何有效設計化學實驗教學方案進行了重點討論，以期助力高中生順利形成化學核心素養(yǎng)。關(guān)鍵詞：高中化學；核心素養(yǎng)；實驗教學一、基于學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學實驗教學設計意義（一）是適應教育領域新思想的需要隨著教育改革的深入，教育理念與思想都呈現(xiàn)出持續(xù)更新的全新形勢，如傳統(tǒng)教育理念側(cè)重“雙基”目標的實現(xiàn)，又先后經(jīng)歷了“三維目標”“核心素養(yǎng)”等一系列全新教學思想的灌輸，旨在借助教育改革的深入更好適應培養(yǎng)高素質(zhì)人才的全新教育環(huán)境，推動教育改革的高質(zhì)量發(fā)展。其中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)思想，實際上就是立足推動社會高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的視角，通過創(chuàng)新高中化學實驗方案、方式等多樣化手段來革新實驗方案，這樣在更有利于適應社會發(fā)展需求的同時，最大限度地提高了化學實驗教學質(zhì)量，有效避免了以往化學實驗教學效能不足這一弊端。比如，教師可以針對性地創(chuàng)新那些枯燥、單調(diào)的化學實驗，借助優(yōu)化后的實驗方案，來充分發(fā)揮化學實驗在促進高中生化學核心素養(yǎng)養(yǎng)成等方面的積極作用。（二）是化學實驗教學方法創(chuàng)新的需要創(chuàng)新是高中生必備的精神之一，是學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)造力、想象力的集中體現(xiàn)，會對學生的個人成長與可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。其中化學實驗是將所學的化學知識以多樣化實驗的形式進行呈現(xiàn)或應用，這在鞏固學生所學化學知識的同時，促進了他們創(chuàng)新思維的發(fā)展。以往的化學實驗教學，主要采用對照教材中的實驗步驟進行展示，整個過程枯燥，不利于激發(fā)高中生主動參與化學實驗活動的興趣，使學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)受到限制。如果教師可以從創(chuàng)新傳統(tǒng)化學實驗形式及內(nèi)容等角度入手，立足具體的情境問題合理設計新型的化學實驗，將更有利于培養(yǎng)高中生的創(chuàng)新素養(yǎng)，提高學生的化學綜合素質(zhì)。比如，基于環(huán)保這一社會熱點問題，教師可以結(jié)合化學實驗的教學需求科學設計實驗方案，確保能在優(yōu)化化學實驗教學方案及流程的同時，全面培養(yǎng)高中生的化學核心素養(yǎng)。（三）是化學理論與實踐結(jié)合的需要理論聯(lián)系實踐是高質(zhì)量教育的真諦，也是保障化學教育質(zhì)量的核心原則之一。其中化學理論知識實際上是對化學研究及實踐活動經(jīng)驗的總結(jié)，能有效指導實踐活動的有序進行。化學理論知識在一次次化學實踐中可以得到持續(xù)驗證，同時可以正確引導社會大眾的實踐活動。教師對化學實驗教學方案進行優(yōu)化設計，同樣需要密切結(jié)合化學基本理論和現(xiàn)實實踐需求。特別是近年來，高考中的許多試題都是考查化學核心素養(yǎng)方面的實踐型類型題，為保證相應的教學效果，教師就必須在指導高中生詳細了解與掌握必要化學理論知識的過程中，借助多樣化的化學實驗活動針對性地提高高中生的創(chuàng)新能力，并借助理論與實踐二者的有機結(jié)合全面提高高中化學實驗教學的整體質(zhì)量。二、基于學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中化學實驗教學設計策略（一）認識實驗呈現(xiàn)方式，夯實化學實驗教學基礎實驗本身是化學教學的核心組成部分之一，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)、鍛煉學生動手實操能力等關(guān)鍵能力的必不可少的關(guān)鍵教學手段?；瘜W實驗教學設計應幫助高中生統(tǒng)領化學實驗教學的整根主線，包括幫助或者帶領學生一同分析化學教材中所涉及的化學實驗內(nèi)容，并在這個過程中持續(xù)提高學生的化學實驗技能水平。所謂的化學實驗呈現(xiàn)方式，主要是針對化學實驗的教學內(nèi)容，考慮采取何種呈現(xiàn)方式來吸引學生的注意力，讓他們更加高效地參與到化學實驗活動中，避免因化學實驗活動內(nèi)容呈現(xiàn)方式的不合理而影響最終的活動效果。