摘?要:中國學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展研究成果是在2016年的9月13日正式發(fā)布的,而對于中國學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展來講,就是將培養(yǎng)“人的全面發(fā)展”作為核心的,并且是將“核心素養(yǎng)”作為重要導(dǎo)向的,屬于新時(shí)期中小學(xué)課程的一種重要改革措施。在核心素養(yǎng)理論中就對學(xué)生的知識獲取能力給予了重視,以及對學(xué)生的終身學(xué)習(xí)以及將來的發(fā)展問題給予了全面的考慮,進(jìn)而符合促進(jìn)人的全面發(fā)展的最終教育目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,本文結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,對核心素養(yǎng)下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
一、 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的意義與內(nèi)涵
學(xué)科核心素養(yǎng)的提出是基于全面貫徹黨的教育方針,堅(jiān)持立德樹人,加強(qiáng)社會主義核心價(jià)值體系教育,完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育,增強(qiáng)學(xué)生社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、推進(jìn)考試招生制度改革。核心素養(yǎng)是以個人的發(fā)展和終身學(xué)習(xí)為目的的全新教學(xué)理念,正在取代以學(xué)生知識結(jié)構(gòu)為核心的傳統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)。核心素養(yǎng)通過指導(dǎo)、引領(lǐng)、輻射、帶動學(xué)科課程教學(xué),彰顯學(xué)科教學(xué)的育人價(jià)值,使之自覺為人的終身發(fā)展服務(wù),將“教學(xué)”升華為“教育”。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體現(xiàn)了社會主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求,全面展現(xiàn)了學(xué)生通過化學(xué)課程學(xué)習(xí)所必須具備的關(guān)鍵能力和必備品格。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)充分地表征化學(xué)的本質(zhì)特征,將學(xué)科基礎(chǔ)知識、學(xué)科學(xué)習(xí)能力和學(xué)科思想方法有機(jī)融合。
二、 核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
化學(xué)學(xué)科的建立是基于無數(shù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納整理進(jìn)而形成基本理論,化學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是在現(xiàn)代學(xué)科研究過程中,還是在學(xué)科教學(xué)活動中都占據(jù)著舉足輕重的地位。即使在計(jì)算化學(xué)逐漸受到關(guān)注的今天,理論計(jì)算還是需要實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。這也體現(xiàn)了化學(xué)作為自然學(xué)科的基本特點(diǎn)?;瘜W(xué)學(xué)科的開山鼻祖——英國著名化學(xué)家Boyle說:“不應(yīng)該把理性放在高于一切的位置,知識就是從實(shí)驗(yàn)中獲得,實(shí)驗(yàn)是最好的老師?!被瘜W(xué)核心素養(yǎng)中的“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識”等要素,是化學(xué)學(xué)科實(shí)踐能力的重要表征。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)不應(yīng)僅局限于性質(zhì)演示與簡單制備,更應(yīng)該變成教師與學(xué)生關(guān)于知識、情感態(tài)度、思維交流的舞臺。
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)不重視
但是由于中國人太過于功利化的文化,以高考的成敗論英雄成為目前限制高中化學(xué)教學(xué)的最大障礙。由于擔(dān)心過多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)占據(jù)習(xí)題練習(xí)與講評時(shí)間,為了追求考試成績最大化,教師將實(shí)驗(yàn)放在末位,以演示實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)與學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、以現(xiàn)代媒體手段代替課堂演示實(shí)驗(yàn),這些現(xiàn)象并不是個例,而是具有普遍性的。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴(yán)重制約著學(xué)生綜合素質(zhì)能力成長,更無從體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)中關(guān)于實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識的表述。對于學(xué)生而言,缺少學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐途徑,嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的動手操作能力與學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)思維品質(zhì)的形成,在一定程度上限制了學(xué)生的思維成長和進(jìn)步,不利于學(xué)生綜合能力的提升。
