《在学科核心素养背景下的高中化学探究实验教学》
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摘 要：在学科核心素养引领下的高中化学探究实验教学有助于学生科学探究与创新能力的培养.本文介绍了探究实验的设计原则,探究实验的指导思想,主要研究了探究实验的两种教学模式及案例实施.
关键词：学科核心素养,探究实验,教学模式
一、 设计探究实验的原则
高中化学学科核心素养的内容之一是：科学探究与创新能力,因此,我们要将科学探究与创新意识有效渗透到探究性实验教学中.在设计实验时应坚持以下原则.
(一)科学性原则
化学实验的设计首先要科学合理,实验原理要建立在科学合理的理论基础上,实验装置,操作,方法同时也要有一定的实验基础.
(二)探究性原则
设计的探究实验中往往隐含着更深层次的化学知识与规律,需要学生本着求真务实的精神去探究挖掘.实验结果有可能与预期的相差甚远,这就要求学生应不怕错误,大胆猜疑假设并验证来寻找解决问题的最佳途径.
(三)创新性原则
探究实验同时也要具备新颖性,在实验设计中体现新思维,新方法,新观点等,从而培养学生的创新意识.
(四)趣味性原则
要结合学生的认知能力和心理特征设计探究实验,为了激发学生的好奇心,实验设计要有一定的趣味性.
(五)安全性原则
探究性实验具有各种未知因素和难度,学生由于实验机会少而导致经验不足,应避免化学危险品的使用,确保学生的安全.
二、 探究实验的指导思想
新课程理念和学科核心素养突出强调了化学实验的重要功能,通过化学实验进行多种探究活动,培养学生的综合素质,提高化学教学效率和教师的专业技能,改变教师的教学方式和学生的学习方式.
(一)充分发挥学生的主体作用
教师提供实验机会,鼓励和引导学生去科学探究,因此,充分发挥学生的主观能动性是探究实验有效进行的保障.学生在实验中体验科学探究的乐趣,树立学习化学的自信心,同时树立正确的人生观和价值观,培养学生的社会责任感.
(二)巧妙发挥教师的引导作用
学生虽然具备一定知识基础,探究思维和实验操作技能,但是他们还不能完全独立的参与实验探究,因此教师的引导作用对探究实验的有效进行具有重要作用.教师要恰当引导,如果引导不到位,有可能会影响学生主观能动性的发挥.
(三)在探究过程中统一三维教学目标
实验教学的重要目标是掌握基础知识,但远远不能适应社会发展对人才培养的要求,让学生学会知识的同时,注重培养学生的科学素养.知識与技能,过程与方法,态度与价值观教学目标的统一是在科学探究过程中实现的.
三、 探究实验的教学模式
化学实验教学模式是基础理论的体现和教学经验的概括,为了达成教学目标,完成教学任务所制定教学过程实施的整体方案.我们要将验证性实验变为探究性实验,这有助于学生综合能力的培养和教师传统教学观念的改变.
(一)第一种教学模式
探究性实验通常可以按照“提出问题—讨论分析—实验实施—得出结论—应用交流”的教学模式,先提出问题,接着引导学生分析讨论,再根据讨论过程中产生的问题设计实验并进行操作,最后根据实验现象结合理论知识得出结论并加以运用.
这种探究模式一般适用于反应时间短的化学反应,如元素及其化合物的性质探究实验.如我们以Na与H2O的反应为例,①提出“Na与H2O反应吗”问题.②分析讨论：Na可以与酸电离出的H+反应,由于H2O也可以电离出H+,则二者应该能反应.③实验操作：在水中放入擦净表面煤油的钠块,学生观察到反应迅速并产生气泡.④引导学生分析,产生的气体物质究竟是什么?结合原子守恒,推出可能为H2或O2.⑤怎样检测呢?学生想到课本中的检验方法,但此方法比较烦琐,且现象不明显.于是,学生联系到生活中的氢气球原理,讨论得出可以用吹肥皂泡的方法,如果气泡上升,则产生的气体为H2.对装置进行改进,在钠球的上面罩一个直玻璃管的漏斗,在玻璃管口涂抹一些发泡液,在管口有气泡形成,轻轻吹动,气泡慢慢地向上漂,说明产生了密度小于空气的气体,则为H2.用明火点燃气泡,燃烧并有爆鸣声.⑥得出结论：Na与H2O反应产生H2.⑦由元素守恒计算,还有一种产物是NaOH.⑧如何检验有NaOH产生?⑨在反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红,最终得出结论：2Na+2H2O2NaOH+H2.该实验设计以探究产物为主线,不断引导学生推测验证,实验操作安全,方法简单,并且提高了学生提出,分析,解决问题的能力.
(二)第二种教学模式
探究性实验的另一种模式为“实验—发现并提出问题—提出假设—实验验证假设—得出结论”,先做实验,通过实验现象找出值得探究的关键问题,提出相关假设后通过实验验证,师生最终共同总结得出结论.这种教学模式适用于简洁趣味性实验探究.
如在讲授过氧化钠与水反应的实验时,我们可以在石棉网上放两团脱脂棉（一团里面包有过氧化钠粉末,另一团不包）,先点燃没有*氧化钠的棉花,并滴水让棉花熄灭,这学生都知道水能灭火.然后把水滴到包有过氧化钠粉末的棉花上,棉花居然燃烧,于是激起了学生强烈的好奇心和探究,接着学生在盛有过氧化钠的试管（试管底部用一段烧软的蜡烛固定）中滴加水,产生气泡,并验证为氧气,同时蜡烛脱离试管壁,由此说明反应过程中生成氧气且放出大量的热使脱脂棉燃烧.实验结束,还要探究反应后溶液的性质,用无色酚酞,发现溶液先变红后褪色,这可能与过氧化钠的漂白性有关,学生经过分析讨论得出这种说法不确切,认为引起红色褪去的原因是碱性.于是进行两个实验,一个是用适量的水溶解少量的Na2O2,再滴入酚酞,红色没有褪去,另一个实验是,将酚酞滴入在浓NaOH溶液中,红色立刻褪去,由此得出酚酞变色与碱的浓度有关.
作者简介：
李敏娅,甘肃省白银市,甘肃省白银市会宁县第五中学.
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