高中化学实验教学核心素养研究

摘要：化学实验是高中化学学科教学的重要组成部分，其教学特点兼具基础性、整合性、创新性，是发展学生学科核心素养的重要环节。所以把握核心素养的基本内涵和深远意义，利用实验教学建构培养核心素养的体系，并在各个实验教学环节中发展学生的化学思维，是培养核心素养的有效策略。

关键词：高中化学教学；核心素养；实验教学

新高考形势下，根据化学学科素养内容，结合有效教学提升学生的化学科学素养，不仅对学生的知识结构构建和自身综合素质的培养至关重要，而且对学生个体今后的可持续发展也将产生深远影响。

一、创设问题情境

化学与生产生活有着密切联系，生活中的许多情景素材和现象都会吸引学生兴趣，引发大家对化学现象和本质的思考，从而调动学生自主参与学习研究。在化学教学中，教师可有针对性、有目的、合理地创设问题情境，利于学生丰富和加深的感性认识，使学生在形象具体的教学情境中体会感受化学知识运用于生产和生活中服务于社会价值，激发学生的学习热情，通过实验过程让学生养成实事求是、一丝不苟的化学科学探究精神，让学生有正确的人生价值观，有学以致用服务于社会的责任感和使命感。所创设教学情境应真实可信且设置的问题要有针对性，还应具备知识性、情感性等特点，让学生感同身受、有如身临其境，从而自然而然地师生互动融入到教学情境中，有助于学生更真切地体验教学情境，帮助学生形成正确的人生价值观念和社会责任感。如果条件允许，可鼓励学生自主参与社会实践活动，树立学以致用解决社会问题的思想。如帮助学生利用所学提炼玫瑰精油或者自制洗发水等。对简单的实验可以大胆创新，如将收集了细小灰尘的矿泉水瓶用力摇晃，当灰尘扬起后，用一束光去照射矿泉水瓶，在垂直于入射光方向能够清楚地看到光亮的通路，让学生感受身边的丁达尔现象。对于教材上尚未安排的实验，也可创设实验条件让学生充分参与进来，在直观的亲切的感性体验中加深理解知识的应用。例如在铁和铁的化合物的教学中可创设如下情境：随着天气逐渐变冷，有人在附近的超市里买了暖宝宝，资料查阅暖宝宝成分：铁粉、盐（氯化钠）、蛭石、活性炭和高分子材料。然后展示暖宝宝使用前后的图片，颜色上有了明显的变化，设置问题：这个过程铁粉发生了怎样的化学变化，引发学生思考。

二、设置任务驱动

教学时对重点内容，可以为学生设置一些探究任务，学生在任务目的的驱动下形成综合实验能力。要明确实验目标，根据实验目的选择实验仪器和实验药品，设计合理的完整的实验步骤，协作完成实验，从而训练学生分析推理能力、强化证据意识，培养科学严谨的学习态度。例如铁和铁的化合物教学可设置下列驱动任务：【问题驱动1】推测使用后的暖宝宝其中铁元素价态？如何检验铁粉？实验验证用吸铁石吸引使用后的暖宝宝混合固体，有部分固体被吸引（证明有单质铁的存在）。强调如果检验化合物中的二价铁和三价铁元素，应将它们从氧化物转化为游离的Fe2+和Fe3+分别进行检验。说明利用磁铁吸引后的固体粉末中还有氯化钠、蛭石、高分子材料、活性炭以及铁的氧化物，我们如何建立一个除杂流程，进行混合物的分离，得到铁离子和亚铁离子。对于NaCl固体我们可以加水溶解、过滤，对于活性炭、蛭石、高分子材料（难溶于水和稀硫酸）我们可以加入稀硫酸后过滤，得到实验箱中含有未知价态铁离子的暖宝宝滤液。【问题驱动2】同学们学过哪些区分Fe2+和Fe3+的方法？说明当溶液中的离子浓度较低，或者是两种离子混合溶液，我们并不能利用颜色来分辨（展示固体混合物滤液），提供试剂，设计实验。

