核心素養(yǎng)下高中化學(xué)實驗課教學(xué)研究_第1頁
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摘要:為了深入探究核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實驗課教學(xué),文章以“鈉的幾種化合物”為例,首先分析了化學(xué)實驗課教學(xué)的價值,其次對高中化學(xué)核心素養(yǎng)進行了基本概述,最后提出了具體的實驗教學(xué)策略,包括以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)、強調(diào)證據(jù)推理與模型認知、注重科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)等。研究表明,核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實驗課教學(xué)方法的綜合應(yīng)用有效促進了學(xué)生多方面能力的培養(yǎng),這一研究為未來高中化學(xué)實驗教學(xué)提供了有益的經(jīng)驗和啟示。關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中化學(xué);實驗課教學(xué)隨著社會的發(fā)展,核心素養(yǎng)逐漸成為教育領(lǐng)域的關(guān)鍵詞之一,強調(diào)學(xué)生在知識、能力、品德等多個方面的發(fā)展。在高中化學(xué)教育中,實驗課作為知識鞏固和能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其教學(xué)方法對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有至關(guān)重要的影響。傳統(tǒng)的化學(xué)實驗教學(xué)往往偏重于知識傳授和操作技能的訓(xùn)練,而較少關(guān)注學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新意識以及對科學(xué)的深刻理解。因此,如何在高中化學(xué)實驗課程中更好地注重核心素養(yǎng)培養(yǎng),成為當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)改革中一個亟待解決的問題。一、高中化學(xué)實驗課教學(xué)的價值(一)提高學(xué)生實踐能力和動手技能通過實驗,學(xué)生能夠直接參與化學(xué)現(xiàn)象的觀察和操作,將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為實際的經(jīng)驗。例如,在“鈉的幾種化合物”實驗中,學(xué)生需要仔細測量、混合溶液、觀察反應(yīng)現(xiàn)象,這種實踐性學(xué)習(xí)不僅深化了學(xué)生對化學(xué)概念的理解,而且鍛煉了他們的動手技能。從操作玻璃儀器到掌握實驗步驟,學(xué)生在實踐中逐漸提高對化學(xué)實驗的熟練度。這為將來從事相關(guān)專業(yè)或職業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ),使他們更具備解決實際問題的能力。(二)培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作與溝通能力在實驗課程中,學(xué)生通常需要組成小組,共同完成實驗任務(wù),這種合作機制促使他們學(xué)會共同協(xié)作、分工合作,共同面對實驗中的挑戰(zhàn)。通過這種團隊合作,學(xué)生不僅能夠分享彼此的知識和技能,還能夠在集體努力中共同解決問題。在實驗中,團隊成員之間需要有效的溝通才能確保實驗的順利進行。學(xué)生需要明確分工,交流實驗過程中的觀察和發(fā)現(xiàn),解決實驗中出現(xiàn)的問題。這樣的溝通過程不僅鍛煉了學(xué)生表達和傾聽能力,還培養(yǎng)了他們在協(xié)作中的相互理解和信任,為未來的團隊合作打下堅實的基礎(chǔ)。通過團隊合作,學(xué)生還能夠感受到集體智慧的力量,體會到團隊中每個成員的重要性。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神,為他們綜合素質(zhì)和人際交往能力的提升提供有力支持,使他們在未來的學(xué)業(yè)和職業(yè)中更好地適應(yīng)團隊合作環(huán)境。(三)激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新潛力高中化學(xué)實驗課不僅是理論知識的實踐,更重要的是其在激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)新潛力方面的作用。