基于高中化学核心素养培养学生的实验探究能力

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叶树虹

江西省鄱阳中学 邮编:333100

摘要

随着教学改革的不断深入,新课程标准要求高中化学教学需关注学生的创新能力、实验探究能力与社会责任感,转变教学观念,提升学生的化学学科素养。本文尝试分析高中化学实验探究中存在的问题,在化学核心素养背景下,提出几点培养学生化学实验探究能力的策略,以全面提升学生的化学素养。


关键词

化学实验;化学核心素养;实验探究能力

正文


前言

“核心素养”背景下,高中化学新教材更具实践性,以化学实验为载体的教学方法,能够帮助学生更加直观地感受物质化学变化的过程,培养学生动手能力,形成科学思维,树立创新意识、科学探究意识和社会责任感,进而培养学生的化学核心素养。

 

一、高中学生在化学实验探究中存在的问题

(一)学生缺乏发现问题的能力

创新型人才不仅要善于解决问题,还要学会发现问题、提出问题,以怀疑的态度审视事物,这才是实现科学探究的前提。但目前,许多学生尚未形成主动思考的习惯,大多数时候都是在教师设疑提问下进入课堂学习,在遇到困难时往往停滞不前,难以培养学生的科学探究能力。因此,在化学学习中,教师要发挥引导作用,以问题启发学生思考,并借助化学实验进行验证,鼓励学生大胆提出问题。

(二)学生缺乏猜想与假设能力

当前,大多数高中生在猜想与假设能力方面的培养较为不足,未能树立起猜想与假设意识,或者能够提出的猜想不深入、质量不高,停留在表面。究其原因,还是与教师教学方式、学生思维能力有关。虽然探究式学习在高中阶段教学中大为提倡,但是大部分教师仍采取教师讲、学生听的教学方式,学生缺乏自主探究的时间与机会,灌输式教学注定无法带领学生进行科学的实验探究[1]。同时,对于部分学生而言,在以往的学习中接触探究式实验的情况较少,加之高中阶段的化学知识学习难度大,在长期缺乏自主思考的情况下,学生的思维能力难以得到培养。

(三)学生缺乏设计实验方案的能力

通过调查可以发现,大部分高中开展化学实验的首要方式为视频演示,其次为教师演示,学生自己真正动手操作的机会较少,或者直接按照教师给出的实验方案展开探究,难以培养学生的化学核心素养。而导致该问题出现的原因主要有两个方面:一方面,教师出于安全考虑,为了避免实验过程中出现的不安全问题,因此对学生实验加以限制;另一方面,高中阶段化学课程学习内容多、课时紧,为了提高教学速度,完成教学任务,教师不得不直接演示或要求学生按照教师设计的实验方案进行,以节省教学时间。

(四)学生缺乏实验操作能力

实验安全是化学实验需要关注的首要问题。化学实验作为高中化学的重要组成部分,在实验过程中常会使用到各种水、电、火、化学药剂和实验设备,存在一定的易燃易爆风险,因此加强对学生安全意识的培养就显得尤为重要。但是,有的学生由于对基础知识掌握不牢固,或者缺乏安全意识,实验操作能力不强,在实验过程中粗心大意,可能导致安全事故的发生。虽然安全危险可以采取有效的方式解决,但是安全风险却无法完全规避,教师必须在日常教学中逐渐渗透,培养学生的安全意识,增强学生的实验操作能力,才能保护学生人身财产安全。

二、基于化学核心素养培养学生实验探究能力的策略

(一)借助对比实验,提高学生宏观、微观认知能力

在高中阶段的化学学习中,宏观与微观是化学世界中两个尤其关键的角度,也是培养学生宏观辨识、微观分析能力的重要途径。在宏观世界,学生能够对不同物质的形态、变化进行观察,并在此基础上获取掌握物质多方面属性的能力;在微观世界,学生能够对不同物质的组织、结构进行分析,深入探究物质的各种性质[2]。因此,教师需高度重视化学世界宏观与微观角度在化学实验教学中的地位,借助对比实验,帮助学生更好的理解、区别宏观与微观概念,进而展开深度探索。例如:水是学生生活中最常见的物质之一,在宏观角度,学生可以通过肉眼观察或者借助简单的工具,对水的质量、体积、颜色等进行分析;在微观角度,学生可以借助更加先进的化学设备对水分子开展研究,以增强学生对物质全面、透彻的了解。