(二)自身實(shí)驗(yàn)技能差
學(xué)生在初三開始學(xué)習(xí)化學(xué),由于學(xué)生認(rèn)知能力不足,對于陌生學(xué)科的學(xué)習(xí)方法基于教師的教學(xué)引導(dǎo),但是中考側(cè)重于記憶,將化學(xué)學(xué)習(xí)變成了文科式的記誦。這導(dǎo)致絕大多數(shù)學(xué)生從未進(jìn)過實(shí)驗(yàn)室,加之進(jìn)入到高中以后化學(xué)學(xué)習(xí)的知識要求高,思維品質(zhì)要求高,許多學(xué)生無所適從,他們只是將化學(xué)的學(xué)習(xí)理解為記憶與簡單計(jì)算,再通過題海戰(zhàn)術(shù)來鞏固練習(xí)。但他們面對演示實(shí)驗(yàn)時(shí)只是將注意力集中在表象現(xiàn)象而沒有深入思考其隱藏在現(xiàn)象后面的科學(xué)本質(zhì),而使其進(jìn)入學(xué)生實(shí)驗(yàn)室時(shí)懷著畏懼不安,受限于實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,在?shí)驗(yàn)課上,學(xué)生都是例行公事地參與,對實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)以及可能出現(xiàn)意外卻沒有心思花費(fèi)時(shí)間去推理探究。長期無法獲得成就感,最終使得學(xué)生對實(shí)驗(yàn)無法提起興趣。而在合作探究性實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)成績好,能力強(qiáng)的同學(xué)以領(lǐng)導(dǎo)者的形式主導(dǎo)整個實(shí)驗(yàn),其他同學(xué)只是以眼代替手,沒有真正參與活動,將合作探究流于形式,如此惡性循環(huán),實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘龑⒊蔀闊o源之水,無本之木。
(三)受限于實(shí)驗(yàn)條件
基礎(chǔ)教育的主導(dǎo)者對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的認(rèn)識存在許多誤區(qū),如實(shí)驗(yàn)安全、實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)等問題。許多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)施不健全,實(shí)驗(yàn)器材短缺。化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品是易消耗品,實(shí)驗(yàn)室中器材損毀現(xiàn)象嚴(yán)重,后期受限于經(jīng)費(fèi)問題,后期維護(hù)與添加不及時(shí),造成現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)用品無法保證學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的基本要求。同時(shí)有些試劑與試紙由于年代久遠(yuǎn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重偏離理論,嚴(yán)重干擾了實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)效果的達(dá)成,同時(shí)增加學(xué)生的不滿與厭惡,結(jié)果造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣的降低,嚴(yán)重打擊學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性,對于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅無益反而有害,同時(shí)也打擊教師的積極性。
三、 以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略
(一)挖掘資源,創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)