例如，在開展“科學探究”這一基本化學實驗活動期間，整個化學實驗欄目中包含了多種種類及形式的實驗，也包含了不同的探究過程和科學要素，它們都是高中生適應社會可持續(xù)發(fā)展以及形成未來終身學習基本能力的寶貴教學素材。但是現(xiàn)階段化學教材中涉及的實驗內(nèi)容形式比較單一，且趣味性、豐富性等并不顯著，這直接影響了學生的觀看效果，也限制了學生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。因此，針對現(xiàn)階段化學實驗教學的整個體系設計，需要以調(diào)動高中生主動參與化學實驗活動為目標，實驗活動需要符合學生自身的學習特征與思維規(guī)律，教師可以靈活引進及應用多媒體技術(shù)、電子白板等新技術(shù)或新設備，革新化學實驗的呈現(xiàn)方式，保證學生在看到呈現(xiàn)在他們眼前的化學實驗內(nèi)容之后，可以迅速產(chǎn)生強烈的學習興趣，并主動融入其中進行積極思考和深入討論，這樣才有利于保障后續(xù)化學實驗教學開展的質(zhì)量。以“常見物質(zhì)的檢驗”部分化學知識教學為例。在實際的實驗教學中，針對K+、Na+等離子的檢驗，教師在為學生呈現(xiàn)這部分內(nèi)容的過程中，可以改變傳統(tǒng)直接導入的呈現(xiàn)方式，利用多媒體設備為學生播放一些現(xiàn)實生活中質(zhì)量檢驗的具體視頻。如為了確保奧運會等各種體育競賽的公平性，賽委會一般會對參賽的運動員進行興奮劑檢查；或者在生活中，為了確認自己的身體健康情況，人們一般會選擇檢測自身的血脂、血糖等指標數(shù)據(jù)。這種實驗內(nèi)容呈現(xiàn)方式，無疑可以很好地激發(fā)高中生對相關(guān)化學知識的學習興趣。（二）融入化學核心素養(yǎng)，明確化學實驗教學目標在化學實驗教學中融入核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念期間，除了要借助恰當?shù)幕瘜W實驗呈現(xiàn)方式吸引學生的注意力外，教師還需要從化學實驗教學設計目標出發(fā)，充分考慮化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)同常規(guī)化學實驗教學之間的聯(lián)系，保證可以立足化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的視角切實指導化學實驗教學方案乃至校本教研課程的改革，并將核心素養(yǎng)的相關(guān)培養(yǎng)思想及理念切實融入整個化學實驗教學設計的實踐中。從本質(zhì)上而言，中學化學教學的核心組成部分之一是實驗教學，其不僅肩負著鞏固學生課堂所學化學理論知識的職責，還肩負著能否順利培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的責任，會對學生的自學意識形成乃至化學綜合能力的發(fā)展產(chǎn)生直接影響。因此在化學課程教學中，教師要全面滲透核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念的必然性與必要性，并在化學實驗教學期間，堅定不移地貫徹落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)理念。例如，在化學實驗教學設計中，教師可以基于課程改革的視角，從全面貫徹落實創(chuàng)新型教育的理念出發(fā)，結(jié)合化學學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基本要求、標準以及指標等，全面構(gòu)建一套健全的化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)體系，并利用該體系提高整個化學實驗教學的質(zhì)量。由于核心素養(yǎng)是當下指導化學實驗教學設計的一條核心主線，為整個教學指明了方向，如高階思維培養(yǎng)等都是培養(yǎng)高中生化學核心素養(yǎng)不可或缺的關(guān)鍵能力之一，針對性地調(diào)整化學實驗教學方案及流程具有其必然性，對學生綜合素質(zhì)的提升有很大幫助。因此在后續(xù)化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的視角下，教師要持續(xù)深化化學實驗教學設計改革，密切關(guān)注并融合學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的內(nèi)容及元素，真正持續(xù)性培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)，貫徹落實新課改下化學教學大綱的基本要求，不斷提升化學實驗教學方案設計的質(zhì)量，突出本?