基于发展学生学科核心素养的高中化学实验教学的思考

发布时间:2018/10/4 19:07:00 编辑:goodook 手机版
  核心素养是新课程标准的来源,也是确保深化课程改革的基础。化学学科核心素养包括“化学知识理解”、“化学知识迁移”和“安徽省金寨第一中学境界上自我发展,并着力培养学生的化学学科素养、化学信息素养、化学语言素养、化学思维素养、跨学科合作综合素养以及情感、态度和价值观等。
  化学是一门以实验为基础的学科。化学实验可以帮助学生建立化学感性认识、建构化学概念体系、认知化学原理规律、激发合作探究欲望和提高化学学习质量。实验教学是培养学生科学核心素养的关键,我们化学教师应该把实验教学贯穿于每一节课中。为此,笔者就高中化学实验的核心素养提升的三个层次—化学知识理解、化学知识迁移、化学知识创新发表一下自己的观点。
  一、核心素养之化学知识理解——让化学实验更加贴近生活,加深学生对知识的理解
  提升学生核心素养的基础就是加深学生对知识的理解,只有对化学实验的原理内容了然于心,才能够向核心素养更高的层面发展。高中化学的主要研究内容是从微观的角度研究物质的成分、性质及规律,这在一定程度上决定了化学知识的抽象难懂,导致学生对化学学习充满畏惧之心,对教师的教学活动缺少主动性,而对于强调逻辑思维和动手能力的化学实验更是敬而远之,導致化学实验教学中学生的参与性较小,不利于化学实验的有效开展,也不能让学生从实验中加强对化学理论的理解。
  针对这种情况,2017年高中化学新课程标准强调实验活动在内容上要更加贴近生活,提高实验的实践性与应用性,让学生能够通过观察生活中的化学现象,从而提升对化学研究的敏感度,锻炼学生的观察能力。例如,教师在讲解金属的化学性质时,要从学生的生活经验出发,选择在生活中常见的金属进行实验探究,比如铁、铜等,让学生从自己的知识储备中畅谈自己对这些金属的认识,然后进行相关的金属实验,让学生在已有知识的基础上加深对这些金属性质的认识。分析近几年的高考试题也可以发现,现在的高考题目也有很大部分是从与生活有关的事例入手,更加注重学生的学科素养。比如2017年有一道选择题,列举了几种生活用品让从中选出主要由合成纤维制造的选项,如果学生对生活有一定的了解,很轻易地就能够选出尼龙绳。再比如:2016年高考题26题提到氨的氧化物是大气污染物之一,那么如何利用氨的一些性质进行尾气处理呢?如果掌握了一定的化学知识,我们就能够根据氨气的一些特性(比如碱性、密度比空气小、溶解于水)来进行相应的处理,首先用碱性干燥剂碱石灰进行干燥,然后再用向下排空气法收集,最后用水作吸收剂进行尾气处理。学生了解了这个原理一方面会自如地解答这些题目,另一方面也会觉得学习化学很实用,可以解决和我们的生活息息相关的问题,所以在平时的教学中,教师如果能够把教学过程中的理论知识与生活结合起来,既能加快学生对知识的理解,又能让学生感受到学习化学的意义,适当缓解学生的学习难度,让学生在相对轻松的环境中进行学习,从而提高学习效率。
  二、核心素养之化学知识迁移
  知识迁移就是“一种学习对另一种学习的影响”。教育的目的不仅要使学生获得知识和技能,更重要的还在于使学生能够将自己已经具有的知识经验和认知结构应用到新的问题情境中去,这就是知识的迁移。在高中化学实验教学中提高学生的知识迁移能力对于提高学生的化学学科核心素养有着举足轻重的影响。提高学生的知识迁移能力可以从建立良好的认知结构、创设化学问题情境、开展小组合作学习三个方面着手。
  1、建立良好的认知结构,促进知识迁移
  高中化学教师在教学中运用迁移理论的时候,要善于利用化学实验在学生原有的认知结构和新知识之间建立连接的纽带,以帮助学生的认知顺利地从原有知识过渡到新知识结构的构建上。教师利用学生的已有知识,循序渐进地引导学生将已掌握的知识进行合理的延伸和拓展,可以很好地消除学生在接触新知识时产生的困惑和混乱的感觉。比如,讲授金属的腐蚀和保护这一节的实验课程时,由于经过初中化学的学习,学生已经熟悉了铁生锈的原因,笔者将书本中的钢铁腐蚀实验提出来,进行了一系列的变形设计,让学生找出现象的异同点,学生在这样的对比实验中,对铁生锈的本质有了更深入的认识,并且提升了他们解决实际问题的能力。教师还要抓住学生已掌握的化学知识和新知识之间的相似性进行比较试验,帮助学生掌握其中的规律,从而正确树立新旧知识之间的关系,提高对新旧知识辨别能力。
  2、创设化学问题情境,深化学生的知识理解程度