通過親身參與實驗,學(xué)生能夠直觀地感受化學(xué)現(xiàn)象,從而激發(fā)對化學(xué)學(xué)科的濃厚興趣。例如,在觀察某些反應(yīng)時,學(xué)生可能會目睹引人入勝的顏色變化、氣體釋放等現(xiàn)象,這種視覺和感覺上的沖擊往往會深深吸引他們。實驗課程同時也為學(xué)生提供了自由探索的空間,讓他們能夠在實驗中發(fā)現(xiàn)一些新奇的現(xiàn)象或規(guī)律,從而激發(fā)其創(chuàng)新潛力。通過面對實驗中的未知情境,學(xué)生需要動腦筋、發(fā)揮靈活思維,培養(yǎng)解決問題的能力。這樣的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)體驗不僅讓學(xué)生在實驗中享受到樂趣,也激發(fā)了他們對化學(xué)科學(xué)更深層次的思考和追求。另外,在實驗中,學(xué)生還可能因為觀察到意外現(xiàn)象而產(chǎn)生獨立思考的動力,促使他們提出問題、尋找答案,進而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。二、高中化學(xué)核心素養(yǎng)概述高中化學(xué)核心素養(yǎng)涵蓋了宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識,以及科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任五個方面。在宏觀辨識與微觀探析方面,學(xué)生通過實驗和理論學(xué)習(xí),能夠?qū)⒑暧^世界中的化學(xué)現(xiàn)象與微觀粒子層面的結(jié)構(gòu)相聯(lián)系,拓展對物質(zhì)性質(zhì)與行為的理解。變化觀念與平衡思想的培養(yǎng)使學(xué)生更深刻地理解化學(xué)反應(yīng)的動態(tài)性質(zhì)。通過學(xué)習(xí)平衡反應(yīng)和反應(yīng)速率等概念,學(xué)生能夠形成對反應(yīng)過程中物質(zhì)變化的動態(tài)平衡的認識,為后續(xù)學(xué)科的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在證據(jù)推理與模型認知方面,學(xué)生學(xué)會從實驗數(shù)據(jù)出發(fā),運用科學(xué)方法進行合理的推理,建立模型來解釋觀察到的現(xiàn)象,這可以培養(yǎng)他們的邏輯思維和實證研究能力,使其具備分析和解決實際問題的能力??茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識的強調(diào)使學(xué)習(xí)不僅是知識的傳遞,更注重培養(yǎng)學(xué)生主動提出問題、進行實驗和發(fā)展新的想法的能力,這有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力,培養(yǎng)他們對科學(xué)探究的熱情和持久的興趣。科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的強調(diào)使學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成謹慎、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,認識到科學(xué)的發(fā)展與社會的進步密切相關(guān)。同時,學(xué)生也應(yīng)該具備將科學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題的社會責(zé)任感,意識到科學(xué)家的研究與創(chuàng)新對社會發(fā)展的積極作用。三、核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)實驗課教學(xué)策略(一)以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生親自參與實驗設(shè)計與操作,能夠強化對學(xué)生核心素養(yǎng)的培育。以過氧化鈉的實驗為例,首先,教師通過合理分組,引導(dǎo)學(xué)生進行系統(tǒng)化的實驗探究,以深化學(xué)生對過氧化鈉性質(zhì)的理解。在實驗操作中,學(xué)生將取1~2克過氧化鈉固體并將其置于試管中,接著滴入1~2毫升水,迅速使用帶有火星的木條插入試管內(nèi)。在此過程中,學(xué)生需細致觀察并檢驗所產(chǎn)生的氣體,同時輕輕觸摸試管外壁,以獲取關(guān)于反應(yīng)的額外信息。隨后,學(xué)生需要在溶液中滴入酚酞溶液,以判斷溶液的酸堿性。在實驗進行的過程中,學(xué)生能夠觀察到氣體釋放、試管外壁溫度變化以及溶液顏色的變化。通過實驗數(shù)據(jù)的收集,最終得到結(jié)論:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。