中學(xué)階段是學(xué)生思維方式轉(zhuǎn)變的重要階段,由邏輯思維代替簡單的形象思維,由證據(jù)推理代替表觀認(rèn)識。但是當(dāng)學(xué)生處于非舒適區(qū)的陌生環(huán)境中,此時(shí)學(xué)生就會本能的只依賴于形象思維,而教師可以通過創(chuàng)設(shè)陌生情境,通過學(xué)生動手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。如人教版化學(xué)選修5科學(xué)探究——乙炔的性質(zhì)。采用學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究過程,參考資料,引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和證據(jù)推理能力。實(shí)驗(yàn)方案如下:使用利用CaC2與飽和食鹽水反應(yīng)制備乙炔,依次通過CuSO4溶液洗氣裝置后,分別通入下列溶液①溴的四氯化碳溶液、②酸性高錳酸鉀溶液、③[Ag(NH32]OH溶液、④HgSO4溶液+斐林試劑進(jìn)行乙炔性質(zhì)的檢驗(yàn)。記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)交流討論,通過推理分別得到乙炔的化學(xué)性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師作為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析和討論:
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
合作探究結(jié)論與評價(jià)
①通過溴的四氯化碳溶液,體現(xiàn)了怎樣的性質(zhì),與乙烯與溴的四氯化碳溶液的現(xiàn)象對比有什么異同點(diǎn)
溴的四氯化碳溶液褪色
溴的四氯化碳溶液褪色說明乙炔作為富電子的不飽和炔烴可以與Br2發(fā)生加成反應(yīng),生成1,1,2,2四溴乙烷;與乙烯與溴的四氯化碳溶液的現(xiàn)象對比,相同的是均可以發(fā)生加成;不同點(diǎn)在于,乙炔與Br2速率較乙烯慢。說明乙炔的π電子密度要比乙烯小。
②試寫出乙炔與酸性高錳酸鉀反應(yīng)方程式,體現(xiàn)了乙炔的什么性質(zhì)
酸性高錳酸鉀溶液的紫紅色消失
體現(xiàn)了乙炔具有還原性。
③通過[Ag(NH32]OH溶液現(xiàn)象,可以利用該反應(yīng)來干什么
產(chǎn)生白色沉淀
反應(yīng)產(chǎn)生了難溶性的白色乙炔銀沉淀;利用該反應(yīng)可以用于乙炔氣體的快速檢驗(yàn)。
④HgSO4溶液后在與四羥基銅(Ⅱ)酸鈉后產(chǎn)生什么現(xiàn)象,得到什么產(chǎn)物
產(chǎn)生磚紅色沉淀
磚紅色Cu2O的產(chǎn)生說明有具有還原性的乙醛生成。乙醛的生成是因?yàn)橐胰才c水反應(yīng)先生成乙烯醇,乙烯醇互變異構(gòu)為乙醛。
在熱烈的討論結(jié)束后,教師立即引入教材中為什么要采用CuSO4溶液進(jìn)行洗氣,其目的什么?立即有優(yōu)秀的學(xué)生給出了結(jié)論:將乙炔氣體中存在的有毒且具有還原性硫化氫、磷化氫和砷化氫通過沉淀反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)加以除去,避免干擾后續(xù)實(shí)驗(yàn)中關(guān)于還原性的討論。筆者肯定其觀點(diǎn)。
以教材實(shí)驗(yàn)為素材,以教師為引導(dǎo)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境,學(xué)生合作主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),自主操作,合作論證,集合全體學(xué)生智慧。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,參與科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)和操作,培養(yǎng)學(xué)生主動探索,主動思考,主動反思與總結(jié)。對于優(yōu)秀學(xué)生而言,得到了獲得知識后的滿足感、榮譽(yù)感,促使其更加主動的進(jìn)入到學(xué)科學(xué)習(xí)中去。雖然這樣的教學(xué)模式在許多人看來是耗時(shí)耗力,但對于學(xué)生而言,卻能在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)揮自己的主觀能動性,在自由、開放、合作的學(xué)習(xí)環(huán)境中證明自己的能力,也是對高中枯燥學(xué)習(xí)環(huán)境的一種調(diào)節(jié),有利于學(xué)生身心健康發(fā)展,也是培養(yǎng)人格健全的青少年的另一種途徑。
(二)在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)學(xué)生的懷疑精神
《孟子·盡心下》篇曰:盡信書,不如無書。指讀書不要拘泥于書上或迷信書本,這要求求學(xué)者要善于獨(dú)立思考問題?,F(xiàn)代科學(xué)的建立無不是在懷疑中產(chǎn)生新的理論,從而形成現(xiàn)代社會文明。教科書是權(quán)威,但是我們要有懷疑的眼睛。對于化學(xué)反應(yīng)而言就更是如此了,化學(xué)反應(yīng)中經(jīng)常會有一些副反應(yīng)的發(fā)生,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,要在實(shí)驗(yàn)中追求真理,體會化學(xué)學(xué)科特點(diǎn),充實(shí)自己。人教版化學(xué)必修1實(shí)驗(yàn)4-9濃硫酸與銅反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)生的氣體能使品紅褪色,說明有SO2產(chǎn)生,證明二者發(fā)生了氧化還原反應(yīng),但是試管中溶液的顏色卻由原來的無色變?yōu)楹谏?,而如果產(chǎn)生硫酸銅則應(yīng)該溶液為藍(lán)色或淺藍(lán)色,而教材中直接給出了產(chǎn)物。此時(shí)學(xué)生在懷疑心的驅(qū)使下非常樂意探究溶液產(chǎn)物。