【摘要】化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生必備的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。教師要圍繞化學(xué)核心素養(yǎng)設(shè)計(jì)教學(xué)方案，規(guī)劃教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建內(nèi)部邏輯清晰、環(huán)節(jié)銜接流暢的高質(zhì)量化學(xué)課堂。文章以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合高中化學(xué)教學(xué)實(shí)況，以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)為主要目標(biāo)，從設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、設(shè)計(jì)思考問(wèn)題、組織創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、借助信息技術(shù)等多個(gè)方面，探討高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的設(shè)計(jì)與建構(gòu)策略。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科核心素養(yǎng)；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；策略

作者簡(jiǎn)介：牛曉燕（1983—），女，甘肅省天水市甘谷縣第六中學(xué)。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”5個(gè)方面，強(qiáng)調(diào)了培育學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要性。實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。為推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生深入思考，教師可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)為主要目標(biāo)，設(shè)計(jì)與構(gòu)建高質(zhì)量高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，為學(xué)生提供良好的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

一、學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）以舊知識(shí)為導(dǎo)向，落實(shí)宏觀辨識(shí)與微觀探析

“溫故而知新?！贝嗽捈冉沂玖诵屡f知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，又闡明了復(fù)習(xí)是連接新舊知識(shí)之間的橋梁，而且還鮮明地體現(xiàn)了教學(xué)當(dāng)中知識(shí)遷移的規(guī)律性［1］。在開(kāi)展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，為落實(shí)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)的培育，幫助學(xué)生從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性，教師可以根據(jù)學(xué)生的已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立新舊知識(shí)間的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念，提高對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)知水平以及應(yīng)用能力。

以人教版《普通高中教科書·化學(xué)》必修1“鈉及其化合物”的教學(xué)為例。教師需引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系初中學(xué)過(guò)的金屬活動(dòng)性順序知識(shí)，理解鈉的強(qiáng)還原性與其微觀結(jié)構(gòu)易失電子密切相關(guān)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)。首先，教師可帶領(lǐng)學(xué)生回顧鈉的性質(zhì)，并引導(dǎo)學(xué)生思考：“鈉為什么具有較強(qiáng)的還原性？”驅(qū)動(dòng)學(xué)生從微觀角度分析原子結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)聯(lián)。其次，在學(xué)生完成復(fù)習(xí)和梳理工作后，教師引出本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，先為學(xué)生展示鈉放入水中后發(fā)生的反應(yīng)，再引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位嘗試動(dòng)手操作，觀察在干燥的燈芯處放置大小適當(dāng)?shù)拟c，用膠頭滴管取少量蒸餾水滴在鈉上后酒精燈的反應(yīng)情況。最后，教師要引導(dǎo)各組成員對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的角度分析鈉和水反應(yīng)的生成物，從微觀探析視角分析實(shí)驗(yàn)原理，從宏觀辨識(shí)視角總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)一步加深對(duì)鈉的性質(zhì)的理解。

（二）以情境創(chuàng)設(shè)為載體，建立變化觀念與平衡思想

在實(shí)際教學(xué)中，教師可借助視頻、圖片、音頻或生活故事等創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展［2］。教師可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知水平等，在導(dǎo)入階段創(chuàng)設(shè)情境，借助真實(shí)情境引發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)注，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中推動(dòng)學(xué)生形成并發(fā)展變化觀念與平衡思想。

以人教版《普通高中教科書·化學(xué)》選擇性必修1“探究影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素”的教學(xué)為例。在導(dǎo)入階段，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以借助19世紀(jì)高爐煉鐵的相關(guān)資料創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容：“19世紀(jì)，高爐煉鐵排出氣中含有相當(dāng)數(shù)量的一氧化碳，于是英國(guó)人重新建造了一個(gè)煉鐵高爐，以增加一氧化碳與鐵礦石的接觸時(shí)間。但經(jīng)過(guò)研究，他們發(fā)現(xiàn)排出氣中的一氧化碳含量與原先并沒(méi)有區(qū)別?！?/p>

基于這一情境線索，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么排出氣中的一氧化碳含量沒(méi)有發(fā)生變化？”“想要減少一氧化碳含量可以使用哪些方法？”教師可以順著這兩個(gè)問(wèn)題引出實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生分別分析其中影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素。小組成員需分別取兩支試管，各加入5mL 0.1mol/LK2Cr2O7溶液后，在試管1中加入10～20滴6 mol/L H2SO4溶液，在試管2中加入10～20滴6 mol/L NaOH溶液。學(xué)生要觀察溶液顏色的變化情況，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷化學(xué)平衡狀態(tài)是否發(fā)生變化，并推斷影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素。

