基于核心素养的中学化学探究实验教学的实践研究

基于核心素养的中学化学探究实验教学的实践研究

李伟辉

东莞市万江第二中学 广东省 东莞市 523000

摘要：化学教学是以实验为基础的，实验对学生动手能力、思维能力和创新能力的提高以及培养和发展学生核心素养具有无可替代的作用，实验探究过程是学生化学学科核心素养提升的过程。化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”和“科学精神与社会责任”五个方面。本文通过对人教版九年级化学《第十单元实验活动6酸、碱的化学性质》进行小组合作实验探究，为促进学生形成适合终身发展的核心素养做了实验教学的实践研究。

关键词: 核心素养；实验教学；实验设计；实验评价

化学是一门以实验为基础的自然科学，实验教学在中学化学教学中具有十分重要的作用。实验教学是学生认识和学习化学的重要途径，对学生深刻形象地理解和掌握化学知识，培养和提高学生的创新思维和能力，从而提高学生的核心素养有着极其重要的作用。

一、背景的提出

化学教学是以实验为基础的，实验对学生动手能力、思维能力和创新能力的提高具有无可替代的作用。传统“老师做学生看”的实验教学模式下，学生在教学过程中始终被动地接受老师的设计思路，观察课本上提到的实验现象，记住老师强调的实验结论，造成学生积极性不高，导致传统实验教学无法实现全面提高学生的核心素养。

在这种传统实验教学的弊端形势下，教育部2014年3月印发《关于全面深化课程改革 落实立德树人的根本任务的意见》，“意见”将“核心素养”界定为学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，将核心素养置于新一轮基础教育课程改革的重要地位。2016年9月，随着《中国学生发展核心素养》总体框架的正式发布，“核心素养”受到了全社会的普遍关注。重视开展“核心素养为本”的化学教学，开展以小组合作化学实验为主的多种活动，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

二、核心素养的内涵

化学核心素养是在化学课程的学习过程中发展起来的，具有化学学科特质的关键能力与品质。化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分，反映了社会主义核心价值观下化学学科育人的基本要求。这些要求包含了相应学科学习与研究过程中发展起来的认识客观事物与分析解决问题的思维方式与关键能力、培育起来的情感态度和价值取向等。核心素养的落实涉及到多个方面，其中一个重要方面就是实验教学实践环节，教师需改变“知识本位”和“学科本位”的束缚，着力发展学生的核心素养。核心素养是一套经过系统设计的育人目标框架，学科核心素养又是以此为依据确定及建立的，在三维目标的基础上提出，是对三维目标的发展和深化。化学学科核心素养包括了“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”和“科学精神与社会责任”五个方面。

化学学科核心素养强调学生理解化学学科的本质特征，建立起对物质世界的本质性和整体性认识，形成科学物质观，体现了化学学科在促进学生正确认识化学的育人价值。例如，“宏观辨识”“微观探析”“模型认知”强调从宏观、微观、符号“三重表征”来认识物质及其变化，使用化学符号与模型描述、解释化学现象，建立起物质及其转化关系的正确认识，从微观层面建立起物质的组成、结构和性质的联系；“变化观念”“平衡思想”强调认识到物质运动变化的对立统一、联系发展及动态平衡，建立起物质及其变化的特征和规律；“证据推理”“实验探究”强调理解科学探究的意义，认识到化学研究需要以实验为手段获取事实与证据，并开展基于证据的分析推理等；“科学精神”“社会责任”强调化学研究需要严谨务实、实事求是，深刻理解化学、技术、社会和环境间的相互关系，认识到化学对社会发展、科技进步的重大共享等等。

三、实验教学中培养和发展学生核心素养的实施

实验探究过程是学生化学学科核心素养提升的过程。在实验探究过程中需要关注以下三个层面的问题：一是在实验探究过程中要尽可能涉及到重要的化学观念、主要知识、化学模型，促进学生对化学基础知识的理解和化学观念的提升。如本实验活动中涉及到酸碱的主要化学性质和相关的重要化学方程式，酸碱中和的微观实质和生活应用等。二是在实验探究过程中要尽可能让学生经历科学探究的主要过程：提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、观察现象、结论与解释等，让学生学习、体验科学探究的过程。如在本实验活动中除了提出问题的主体是教师外，其他探究要素都是以学生为主体完成的。三是在探究过程中要启迪学生进行深度思考，提升学生的思维品质。如本实验活动中每个实验之后都有若干问题由学生在小组进行交流讨论、思考分析后再来展示答案，应用所学知识来解释生活的一些现象，这样培养了学生分工合作的意识，分析解决问题的能力，培养和发展了学生的核心素养。

