摘要:化学课程的教学应该把知识、技能的学习作为核心素养形成的载体。化学实验是化学课程教学内容的一个重要组成部分。教师通过精心设计化学实验教学,引导学生主动参与科学探究活动,培养学生学科核心素养。
关键词:化学实验;核心素养;科学探究
学生发展核心素养是指学生应具备能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。基础教育各个学科所构成的学科群,要帮助学生形成包括如下的核心素养:兴趣、动机、态度;思考力、判断力、表达力;观察技能、实验技能等知识及其背后的价值观。化学是一门以实验为基础的学科,化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。化学实验有助于理解和掌握化学知识和技能,启迪学生的科学思维,培养学生的科学态度和价值观。
在化学实验教学中,可以从以下几个方面发挥化学实验的教学功能,培养学生的化学学科核心素养。
一、利用化学实验创设教学情境,激发学生学习兴趣,体会科学精神
化学实验现象直观且有趣,能够唤起学生学习化学的兴趣。培养学生对化学的兴趣,才能使学生产生持之以恒的学习动力。教师通过一些趣味性实验创设学习情境,如“焰色试验”“滴水生火”“花朵变色”等,使学生对化学产生好奇心,进而有了学习化学的兴趣。在教学过程中使学生明确通过化学学习,可以帮助我们解释现实生活中的许多现象,解决许多问题,如“怎样防止铁生锈”“医院里病人输的氧气是怎样得来的”“厨房中的酸碱中和”等。学生由此会不断产生求知兴趣,会形成今后主动学习化学的内在动力。
二、改进演示实验,培养学生观察能力和创新能力
演示实验是教师现场进行的示范操作。在演示实验过程中,教师指导学生观察、思考和讨论。学生通过直观、生动的实验现象,能够更加深入地理解化学概念、化学原理及其变化规律。教师精心安排实验,巧妙布局实验,改进实验的装置,对原有实验进行创新设计,都能激发学生的兴趣,开拓学生的思维,培养学生创新能力。
例如教材中的“焰色试验”存在着一些不足:每一次实验后,都需要清洗和灼烧铂丝(或铁丝),费时费力;酒精灯火焰对钠元素的焰色有一定干扰;钾的焰色试验需借助蓝色钴玻璃才能看到紫色火焰,且可见度低等。教师可以通过改进实验所用的仪器,比如用粉笔代替铂丝(或铁丝)。先将几支粉笔浸泡在酒精中,再分别粘上待测固体粉末,然后同时点燃。学生可以同一时间观察到各种金属元素的焰色反应,现象明显,犹如烟花绽放。学生对实验现象记忆深刻,也能很好地调动课堂气氛。而且改进后的实验操作简便,材料简单易得,成本低,更适合在课堂上开展此实验。
三、变演示实验为学生实验,培养学生的实验技能
动手能力是学生在学习化学过程中不可或缺的一项技能。通过动手实验,学生能够更好地理解和掌握知识。在动手实验的过程中,学生的思维能力,分析能力,探究能力和解决问题的能力都能够得到锻炼。在实验教学中,条件允许的情况下,教师可以把一些演示实验改进为学生实验,培养学生的实验技能。比如“胶体的制备”“氯离子的检验”“银镜反应”“乙醇与钠反应”等实验操作简单,现象明显,可以改为学生动手实验,既能够加深学生对知识的理解,又能够锻炼学生的动手能力,提高学习化学的兴趣。对于一些操作复杂,有危险性的演示实验,不适合改为学生实验,也可以在演示的过程中,找学生做老师的小助手,协助老师完成演示实验的操作,让学生参与到课堂中,体会成功的喜悦,调动学生的积极性。
四、开展探究性实验,培养学生的思考能力、判断能力、表达能力
化学是研究物质性质、组成、结构、变化等方面的科学。在化学的教学中要培养学生的科学探究意识。科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。我们希望培养学生能从自然界、生产、生活中发现和提出有探究价值的问题,确定探究目的,设计、优化探究方案进行科学探究,能够尊重客观事实,独立思考,善于和同伴交流,敢于发表自己的见解。长久以来,在课堂教学中,教师是主角,学生是配角,学生被动接受学习、机械练习,这种教学方式忽视了学生的探究意识和探究思维。学生学习化学知识的过程应该像科学家的探究过程一样,主动探究新知,通过“真知”的再发现来还原和感受知识的形成过程,在此过程中获取知识和技能,领悟科学思想观念,学习科学的研究方法。
在化学实验教学过程中,可以将学生实验活动转化为探究性的实验任务。例如“如何在海带中提取碘”“化合物导电的条件是什么”“钠与硫酸铜反应的产物是什么”等问题,引导学生按照“提出问题——收集信息、猜想假设——设计实验、验证假说——得出结论——表达与交流”的步骤进行探究。在探究的过程中,学生学会发现问题、提出问题,学会查找文献资料、深入分析文献资料,学会设计和优化实验方案。学生科学思维能力和创造能力在这个过程中都能得到很好的锻炼。还可以开展综合性、长周期的研究项目,培养学生团队合作精神。
五、设计贴近生活的实验课题,让学生体会化学的有用之处,培养学生的社会责任感
在化学课程和教学中落实“面向全体学生的化学”“面向公民的化学”这一理念,要求化学课程内容要贴近生活、贴近社会,让学生能够学以致用。化学实验是化学课程教学内容的一个重要组成部分,教师设计贴近生活的实验课题,引导学生进行探究,一方面可以提高学生的学习兴趣,另一方面也可以使学生体会到化学的有用之处。如“雨水pH值的测定”“分析空气污染的原因”“白酒中甲醇的鉴定”,“实验探究维生素C的还原性”等,通过这些实验课题对学生进行“生活中的科学”教育,使学生认识化学对个人和社会的重要贡献和价值。
六、运用现代多媒体技术辅助实验教学,培养学生的抽象思维能力
多媒体技术已经成为现代教育中不可或缺的一部分。在化学教学中,多媒体技术能够提供生动、直观、具体、形象的教学情境。传统的实验教学,往往难以开展一些要求高、难度大、设备贵重的实验,多媒体技术正好可以弥补这一不足。在教学“电解质的电离”时,可以利用多媒体演示氯化钠在水中的溶解和电离的过程,对学生理解电离的概念和正确书写电离方程式是非常有帮助的。在教学“原电池工作原理”时,利用多媒体展示导线中电子的移动方向和电解质溶液中离子的移动方向,能够帮助学生直观地理解原电池工作的原理。对于这类微观物质结构及其运动的实验,借助多媒体的三维功能有利于学生对微观世界的理解,培养抽象思维能力。化学中易爆炸、毒性大、不易控制,易出错误的实验,利用多媒体也能够更好地向学生展示。
化学实验在培养学生核心素养方面发挥着重要作用,化学实验使化学知识的学习和学科核心素养的培养有机结合起来,促使学生乐学善学,勤于反思,勇于探究,同时培养学生的科学精神和坚韧不拔的意志。
参考文献
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[2]李敏.浅谈高中生学习有机化学必备的四种能力—《中学课程辅导(江苏教师)》—2013-11-23
潮州市湘桥区意溪中学张梓洁