  新课标指出:结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解各种化合物的主要性质,了解他们在生产、生活中的应用,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。所以,高中化学实验课堂运用一定的情境创设方法,能够变被动为主动,将学生置于课堂的主体地位,使其自主地进行思索与探究,从而大大提高学生的学习积极性,实现知识的迁移。实验是化学课程的基础,通过实验现象得出的结论十分精准,毋庸置疑。在进行实验的过程中,常常会出现各种各样新奇的化学现象,大大地激发了学生的好奇心与求知探索的欲望,学生为了一探究竟,解开谜团,更愿意主动参与其中。当学生的多种感受器官一同融入到化学实验过程中,大脑皮层的兴奋神经会被唤起,更加利于学生脑海中的旧知识与新知识的整合对接,从而达到课堂的预设教学目标并强化学习效果。例如,在观察水与金属钠的反应变化时,教师可以引导学生做如下实验:将一小块金属钠附着在酒精灯的灯芯处,接着用胶头滴管滴加几滴水,会发现酒精灯被点燃。教师向学生说明水火不容的生活常识,用水便能将酒精灯点燃。学生在感叹实验现象神奇的同时,在脑海中也会与以往固有的想法形成一种认知冲突,更加想探究原因,得到答案。设计诸如此类的化学实验,利用其实验现象带来的趣味性,来激发学生的好奇心与求知探索的欲望,从而深化学生对知识的理解程度,为他们以后知识的迁移做好铺垫。
  3、开展小组合作学习,提高学生的学习主动性
  由于高中实验难度较大,对学生的理论知识、实验技能有较高的要求,学生独立操作无法有效完成实验。在这种情况下,教师可以采取分组实验的方法,让学生以小组为单位进行实验任务分配,充分调动小组内每一位成员的积极性,保证实验人员配置的最优化,集思广益,取长补短,从而提高化学实验的操作效率,培养学生的合作意识。例如,教师在进行氨的喷泉实验教学时,可以针对喷泉现象的成因进行分组实验,各小组设计不同的实验方案,运用不同性质的化学物质,在进行多次实验探究下掌握形成喷泉所需要的条件和原理。
  三、核心素养之化学知识创新
  当今社会我们需要具有创新能力的人才,创新是提高学科核心素养最重要的部分,学生在化学学习中不仅要学好知识还要学会利用学到的知识进行创新。那么学生的创新能力就要在化学实验中进行培养,让学生突破当前的化学教学内容局限,不再仅仅局限在已有的化学实验中,教会学生抓住创新的关键,在一步步的变化中找到新突破。如何在化学实验教学中提高学生的创新素养,可以考虑从以下两个方面進行:
  1、从“纸上谈兵”的化学实验到“眼见为实”的化学实验的转变
  决定核心素养形成的关键在于教育思想的进步与教育制度的健全发展。教师的教育理念会潜移默化影响着学生,因此,对于高中实验教学,不仅要转变学生的学习方式,更重要的教师的教育理念也要与时俱进。以前的化学实验更多的是“纸上谈兵”,但是化学是一门需要真正用心观察,用心研究的课程,它的变化通常会表现的很细微,不易让人察觉,这些变化是学生通过课本上那些呆板的文字无法体会到的。很多的科学家曾经说过,任何联系实际的自然学科都源于观察上面。要通过教会学生观察和亲身体验让他们意识到任何的科学成就都离不开对周围事物和环境等的观察,必须有了细心的观察,才能有所发现,有了发现从而进行探究,只有这样才能知道自己看到的是否是真实的,从而有新的发现和创作。
  2、由传授型实验教学向探究性实验教学的转变
  我们现在所做的化学实验一般是验证性实验,很多学校也能认真完成。但这些实验不需要学生做实验设计方案,仪器、用品和药品都是事先准备好的,实验过程重视的是向学生传授课本上写好的观点结论,并不能训练学生的发散性思维,而应该多采用开放性、探究性的方式来训练学生的发散性思维。新课标修订在必修课程和选择性必修课程中分别明确规定了9个学生必做实验,攻击18个学生必做实验,突出对学生实验探究能力的培养。比如在进行乙烯的制取实验时,笔者尝试不再像以前那样把结论一股脑倒给学生,而是引导学生进行探究:1、如果温度迅速上升到170摄氏度原因是什么呢?2、随着反应的进行,烧瓶中发生了颜色的变化,能说明什么呢?3、实验中生成的乙烯会不会有可能含有一些杂质呢?如果有,会是什么杂质呢?4、如果升温速度变慢,还会有乙烯产生吗?等等。将这些问题随着实验的进行依次抛出来,然后引导学生一一进行验证。这个质疑探究的过程,就是锻炼学生思考能力的过程,经过这样的反复锻炼学生在未来才有创新的可能。
  总之,基于核心素养的高中化学实验教学是体现化学课程价值的必由之路。教师应该转变教学观念,以学生核心素养提升为目标,改革化学实验教学的方法和过程,关注学生个体知识的建构和应用,创设有利于能力发展的实验和现实情境,以身作则培养学生的化学核心素养。
  参考文献:
  [1]张雁英.重点高中化学实验教学中学生迁移能力培养的实践研究.华南师范大学,2011
  [2]田野.新课程高中化学实验教学理念的转变.《新课程-中旬》,2015-04
  [3]苏伟然.浅谈高中化学实验教学.《杂文月刊-教育世界》2014-11