基于高中化学“科学探究与创新意识”素养下的实验创新设计

发表时间:2021/5/6   来源:《中国教师》2021年第18卷第3期   作者:马洪恩1 王茹1 陶云2 杨东旭1
[导读] 实验教学是高中化学教学内容的重要组成部分

        马洪恩1  王茹1  陶云2  杨东旭1
        (1河北蠡县第二中学河北保定071400;2河北定兴中学河北保定072650)
        摘要:实验教学是高中化学教学内容的重要组成部分,且在整个教学体系中占据着重要的的地位,因而一直以来均被高中化学教学所重视。在新课程改革背景下,高中化学学科核心素养对学生的科学探究能力与创新意识提出了更高的要求,实验教学的重要性更为凸显。本文结合高中化学“科学探究与创新意识”素养这一教学目标,重点从三个方面来分析论述实现这一教学目标的要点与策略,包括挖掘化学演示实验所蕴含的价值、创设学生喜欢的实验氛围、不断改进和创新实验。
        关键词:高中化学;科学探究;创新意识;实验教学;核心素养
        化学本身便是一门注重实验的学科,通过实验教学可以很好的培养学生的动手能力和思维能力,对促进学生全面发展有着重要的意义。高中化学新课改背景下,学生的科学探究能力与创新意识培育被给予了充分的重视,要求通过培养学生的科学探究能力与创新意识来帮助学生获得尊重事实和证据的精神,可以在实验探究中养成质疑和批判的精神,同时培养学生的合作竞争意识和创新意识[1]。但一直以来高中化学教学在这一方面所做的工作有很大的不足,未能充分实现培养学生科学探究能力与创新意识的教育教学目标,如何紧紧围绕高中化学学科核心素养培育要求来开展化学实验是非常值得探究的一个话题,必须给予充分的重视。本文从多个方面作了分析探讨,现作如下的论述。
1.挖掘化学演示实验所蕴含的价值
        化学实验的优势之一在于可以帮助学生在实验过程中理解概念和化学原理,培养学生的实验技能,有效激发学生的科学探究兴趣。笔者在长期的化学实验教学研究发现,通过挖掘化学演示实验中所蕴含的功能价值,可以实现培养学生的科学探究能力与创新意识。
        教师可以通过演示实验来强化学生对实验操作的探索性。以苏教版必修一的《钠与水反应实验》这一实验教学内容为例来说,教师可以根据学生的学习能力增加2个拓展性实验。第一个拓展实验是分析并操作Na(钠)与CuSO4(硫酸铜)溶液是否可以置换出Cu(铜),第二个拓展实验是通过实验来明确Na与FeSO4(硫酸亚铁)有什么样的反应现象?基于学生对相关的化学知识已经有了前概念,因而第一个实验很容易便可以得出结论,即Na与CuSO4可以生成Na2SO4(硫酸钠)和Cu。但实际上会有黄色絮状物质产生,同时会产生大量的气体,但是却不会有Cu析出。对于第二个拓展实验来说,有很多的学生会有所疑惑,但是通过实验则可以发现,白色的Fe(OH)2(氢氧化亚铁)在发生沉淀后会转变为红褐色的Fe(OH)3(氢氧化铁)。这两个拓展实验均有一定的迷惑性,通过真实的实验操作学生可以一步步的掌握真相,活跃自己的学习思维,对培养学生化学学科核心素养有重要的意义。除此之外,教师还可以向学提出一些化学问题,引发学生对问题加以思考和解决,在思考中激发出思维碰撞的火花,引导学生敢于质疑和探究。
2.创设学生喜欢的实验氛围
        化学实验本身便有着很强的趣味性和可操作性,学生有着很浓厚的学习兴趣,可以积极参与到课堂学习中去[2]。

为更好的激发学生参与化学实验操作的积极性,教师可以为学生创设更多富有趣味性的实验氛围。
        比如在苏教版必修一的《“分类”和“胶体”》这一知识点讲解时,教师便可以考虑为学生创设有趣的实验氛围,可以设计一个实验探究课题。教师先向学生出示四瓶已经被损坏的液体,要求学生按照自己所学的知识来确定四瓶液体的名称,通过创设这样真实的探究情境,学生的积极性可以有效被激发,问题探究能力也可得到提升。再比如教师还可以为学生创设课外家庭实验情境,将化学实验延伸到学生的生活中去,让学生在生活化的学习情境中培养探究能力与创新意识。以高一《混合物的分离和提纯-蒸馏与萃取》这一节知识点为例,当讲完萃取的知识点后,教师可以立马安排一个简单的实验,即准备西红柿、水和油,让学生去煮一个西红柿汤。待实验完成后即可以向学生提出两个第三个问题,一是西红柿汤为什么会出现分层现象,二是西红柿汤颜色最深的那一层是什么?三是所使用的油在西红柿汤中起着什么样的作用?待学生回答完这三个问题后,教师可以点明主题,即“西红柿汤”和本节课所学习的“碘水”知识是相对应的,“西红柿煮汤过程”则是与“萃取”知识相对应的。相信通过安排这样贴近于学生生活的化学实验,不仅可以突破教材内容,活跃课堂氛围,而且可以更好的培养学生的化学探究能力。
3.不断改进和创新实验
        在高中化学“科学探究与创新意识”这一核心素养培育下,教师要始终富有创新意识和精神,结合学生的学习能力来不断改进和创新实验,确保学生可以始终对化学实验有足够的兴趣,同时实现培养学生创新意识的目标[3]。
        以苏教版必修一的《Fe(OH)2制备实验》为例来说,按照教材的要求是需要学生通过硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应制备来获得Fe(OH)2,但实际操作过程往往无法获得最佳的效果,这与Fe(OH)2性质不稳定有很大的关系,极易被氧化成为Fe(OH)3。为此,这时教师和学生便可以开展分析探讨,想一想有什么样的方法可以解决这一问题,并提出“制取Fe(OH)2后颜色迅速发 生变化的原因是什么?”“是否可以采取空气隔绝法来开展实验?”相信学生通过查找资料可以解决这两点问题,并确定出新的化学实验,培养了自己的化学思维能力与创新能力。
4.结语
        新课改背景下,学生的科学探究能力与创新意识培养越来越被重视,成为教学过程中必须被重视的内容之一。教师在化学实验教学过程中,要严格遵循相关的教学原则,考虑为学生创设多种趣味性的实验氛围,引导学生积极参与其中,以此更好落实化学学科核心素养的培育目标。鉴于学生化学学科的科学探究能力与创新意识培养是一项长期性且复杂性的教学工作,因而教师要不断探索化学实验教学的方式方法,结合学生学习特点开展更为有趣和有效的课堂教学,将学生科学探究能力与创新意识培养落实到实验教学的方方面面。
参考文献
[1]张丹.基于“深度学习”的高中化学实验教学研究[J].吉林省教育学院学报,2019,35(07):61-65.
[2]高孔.基于核心素养的高中化学课程校本化规划研究[J].山东化工,2020,49(16):161-162+164.
[3]李小青.培养学生化学学科的核心素养[J].广东化工,2021,48(04):178-183.
注明:保定市教育教学十三五规划课题基于高中化学科学探究与创新意识素养下的实验创新设计课题编号192054研究成果。
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