通過(guò)開(kāi)展這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能深層次理解反應(yīng)物和生成物的濃度變化是化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生變化的原因之一，從而形成變化觀念與平衡思想。

（三）以問(wèn)題思考為抓手，深化證據(jù)推理與模型認(rèn)知

課堂上，有效提問(wèn)能起到發(fā)展學(xué)生思維、驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用。當(dāng)前，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分學(xué)生存在過(guò)度依賴教師、缺乏主動(dòng)思考意識(shí)等問(wèn)題。針對(duì)這一情況，為更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)具有思考價(jià)值的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題，探究解決問(wèn)題的方法與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象映射的化學(xué)原理，幫助其提升證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)。

以人教版《普通高中教科書·化學(xué)》必修1“鐵及其化合物的應(yīng)用”的教學(xué)為例。在該課中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建鐵三角模型，使學(xué)生在提高建模能力的同時(shí)形成證據(jù)推理意識(shí)，學(xué)會(huì)用對(duì)比分析方法解決問(wèn)題。

教師可以生活中常見(jiàn)的雀巢麥片配料表為情境素材進(jìn)行導(dǎo)入，提問(wèn)：“麥片中是否真的添加了還原鐵粉？”圍繞此問(wèn)題，教師引出鐵粉的作用，并指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)Fe2+、Fe3+進(jìn)行鑒別與檢驗(yàn)。學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)根據(jù)硫氰化鉀與Fe3+的反應(yīng)情況進(jìn)行鑒別，還要學(xué)會(huì)通過(guò)離子溶液的顏色進(jìn)行鑒別。在學(xué)生了解Fe2+和Fe3+的鑒別方法后，教師再設(shè)計(jì)問(wèn)題：“二價(jià)鐵在空氣中容易轉(zhuǎn)化成三價(jià)鐵，如何才能知道轉(zhuǎn)化的發(fā)生？”由此驅(qū)動(dòng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生熟悉離子方程式的書寫方法，知道單質(zhì)鐵具有還原性，加入弱氧化劑可以轉(zhuǎn)化為Fe2+，與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)可以生成Fe3+，從而推動(dòng)學(xué)生初步構(gòu)建鐵三角轉(zhuǎn)化關(guān)系認(rèn)識(shí)模型，強(qiáng)化建模能力。

（四）以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為突破，增強(qiáng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)

教師不僅要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新［3］。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力科學(xué)劃分小組，引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，從問(wèn)題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，解決相關(guān)問(wèn)題。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生在合作中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)與成果做出科學(xué)評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生在交流、分享中積累經(jīng)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，鑄牢科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

以人教版《普通高中教科書·化學(xué)》選擇性必修1“制作簡(jiǎn)單的燃料電池”的教學(xué)為例。此前，學(xué)生已經(jīng)在教師的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)了原電池的反應(yīng)原理與化學(xué)電池的工作原理。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)主題，教師可將學(xué)生劃分為多個(gè)小組，引導(dǎo)小組成員明確本次活動(dòng)的項(xiàng)目目標(biāo)，查閱教材內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)資源，復(fù)習(xí)原電池和電解池的工作原理，通過(guò)列表的方式比較氫氧燃料電池的工作原理和電解水的原理，再分組討論并規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟，將完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃表交由教師檢查。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)方案完整、內(nèi)容明朗的小組，教師可同意其展開(kāi)實(shí)驗(yàn)；而對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案存在問(wèn)題的小組，教師需要引導(dǎo)其完善實(shí)驗(yàn)步驟，避免實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)生的安全隱患問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小組成員可參考教材內(nèi)容、演示視頻和教師的演示過(guò)程探究氫氧燃料電池的制作方法，完成氫氧燃料電池的制作，并在電解過(guò)程進(jìn)行一至兩分鐘后連接音樂(lè)卡機(jī)芯進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，以此深化對(duì)燃料電池工作原理的認(rèn)識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)展科學(xué)探究能力和合作能力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)成果以及小組成員的核心素養(yǎng)發(fā)展情況等進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生反思自身表現(xiàn)，深化科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)，確?！敖?、學(xué)、評(píng)”實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展。

（五）以信息技術(shù)為支撐，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

信息技術(shù)賦能教學(xué)，能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)設(shè)不同于傳統(tǒng)課堂的全新教學(xué)環(huán)境。教師可以借助信息技術(shù)手段豐富教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)闊學(xué)生視野，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視程度，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。