一組將試管中溶液靜置后,取上層清液于另一支試管中,加水后溶液變藍(lán),這證明了確實(shí)有硫酸銅產(chǎn)生。另一組取下層濁液,加入稀硫酸后過濾,濾紙上出現(xiàn)黑色和紅色固體。在證據(jù)的存在下,學(xué)生立即得到以下結(jié)論:銅與濃硫酸的反應(yīng)非常復(fù)雜,并不是簡簡單單的產(chǎn)生SO2和CuSO4。除了這些主產(chǎn)物外還有其他物質(zhì)生成,如黑色CuS、Cu2S以及灰黑色的Cu2SO4,正是因?yàn)镃u2SO4存在才在稀硫酸作用下歧化反應(yīng)產(chǎn)生了紅色Cu。這是因?yàn)樵摲磻?yīng)在濃硫酸介質(zhì)中進(jìn)行,而濃硫酸與我們最常見的水溶液體系差異巨大,許多可溶性的鹽在濃硫酸中無法溶解,因此不能用簡單的離子反應(yīng)原理來解釋。
在簡單的探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過不同尋常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用懷疑為驅(qū)動力,讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科的復(fù)雜性與多變特點(diǎn)。而在這個過程中學(xué)生驗(yàn)證了自己的猜想,通過實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想,培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真仔細(xì),關(guān)注細(xì)節(jié),同時(shí)也暗合了化學(xué)學(xué)生核心素養(yǎng)中證據(jù)推理。
(三)關(guān)注演示實(shí)驗(yàn)的引領(lǐng)作用
課堂演示實(shí)驗(yàn)是拉近學(xué)生與教師距離的重要方式,通過課堂實(shí)驗(yàn)將理論與實(shí)際相聯(lián)系,在教師與學(xué)生互動中理解和記憶化學(xué)概念和規(guī)律,在活動中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,分析問題、解決問題的能力。同時(shí)課堂演示實(shí)驗(yàn)還承擔(dān)著為學(xué)生演示正確操作與技巧的任務(wù)。
苯與Br2的親電取代反應(yīng)是高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)考試的重要素材,基于教學(xué)實(shí)際要求,筆者將苯與Br2的親電取代反應(yīng)作為課堂演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。實(shí)驗(yàn)前筆者準(zhǔn)備了以下問題:①使用鐵絲的目的。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和反應(yīng)原理是什么?③苯與Br2的親電取代反應(yīng)與甲烷以及氯氣反應(yīng)的異同點(diǎn)。④實(shí)驗(yàn)得到產(chǎn)物如何除雜。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后組織學(xué)生討論時(shí)有學(xué)生提出為什么不能使用溴水進(jìn)行反應(yīng)呢?通過對于以上問題的討論,學(xué)生清晰地了解苯與Br2的親電取代反應(yīng)機(jī)理,首先Fe并不是催化劑而是利用其與Br2反應(yīng)生成的FeBr3作為Lewis催化反應(yīng)進(jìn)行,反應(yīng)放熱,導(dǎo)致液溴揮發(fā)使得反應(yīng)裝置呈現(xiàn)紅棕色;與甲烷以及Cl2反應(yīng)均是取代反應(yīng),但反應(yīng)條件不同。反應(yīng)結(jié)束后使用堿溶液作為尾氣吸收液,避免空氣污染。由于產(chǎn)物中溶解了揮發(fā)的液溴,還有不溶性FeBr3,可通過水—10%NaOH—水洗分液后蒸餾,最后使用無水Na2SO4干燥。最后該反應(yīng)不能使用溴水是因?yàn)槎卟环磻?yīng)。
在演示實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)生不是觀眾而是演員,在學(xué)生與教師的完美配合下完成共同操作,既能增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能與技巧,又能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生熱情參與,印象深刻,會增強(qiáng)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)終端效果,使其愛上化學(xué)。
四、 結(jié)語
緊隨新課改的持續(xù)性深化,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)踐創(chuàng)新的能力就變成了化學(xué)學(xué)科教學(xué)的主要目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)中的動手實(shí)踐能力就屬于一個長期堅(jiān)持的過程,其并非是在幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中就能夠完成的,需要學(xué)生去堅(jiān)持訓(xùn)練以及努力的學(xué)習(xí),才可以獲得更好的教學(xué)效果。
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作者簡介:范曉輝,陜西省寶雞市,寶雞中學(xué)。