這一實驗設(shè)計旨在培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力。實驗中學(xué)生需注意掌握火星木條的使用方法,及時觀察氣體生成情況,并在實驗結(jié)論中將觀察到的現(xiàn)象與化學(xué)反應(yīng)方程式相聯(lián)系。學(xué)生在小組中相互合作,分享實驗數(shù)據(jù),激發(fā)了團隊協(xié)作與溝通能力。此外,實驗中的變量調(diào)控和對實驗現(xiàn)象的觀察,促使學(xué)生形成科學(xué)推理和模型認知的能力。以學(xué)生為主體的探究式教學(xué),培養(yǎng)了他們的實踐能力、團隊協(xié)作與溝通能力,以及科學(xué)探究與創(chuàng)新意識,符合高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。(二)強調(diào)證據(jù)推理與模型認知通過證據(jù)推理與模型認知,學(xué)生能夠形成對化學(xué)現(xiàn)象的合理解釋,對化學(xué)現(xiàn)象和物質(zhì)性質(zhì)有更加深入的認識。比如在探究燃燒條件和機理的實驗中,首先,取一團脫脂棉花置于石棉網(wǎng)上,取1小勺過氧化鈉固體并用棉花包裹起來,然后用長導(dǎo)管向棉花中過氧化鈉部位緩緩吹氣,觀察實驗現(xiàn)象。在這個實驗中,學(xué)生將過氧化鈉與脫脂棉花進行反應(yīng),觀察實驗現(xiàn)象,結(jié)合教師從燃燒條件出發(fā)的分析,能夠深刻理解棉花燃燒的原因。在實驗中,教師需要注重實驗的解釋,比如棉花燃燒是由于反應(yīng)放熱使棉花溫度達到著火點,同時反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣助燃。進一步,教師要指導(dǎo)學(xué)生注意到,反應(yīng)還生成了另一種物質(zhì)Na2CO3。這一過程中,學(xué)生通過實驗現(xiàn)象觀察到棉花的燃燒,并從中獲得了實驗數(shù)據(jù)。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生需要進行證據(jù)推理,理解燃燒的條件和機理。通過模型認知,學(xué)生將實驗現(xiàn)象與化學(xué)反應(yīng)方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2聯(lián)系起來。這種強調(diào)證據(jù)推理與模型認知的教學(xué)方法,有助于學(xué)生更全面、深刻地理解化學(xué)概念,同時培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和實驗分析的能力。(三)注重科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)旨在通過實驗課程激發(fā)學(xué)生的好奇心、探究欲望,培養(yǎng)其主動學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識培養(yǎng)的目標是使學(xué)生熟練掌握已知的理論知識,更能運用所學(xué)知識主動解決實際問題,培養(yǎng)他們對科學(xué)事業(yè)的獨立熱情與深刻理解。在具體實踐中,首先,要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案。教師需要鼓勵學(xué)生在一定的實驗框架內(nèi),提出自己感興趣的問題,并設(shè)計實驗方案來解決。例如,在“鈉的幾種化合物”教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考不同鈉化合物的反應(yīng)特性,并設(shè)計實驗來驗證他們的猜想,這樣的實踐有助于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和實驗設(shè)計的能力。其次,要推崇開放性實驗設(shè)計。教師需要提供一定的實驗條件和材料,鼓勵學(xué)生自由組合、創(chuàng)新設(shè)計實驗。例如,學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識,自行選擇實驗條件和方法,探索有關(guān)鈉的特性的更多實驗現(xiàn)象,這樣的開放性實驗設(shè)計有助于培養(yǎng)學(xué)生對問題的靈活解決能力和創(chuàng)新思維。最后,引入科學(xué)項目研究。鼓勵學(xué)生進行深入的科學(xué)項目研究,解決實際問題。在“鈉的幾種化合物”教學(xué)中,學(xué)生可以選擇一個特定的應(yīng)用領(lǐng)域,如環(huán)境科學(xué)或工業(yè)生產(chǎn),通過深入研究和實驗,解決相關(guān)問題,這樣的項目研究不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的實際問題解決能力,還有助于將所學(xué)知識應(yīng)用到實際場景中。