以人教版《普通高中教科書·化學(xué)》必修1“氯及其化合物”的教學(xué)為例。在該課教學(xué)期間，教師帶領(lǐng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究氯氣的性質(zhì)，了解氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法。許多學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)后意猶未盡，表示還想了解更多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?；趯W(xué)生的實(shí)際訴求，完成教材內(nèi)容的教學(xué)后，教師搜集互聯(lián)網(wǎng)上的資源，延伸教學(xué)內(nèi)容，播放了一個(gè)名為“‘危險(xiǎn)’的84消毒液”的視頻。視頻展示了市面上多種品牌的84消毒液，操作者用紅色石蕊試紙測(cè)定84消毒液具有堿性和漂白性兩種性質(zhì)，用藍(lán)色石蕊試紙測(cè)定潔廁靈為酸性試劑。視頻結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合已學(xué)的氯氣和次氯酸相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)單分析84消毒液的漂白原理，并嘗試分析84消毒液能否與潔廁靈共同使用，由此驅(qū)動(dòng)學(xué)生從課堂學(xué)習(xí)走向生活應(yīng)用，使學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任，在遷移應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程中體會(huì)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值和魅力。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注意事項(xiàng)

教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，不僅要把握教學(xué)策略，關(guān)注學(xué)科核心素養(yǎng)培育情況，還要關(guān)注實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題，推動(dòng)“教、學(xué)、評(píng)”一體化發(fā)展。

（一）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)培養(yǎng)

安全是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)展的前提。在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)存在隨手扔放材料、化學(xué)用品擺放不規(guī)范等問(wèn)題。不良行為的出現(xiàn)不僅會(huì)影響教學(xué)效果，還會(huì)產(chǎn)生潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。為解決這一問(wèn)題，教師要規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作步驟，增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)。

具體來(lái)說(shuō)，教師可以采取以下方法。第一，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)始前為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)規(guī)則，幫助學(xué)生建立安全意識(shí)。教師可以借助信息技術(shù)手段向?qū)W生展示在實(shí)驗(yàn)室中因操作不規(guī)范、物品擺放不規(guī)范而出現(xiàn)安全問(wèn)題的視頻，以真實(shí)案例提高學(xué)生的警惕，讓學(xué)生加深對(duì)規(guī)則的了解。第二，實(shí)驗(yàn)期間，針對(duì)學(xué)生的不良行為，教師可以采取評(píng)分制度，用于警醒、提示學(xué)生。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，及時(shí)巡回指導(dǎo)，如遇到學(xué)生未能嚴(yán)格遵守規(guī)則操作的情況，教師需要扣除其課堂表現(xiàn)分，要求學(xué)生重新完成實(shí)驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生的安全實(shí)驗(yàn)意識(shí)，避免類似事件的發(fā)生。

（二）確保“教、學(xué)、評(píng)”一體化

評(píng)價(jià)具有促教、促學(xué)的作用［4］。開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之時(shí)，教師應(yīng)該科學(xué)組織評(píng)價(jià)活動(dòng)。第一，教師可通過(guò)采取過(guò)程性評(píng)價(jià)診斷學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平和化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成情況。如在學(xué)生操作化學(xué)實(shí)驗(yàn)、回答問(wèn)題期間，教師可以與學(xué)生展開(kāi)積極互動(dòng)，通過(guò)對(duì)話的方式了解學(xué)生的知識(shí)掌握程度。在此期間，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)某一部分內(nèi)容不理解或理解不透徹的情況，教師需要進(jìn)行二次指導(dǎo)、講授，提升學(xué)生化學(xué)核心概念和觀念的結(jié)構(gòu)化水平。第二，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主評(píng)價(jià)?？紤]到教師個(gè)人精力有限，難以時(shí)刻關(guān)注每一個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)與需求。教師可以為學(xué)生提供科學(xué)、直觀的評(píng)價(jià)量表，鼓勵(lì)學(xué)生擔(dān)當(dāng)評(píng)價(jià)主體，對(duì)自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)、合作情況等進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便學(xué)生認(rèn)識(shí)自我、提升自我。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教師在開(kāi)展高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為核心，遵循以生為本的教學(xué)原則，根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，為學(xué)生營(yíng)造開(kāi)放、自主的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助他們構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系；重視對(duì)學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)，構(gòu)建“教、學(xué)、評(píng)”一體化課堂，培育更多優(yōu)秀人才。

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