三、反思优化实验方案，培养创新意识和科学探究能力

高中教材中设置了大量的探究实验，教师可以利用这些实验素材鼓励学生根据实验目的设计实验方案，动手实验和操作通过感性认识去论证检验实验结论。当然还可以根据实际情况利用一些开放性实验鼓励学生合作探究自主设计方案并反思验证可行性，对比分析每次实验结果，不断反思改进实验方案，从而优化出一系列实际可行的实验方案，达到最佳实验目的。目的在于最大程度地激励学生的创新意识和锻炼创新能力，有助于学生在探究学习过程中养成完整的严密的思维逻辑能力。以氢氧化亚铁的制备和设置实验方案为例，可逐步设计为：【学生实验1】利用氢氧化钠溶液检验Fe2+、Fe3+。小组内分工合作，分别按照提示向氯化铁和硫酸亚铁溶液中滴入几滴NaOH溶液，并将第二组试管中的生成物全部倒到垫有滤纸的表面皿上。仔细观察现象并尝试着书写出相关反应的离子方程式。结果第一组实验得到了红褐色沉淀氢氧化铁，第二组实验在试管中得到了灰绿色沉淀，倒在在滤纸上一段时间后变为红褐色。分析得出沉淀颜色的变化原因氧气参与。问题驱动：如果想长时间观察到白色的氢氧化亚铁，可怎样对制备过程进行改进？优化制备过程，制备氢氧化亚铁并保证不被氧化。优化实验方案：当溶液中两种离子均存在或离子浓度很小，这种区分方法也会受到干扰。有没有更灵敏的试剂呢？引导学生：在我们的实验室里有硫氰化钾试剂，请同学们在两个试管中分别加入1mL的硫酸亚铁和氯化铁，然后各滴入1-2滴硫氰化钾溶液。联系生活影视剧中利用三价铁离子遇到硫氰酸根离子得到红色的硫氰化铁溶液，仿造出受伤流血的效果。实验可用硫氰化钾检验滤液中是否有Fe3+。问题驱动：我们如何借助KSCN去检验溶液中的Fe2+？思路点拨：借助硫氰化钾检验二价铁离子，就要加入无干扰的氧化剂实现Fe2+和Fe3+的转化。优化实验方案：讨论出更合理的顺序，取少量硫酸亚铁溶液，先滴入几滴硫氰化钾溶液并观察溶液颜色变化、排除溶液中Fe3+的干扰，再滴入合适氧化剂如过氧化氢后观察溶液颜色有何变化。问题驱动：这种二价铁离子的检验方法是否适用于检验暖宝宝滤液中的二价铁离子？那么在已知三价铁离子存在的情况下，如何检验二价铁离子呢？优化实验方案：将暖宝宝的滤液（3-4滴）滴加在盛有2mL高锰酸钾溶液的试管中。

四、规范实验意识，形成科学严谨的精神服务于社会

实践出真知，进行化学实验的目的首先要意识到科学探究是进行科学发现和理论解释、创造发明和服务应用的科学实践探究活动，在实验中不仅能发现问题，还要有针对性地提出有探究价值的问题，在具体实验过程中，认真观察，仔细分析，不轻易得出结论，不盲目听从他人意见，不应付了事。帮助学生在思想上意识到应执着于探索未知、崇尚科学真理；要能从发现的问题和做出的理论假设出发，在进行有效实验探究前先确定实验探究目的，优化设计合理的实验探究方案；在探究中学会交流合作，共同分析研讨，进行思维的有效碰撞，取得智慧的结晶。面对实验过程中异常现象认真分析思考，并敢于提出自己的见解和方案。探究方向要具有节约意识、可持续发展意识和绿色环保化学观念，尽量符合原子经济型。要能运用所学的化学知识对与化学有关的纷繁复杂的社会热点问题做出合理的正确的价值判断。例如设计问题：生活中提倡多吃菠菜补铁，是否有据可依，如何设计实验验证？补铁剂与茶叶同服，妨碍铁的吸收，是否属实？为什么？设计实验检验，结合实验结论引导学生对生活中易错易混的热点问题做出科学正确的判断，也能回避一些不必要的危险操作和实验。总之，化学教师在教授、丰富和完善学生的化学知识，加深他们对物质世界的感性认识的实验教学中，让学生在学习实践中理解化学与社会、环境、技术的和谐发展，争取用学到的化学知识去为人类的文明发展和物质生活的丰富提供帮助，避免将其用于不当得利而造成社会危害。

参考文献：

[1]包桂红.高中化学教学的教学方法浅析[J].未来英才，2017（22）：63-64.

作者：刘子丽 单位：延边第二中学