为了贯彻培养和发展学生核心素养的精神，笔者对《第十单元实验活动6酸、碱的化学性质》进行了如下实验设计，只展示部分实验内容（见表1）。

表1：酸、碱的化学性质实验报告

实验目的：1．加深对酸和碱的主要性质的认识。

2．通过实验解释生活的一些现象。

实验用品：试管、药匙、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台、坩埚钳、胶头滴管等。

稀盐酸、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、硫酸铜溶液、氢氧化钙粉末、石蕊溶液、酚酞溶液、pH试纸、生锈的铁钉。

【安全提醒：酸和碱有腐蚀性，实验时应注意安全】

为了培养和发展学生的核心素养，本《第十单元实验活动6酸、碱的化学性质》的实验设计在教学实施中体现了如下特点：

1．实验要以学生为主，教师为辅

教师要把自己定位成实验教学组织者和帮助者的角色，在设计实验时换位思考，要把自己假想成一名学生，在他已有的知识范围内，如何来接受新知识，发现新知识，掌握新知识。实验教学不应该是将一个又一个的知识点灌输到学生大脑中以备考试的过程，而是应该充分调动学生思维的积极性，使学生通过高水平的思维活动，深刻理解和掌握化学知识，并通过不断的反思、概括和提升。

2．实验要突出科学性和探究性

科学探究是一种重要而有效的学习方式，通过实验发现问题、收集证据，验证假设和猜想，以提高学生的化学核心素养。积极开展科学探究活动，对于改变学生的学习方式和教师的教学方式，使学生在获得化学知识和技能的同时，学习科学方法，体验探究的乐趣，发展科学探究能力具有重要意义。教师应充分认识实验探究对于促进学生核心素养发展的独特价值，并根据学生的心理特点和具体的教学内容精心设计实验探究活动，有效地组织和实施实验教学。

3．实验应创设情境来引入

教师教学的过程本身就是一个不断创设问题情境，引起学生认知冲突，激发学生的求知欲，使学生的思维在问题思考与探索中得到促进和发展的过程。因此创设合理情境引入实验，对实验教学效果至关重要。例如，本实验活动的引入情境是一则新闻报道——有关浓硫酸洒在高速公路上的应急处理，这种创设情境的引入激发了学生探究的兴趣和动手实验的积极性。

4．实验操作要规范

化学基本的实验操作技能，是进行一切化学实验及探究活动的基础，也是化学学科后续学习的一种基本的知识、技能的储备。培养学生科学、规范、熟练的实验操作技能，是中学化学实验教学的重要组成部分，也是学生核心素养的重要内容。而在实验活动中，学生经常出现如胶头滴管使用不当、玻璃棒搅拌不当及蒸发皿的夹取和加热不当等一系列不规范的操作，既影响实验结果的观察，又影响学生实验操作技能的提升。为解决这个问题，在学生实验过程中笔者用手机及时拍下学生的一些不规范操作，并上传到电脑，然后展示出这些图片并让学生指出错误地方，同时强调正确的操作要领。通过学生的反复操练，达到操作的规范、准确、熟练，从而养成科学严谨的实验习惯。

5．实验要有效设置问题

新课程改革强调通过问题来进行教学，使学生具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力。化学实验教学的目的，不仅仅是让学生记住现象和结论，而应该让学生带着问题，带着好奇心去探索化学的奥秘，因此在化学实验教学中，根据不同的实验内容，进行巧妙的设问，既能激发学生兴趣，活跃思维，又能培养学生的观察能力、动手能力和创新能力等核心素养。

6．实验要客观全面地评价

实验评价是对实验的总结和升华，能够帮助学生提升实验分析和设计能力，因此对实验做出有效的评价，是实验教学中必不可少的环节。在实验评价过程中，可以围绕实验的设计思想和实施、实验的亮点和借鉴意义以及实验的不足和改进措施等三个方面来展开分析和讨论。通过评价，使学生在课程的学习过程不断体验进步与成功，认识自我，建立自信，促进学生综合运用化学能力的全面发展。

笔者对《第十单元实验活动6酸、碱的化学性质》实验过程进行了知识性评价和操作行评价（见表1），并且进行了反思评价，部分评价表（见表2）如下。

表2：反思评价

四、结束语

根据课标的要求及教学实际条件，以学生为中心，全面安排和设计一个学年的实验活动内容和频次，教师应整合实验资源，为学生设计实验方案铺设台阶，借助实验设置“典型问题”演绎学科思想，就如何合理地实施学生实验、开展科学探究实验活动的价值和意义进行深度思考。只有让学生在亲自实验中慢慢悟出其中的化学原理，真正的理解了，才能更好地掌握运用知识，进行深度思考，提升思维层次，培养化学学科的核心素养。

参考文献

[1] 王云生.基础教育阶段学科核心素养及其确定[J].福建基础教育研究，2016（2）

[2] 房宏.中学化学核心素养的构成体系与培养策略[J].中小学教师培训，2016（6）

[3] 中华人民共和国教育部制定，义务教育化学课程标准（2011年版）[M]. 2012

[4] 仲国新.新课改背景下提升高中化学实验教学水平[J].中学生数理化，2016（3）