(四)培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任在高中化學(xué)實驗課中至關(guān)重要,這旨在培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究和實驗的敬畏之心,使其具備將科學(xué)知識應(yīng)用于社會問題解決的能力。這一過程中,學(xué)生需要樹立負責(zé)任的科學(xué)態(tài)度,并認識到科學(xué)家的研究對社會發(fā)展的積極作用。培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任需要通過實驗設(shè)計和教學(xué)引導(dǎo),將學(xué)生的實踐經(jīng)驗與社會責(zé)任相結(jié)合,促使其在未來的科學(xué)實踐中具備關(guān)愛社會的使命感。首先,在實驗設(shè)計中要強調(diào)實驗的安全性和環(huán)保性。在進行鈉的幾種化合物的教學(xué)實驗時,學(xué)生需明確實驗操作的風(fēng)險,并學(xué)習(xí)采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?,對此,教師要引?dǎo)學(xué)生思考實驗操作對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響,并鼓勵他們采用環(huán)保的實驗方法。其次,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和討論,引導(dǎo)學(xué)生認識到科學(xué)實驗不僅是對知識的檢驗,更是為了解決實際問題。例如,在分析鈉的幾種化合物實驗數(shù)據(jù)時,教師可以與學(xué)生一同思考這些化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,以及可能的環(huán)境影響。通過這樣的教學(xué)引導(dǎo),學(xué)生將能夠認識到科學(xué)研究對社會的實際貢獻。最后,通過提出具體的社會問題,鼓勵學(xué)生運用所學(xué)化學(xué)知識進行解決。在鈉的幾種化合物實驗教學(xué)中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考與化合物相關(guān)的環(huán)境問題,如廢水處理中可能出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng),通過這樣的思考和實驗設(shè)計,學(xué)生將更好地理解科學(xué)與社會的關(guān)聯(lián),培養(yǎng)解決實際問題的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。(五)融合信息技術(shù)與實驗教學(xué)信息技術(shù)的引入能夠豐富實驗內(nèi)容,增強學(xué)生對實驗過程的理解,并為他們提供更廣闊的學(xué)科視野。通過結(jié)合虛擬實驗、模擬軟件等現(xiàn)代技術(shù)工具,學(xué)生可以在更安全、豐富的環(huán)境中進行實驗探究,這可以培養(yǎng)其實驗技能和科學(xué)思維。首先,在化學(xué)實驗課中,教師可以引入虛擬實驗軟件,讓學(xué)生在計算機上進行模擬實驗,觀察化學(xué)反應(yīng)過程,調(diào)整實驗條件,無需真實物質(zhì)即提高了實驗的靈活性和安全性。例如,對“鈉的幾種化合物”教學(xué),可以通過虛擬實驗軟件模擬不同條件下鈉與其他元素的反應(yīng),讓學(xué)生更深入地理解反應(yīng)機制。其次,教師應(yīng)該通過多媒體投影儀或在線教學(xué)平臺,呈現(xiàn)豐富的實驗視頻、反應(yīng)動畫等內(nèi)容,使學(xué)生能夠在視覺上更清晰地理解實驗過程。比如在進行“鈉與不同酸堿溶液反應(yīng)”的相關(guān)實驗中,教師就可以運用多媒體設(shè)備,通過展示鈉與不同酸堿溶液反應(yīng)的視頻,讓學(xué)生更加生動地了解化學(xué)反應(yīng)的實際過程。最后,教師還可以引入電子實驗記錄系統(tǒng),鼓勵學(xué)生使用智能設(shè)備記錄實驗數(shù)據(jù)、繪制實驗圖表,并進行數(shù)據(jù)分析,這不僅可以提高學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理能力,還可以培養(yǎng)他們使用現(xiàn)代科技進行科學(xué)研究的技能。例如,學(xué)生在“鈉的幾種化合物”實驗中可以使用電子表格軟件記錄反應(yīng)結(jié)果,輕松繪制反應(yīng)趨

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