(二)借助对比实验,增加学生对变化、平衡的认知

在高中阶段的化学实验中,必须熟练掌握“变化”与“平衡”这两个学习重点,同时这也是化学实验中的重点所在。教师需引导学生从内、外两个角度理解化学变化的本质,从能量、微观粒子等多个角度分析化学中的平衡。例如:动态平衡是高中化学实验中考察的重点内容,化学实验以变化开始,以平衡结束,但该过程是动静结合的,并非静态变化。在展开酸碱中和滴定实验时,实验以滴定开始,以滴定平衡结束,教师要合理利用这一变化,增强学生对化学变化、平衡的认知,以培养学生的化学核心素养。

(三)借助实验问题,提高学生证据推理能力

在化学实验中,学生需根据相应的理论知识,或者根据化学实验现象,对最终的实验结论进行推理,学生只有掌握推理这项技能,才能游刃有余地应对实验类题目。同时,模型作为培养学生化学思维的重要工具,能够提高学生对未知内容、未知事物的分析能力,减小解题流程的复杂程度,简化实验操作过程。化学作为一门证据类学科,化学实验过程就是验证理论知识的过程,学生需要拥有一定的证据推理能力,才能得出正确的结论。例如:在中和热的测定实验中,教师可向学生提问:“中和热如何产生”“酸碱强度对中和反应的影响”“导致中和热偏高、偏低的原因”,借助各种具有探究性的问题,驱动学生在实验中思考,提高学生的证据推理能力。

(四)借助自主实验,提高学生实验探究能力

探究式学习是化学实验中一种有效的学习方式,能够帮助学生巩固已学知识,同时在现有知识的基础上,对实验操作加以优化,培养学生的实验探究能力和创新能力。借助化学实验,学生能够将不同的化学问题设计成对应的化学实验方案,规划实验细节,在实践中获得问题结果,提高学生的实验探究能力。同时,学生还可在基础实验操作上,优化改进实验或者设计全新的实验,以加深对化学知识的探究,有利于培养学生的创新意识。因此,高中化学教师需要加强对学生探究意识、创新意识的培养。例如:在硅酸制备实验中,教材中使用到盐酸的制备原料为硅酸钠,教师可引导学生思考:“可以用其他酸作为原料制备盐酸吗?”在此基础上,引导学生自主探究,对现有的化学实验用品进行改进。

(五)借助课外拓展,增强学生的社会责任感

社会性、科学性是化学学科的重要属性,高中阶段的化学实验教学需注重培养学生的科学精神以及社会责任感[3]。学生只有树立起终身学习意识,坚持实事求是,密切关注社会化学热点,将化学与人类未来相联系,才能全身心投入到化学探究活动中,积极承担社会责任。因此,教师可借助教材中的实验,拓宽化学实验内涵,延伸到社会的其他方面,提高学生的社会责任意识。例如:在铜与硫酸盐的实验中,教师可结合“化学与可持续发展”,融入绿色化学、尾气处理等社会关注的热点问题。

结语

核心素养的培养是教育发展的基础,也是社会对创新性人才提出的基本要求。化学具有强烈的科学属性,对于学科核心素养的培养尤其关键。因此,高中化学教师需提高重视,充分发挥化学实验的作用,增强学生的实验探究能力,从多方面入手,培养学生的化学核心素养。

参考文献

[1]孙卫中,夏向东.聚焦高中化学实验教学,提升学生创新思维能力[J].上海课程教学研究,2024,(02):28-32.

[2]吴玉琼.基于发展学科核心素养的高中化学教学实践[J].智力,2023,(16):120-123.

[3]黄培硕.学科核心素养引领下高中化学高效课堂教学模式研究[J].高考,2023,(02):33-35.

 

 


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