；瘜W實驗教學的特色，形成科學的化學實驗教學觀念，為后續(xù)高質(zhì)量的化學實驗教學做好鋪墊。（三）重視實驗設計理論，創(chuàng)新化學實驗教學形式化學實驗教學設計的一個重要環(huán)節(jié)就是要系統(tǒng)考慮整堂化學實驗課的流程、步驟以及注意事項等內(nèi)容，保證教學目標與背景分析的準確性，以及符合學生的認知規(guī)律；同時要注意對化學實驗教學中的板書進行美化設計，并對其中有特色的地方進行補充說明，真正地將化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)思想貫穿于學生化學核心素養(yǎng)的實踐過程中。針對任何一個部分的化學實驗教學設計，教師都需要在設計中考慮相應的化學反應基本原理，這是整個設計的理論依據(jù)；實驗的創(chuàng)新或者改進也需要充分考慮其中的基本化學反應原理，合理選擇各種各樣的化學反應物，優(yōu)化整個操作程序，科學設置配套的化學實驗裝置等。由此可知，基于基本的化學反應原理創(chuàng)新或者改進化學實驗設計方案，是保障后續(xù)化學實驗教學質(zhì)量的關(guān)鍵所在，也是化學教學深入改革的一個重要路徑，避免忽略了化學實驗設計方面的理論指導而直接開展化學實驗，從而不利于提高高中化學的教學質(zhì)量。例如，現(xiàn)階段的高中化學教學過程中涉及了多種多樣的化學實驗，如針對“要求學生設計化學實驗方案來區(qū)分硫酸鈉與氯化鈉”這一化學實驗設計，不同高中生都會結(jié)合自身的思考給出自己的答案：有的高中生選擇硝酸銀作為自己的檢測試劑，有的學生則會選擇氯化鋇作為自己的檢測試劑等。雖然這些高中生在檢測實驗中選擇了相同的實驗原理，但是如果學生選擇硝酸銀，那么具有微溶性的硫酸銀可能會因為不穩(wěn)定以及易分解的特性等，在反應之后生成難溶性的氧化亞銀，這樣就無法達到相應的化學實驗目的。因此教師在設計化學實驗的過程中，可以結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)化學教材的內(nèi)容安排情況，在化學實驗圖片、表格數(shù)據(jù)等方面下功夫，在展示化學實驗內(nèi)容時，采用圖片、表格等形式內(nèi)容，讓學生選擇圖片呈現(xiàn)化學實驗的基本裝置或現(xiàn)象（鑒定鈉與水反應、鐵離子等）、實驗基本步驟（切割金鈉、氨氣制取等）以及實驗細節(jié)展示（如濃硫酸與銅之間發(fā)生化學反應等）等；有的學生可能會選擇操作示意圖，如嗅聞氣體的氣味，操作容量瓶摻加液體，配置一定物質(zhì)濃度的溶液，等等。只有在化學實驗方案設計中明確安排內(nèi)容，才能夠聯(lián)系化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基本要求開展高效的教學活動。（四）聯(lián)系實驗教學目標，優(yōu)化化學實驗教學方案化學實驗教學設計的根本出發(fā)點是持續(xù)優(yōu)化整個化學實驗的教學流程，助力化學實驗教學質(zhì)量的提升，充分發(fā)揮化學實驗教學在提高學生學習效果方面的效能。在教學中，教師可以通過聯(lián)系化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)訴求以及實驗教學目標，對整個化學實驗教學設計方案再次進行整體優(yōu)化設計，保證可以制訂出一個完善的化學實驗教學設計流程，流程能夠囊括教學設計、教學評價與反思等完整的教學環(huán)節(jié)，以最大限度地保障化學實驗教學設計方案的完善性與合理性。例如，在化學實驗教學設計中，教師可以結(jié)合化學實驗教學要求以及其他實際教學情況，遵從如下基本流程：導入問題，新課引入——情境創(chuàng)設，引導探究——動手實驗，證偽求實——分析歸納，結(jié)論得出——鞏固訓練，深化理解——教學評價，反思優(yōu)化。經(jīng)過上述這種完善的化學實驗教學設計流程，教師可以持續(xù)融入化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的基本理念，對提高整體化學教學質(zhì)量有很大的幫助；可以將核心素養(yǎng)培養(yǎng)思想貫穿于整個教學實踐中，確保學生可以學到更有價值、有意義的化學實驗內(nèi)容。尤其是在不同的化學實驗教學環(huán)節(jié)，教師都可以適時與學生進行互動溝通，指導學生結(jié)合自身的學習情況大膽自主地設計化學實驗方案，不斷提升學生的創(chuàng)