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基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考

向胜勇
  
天卓梵尔媒体号
2024年29期
湖北省仙桃市第八中学433000

摘要:在新课改背景下,高中化学实验教学肩负着培养学生化学学科核心素养的重要使命。当前实验教学中仍存在着脱离生活实际、忽视探究能力培养等问题,本文从创设真实情境、强化实验探究、注重跨学科融合、运用现代信息技术四个方面提出了相应的实践策略,旨在促进实验教学与学生生活的联系,培养学生科学思维能力和创新精神,最终实现化学实验教学与学科核心素养培育的有机结合,全面提升学生的化学素养。

关键词:高中化学;实验教学;学科核心素养

引言:化学学科核心素养是学生在化学学习过程中逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力,是学生全面发展的重要组成部分。在高中化学教学中,实验教学是培养学生化学学科核心素养的重要载体和有效途径。通过实验教学,学生能够深化对化学知识的理解,还能够培养科学思维能力、动手实践能力以及创新意识。如何在高中化学实验教学中有效培育学生的学科核心素养,成为当前化学教育研究重要课题。

一、创设真实情境,促进实验与生活的融合

在高中化学实验教学中,通过将实验内容与学生日常生活相联系,教师可以激发学生的学习兴趣,帮助其建立化学知识与现实世界的连接,培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。这种教学方式能够加深学生对化学知识的理解和掌握,还能够促进学生科学素养的提升,使其形成正确的价值观和社会责任感。

以人教版高一必修第一册《配制一定物质的量浓度的溶液》为例,教师可以引入饮用水质量检测的话题,让学生了解水质检测的重要性以及常见的水质指标,如pH值、硬度、氯离子含量等。教师可以提出一个具体的问题:“如何配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液,用于饮用水中氯离子含量的检测?”在实验过程中,教师先要向学生说明配制溶液的目的和意义,强调准确配制溶液对于水质检测结果的影响。教师引导学生回顾物质的量浓度的概念和计算公式,并指导学生根据实验要求计算配制溶液所需的氯化钠质量和水的体积。在配制溶液的过程中,教师要重点强调实验操作的规范性和精确性,确保学生能够规范、准确地完成实验。这种基于真实情境的实验教学模式,充分体现了化学学科核心素养的培育要求,对于提高学生的化学学习兴趣和综合素质具有重要意义。

二、强化实验探究,培养科学思维能力

通过鼓励学生自主设计实验方案,开展探究性学习,教师可以激发学生的好奇心和求知欲,培养其提出问题、分析问题和解决问题的能力。在探究过程中,学生需要运用已有知识提出假设,设计实验方案,并通过实验验证假设的正确性。

以人教版高一必修第一册《原子结构与元素周期表》为例,教师可以提出一个问题:“为什么同主族的元素具有相似的化学性质?”,教师引导学生回顾原子结构和元素周期表的相关知识,如原子核外电子排布、价电子数与化学性质的关系等。教师鼓励学生提出假设,如:“同主族元素的价电子数相同,导致其具有相似的化学性质。”为了验证这一假设,教师可以指导学生选取碱金属元素和卤素元素,通过对比实验,观察其与水、酸、碱等物质的反应情况。在实验过程中,教师要注重培养学生的实验操作技能和安全意识,引导其规范、准确地记录实验数据和现象。在实验探究结束后,教师组织学生进行讨论和交流,鼓励其根据实验结果和相关知识,评估假设的正确性,并尝试提出新的问题和假设。通过这样一个完整的探究过程,学生加深了对元素周期律的理解,还锻炼了科学思维能力和创新精神。

三、注重跨学科融合,拓宽学生知识视野

化学学科与其他自然学科之间存在着密切联系,通过在化学实验教学中引入其他学科相关知识,教师可以帮助学生建立起更加全面和系统知识体系。这种跨学科融合教学方式能够加深学生对化学知识理解,还能够培养学生科学思维能力和创新意识。

以人教版高一必修第二册《化学反应的速率与限度》为例,教师引导学生回顾化学反应速率的定义和影响因素。教师引入物理学中的碰撞理论,解释化学反应微观过程。教师可以通过示意图或动画演示,说明分子之间有效碰撞是化学反应发生的必要条件。只有当分子碰撞的能量达到一定的活化能时,才能克服能垒,发生化学反应。温度升高时,分子运动速率增大,单位时间内有效碰撞的次数增多,因此反应速率加快。浓度增大时,单位体积内分子数量增多,碰撞几率增大,反应速率也随之加快。通过这样的跨学科融合教学,学生加深了对化学反应速率影响因素的理解,还学习了物理学中的碰撞理论,建立起了微观世界与宏观现象之间的联系。

四、运用现代信息技术,创新实验教学手段

随着信息技术快速发展,虚拟实验室、在线实验平台等新型教学工具不断涌现,为化学实验教学提供了更加丰富多样的形式。这些技术手段能够模拟真实实验环境,使学生在课堂之外也能进行实验学习,突破时空限制。

以人教版高一必修第二册《环境保护与绿色化学》为例,教师可以利用虚拟实验平台,设计一个关于水污染治理的实验教学活动。教师在线上平台上创建一个虚拟实验室,模拟水污染治理的实验环境。学生通过登录平台,进入虚拟实验室,开展实验探究。在虚拟实验中,学生可以选择不同的水污染物,并尝试使用不同的处理方法,如化学沉淀法、吸附法、生物净化法等。平台会根据学生的操作,实时生成实验数据和现象,学生可以通过观察和分析,评估不同处理方法的效果。教师可以在平台上设置问题和任务,引导学生思考水污染治理的原理和关键因素。实验结束后,学生可以利用平台提供数据分析工具,对实验数据进行处理和可视化呈现,并与其他学生结果进行对比和讨论。教师可以通过平台监控学生实验进度和结果,及时提供反馈和指导。通过这样一个基于虚拟实验平台的教学活动,学生学习了水污染治理相关知识,还锻炼了实验操作和数据分析能力。

结束语:

高中化学实验教学是培养学生化学学科核心素养关键环节。教师应从创设真实情境、强化实验探究、注重跨学科融合、运用现代信息技术等方面入手,提升实验教学质量。未来,随着教育理念不断更新和技术手段的日益进步,化学实验教学将迎来更加广阔发展空间。教师应紧跟时代步伐,积极探索新的教学模式和方法,不断提升自身教学能力和素养,为培养具有化学学科核心素养的高素质人才贡献力量。

参考文献:

[1]车耀.基于学科核心素养的高中化学实验教学策略[J].中国教育学刊,2023(12):98.

[2]杨丽芳,吴乐.发展创新素养的高中化学实验教学[J].中学化学教学参考,2023(23):21-23.

[3]谢明阳,鲍亚培.实验教学新路径:以创新促进高中化学核心素养的形成和发展[J].中国教育技术装备,2023(13):9-11+20.

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