張瑾 林月環(huán)

關鍵詞：化學實驗教學;化學核心素養(yǎng)

一、問題的提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出：高中化學學科核心素養(yǎng)包括“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”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”5個方面。普通高中化學課程的結(jié)構(gòu)分為必修、選擇性必修和選修三類。必修課程設置了5個主題，其中之一是“化學科學與實驗探究”。選修課程設置了3個系列，其中之一是“實驗化學”。在“課程內(nèi)容”的“內(nèi)容要求”中列出了“學生必做實驗”，在“教學提示”中專門提出了“實驗與探究活動”建議，在“實施建議”中提出，要“充分認識化學實驗的獨特價值，精心設計實驗活動”。

而筆者觀察發(fā)現(xiàn)越來越多的老師嫌實驗麻煩、化學課時少，選擇了“視頻實驗”“講實驗”“畫實驗”，讓學生“背實驗”。學生的實驗技能下降，對化學學習的興趣也越來越低?；瘜W是以實驗為基礎的學科，化學實驗對于全面發(fā)展學生的核心素養(yǎng)有著重要的作用。它能激發(fā)學生學習化學的興趣，能幫助學生理解并掌握化學知識和基本技能，能啟迪學生的科學思維，能訓練學生的科學方法，能培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與價值觀。在化學教學中，如何強化教師的實驗教學觀念，充分發(fā)揮實驗的教學功能，讓實驗回歸課堂，與化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有機融合，是一線教師要關注的一個重要問題。

二、高一新生實驗技能現(xiàn)狀調(diào)查

為了了解學生化學實驗技能的掌握情況以及化學實驗教學的開展情況，筆者對自己所任教的剛?cè)雽W的高一3個班級的學生進行了一次問卷調(diào)查，參加問卷調(diào)查的共132名學生。

“化學老師在課堂上做演示實驗嗎？”選“經(jīng)?！庇?14人，占86.4%;選“偶爾"14人，占10.6%;選“難得”4人，占3%。“化學老師在課堂上放實驗錄像嗎？”選“經(jīng)?！?5人，占72%;選“偶爾"32人，占24.2%;選“難得”5人，占3.8%。

“老師的演示實驗你看的清嗎？”選“很清楚”有62人，占47%;選“還行”60人，占45.5%;選“不太清楚”8人，占6%;選“不清楚”2人，占1.5%。

由此推測，大部分老師對化學實驗能提高學生學習化學的興趣，調(diào)動學習化學的積極性，在獲得化學基礎知識、化學實驗基本技能，形成化學基本概念基本理論提供感性素材等方面的重要性有著清晰的認識，在課堂教學中重視做好演示實驗的同時，還會用實驗錄像和多媒體技術來彌補演示實驗現(xiàn)象觀察的局限性。

“初中你做過幾次實驗？”選“沒有做過”10人，占7.6%;選“1-3次”50人，占37.9%;選“3-5次”29人，占22%;選“5次以上”20人，占15.2%;選“經(jīng)?！?3人，占17.4%。

“做過粗鹽提純的實驗嗎？”選“做過”76人，占57.6%;選“沒做過”56人，占42.4%。

“知道怎么折濾紙并制作過濾器嗎？”選“知道”118人，占89.4%;選“不知道”14人，占10.6%。

“會用漏斗進行過濾嗎？”選“會”124人，占93.9%;選“不會”8人，占6.1%。

“知道過濾時的注意事項嗎？”選“知道”127人，占96.2%;選“不知道”5人，占3.8%。

“會使用蒸發(fā)皿加熱食鹽水，使氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶?！边x“會”119人，占90.2%;選“不會”13人，占9.8%。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沒有做過粗鹽提純實驗，但認為自己會制作過濾器，會過濾操作，會蒸發(fā)結(jié)晶，只是學生認為看過老師做演示實驗，記住了老師說的實驗操作要領，自己模仿一下總是可以的。整個初中階段學生自己動手做實驗少于5次的學生占67.4%。由此猜測，初中階段學生化學實驗的開展情況并不樂觀，學生的實驗技能多來自觀察，而非親身體驗。對實驗操作的認識來自于老師的演示實驗，或者就是老師的“講實驗”“講實驗操作”，自己的“背實驗”“背實驗操作”。

三、化學實驗教學現(xiàn)狀分析

1.對實驗教學的重視程度不夠，有理念、少行動

筆者通過訪談身邊的一些化學老師，發(fā)現(xiàn)老師們對化學實驗的教學功能的認識、理解都很到位，認為實驗在化學教學和化學學習中有著無可替代的作用。但在實際教學中，卻由于“種種原因”“有理念、少行動”：課時少，教學進度來不及，沒有課時安排學生實驗;實驗藥品有毒，實驗準備麻煩，實驗操作繁瑣，實驗現(xiàn)象觀察范圍小，不如看實驗錄像清楚;做實驗費時，學生看看熱鬧啥也沒記住，不如在黑板上“畫實驗”，讓學生“背實驗”效益高。學生進實驗室做實驗的機會很少，實驗提供的感性材料不足，學生對實驗的感知只停留在課本或是多媒體上，更談不上實驗技能的培養(yǎng)和訓練。

2.實驗教學方式單一，重知識、輕素養(yǎng)

為了防止學生實驗過程中出現(xiàn)不必要的錯誤和事故，大多數(shù)老師采用的是演示實驗，邊做實驗邊指導學生觀察，“有沒有沉淀生成”“溶液顏色有沒有變化”“有沒有氣泡產(chǎn)生”等等。這種實驗教學方式雖然能讓學生清楚地觀察到實驗流程，記住實驗現(xiàn)象，但不能培養(yǎng)學生實驗操作能力、探究能力和創(chuàng)新能力。單一的實驗教學方式，重視的是化學知識的識記，忽略了化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3.實驗藥品不足，重驗證、少探究

由于藥品管控，采購限制，實驗室藥品不足，老師只能在有限的實驗條件下進行實驗教學。實驗也往往是驗證性，而非探究性。教學中教師先介紹有關的知識，再用實驗進行驗證。就算是學生實驗，老師也會將實驗原理、操作步驟詳細地羅列出來，學生“照方抓藥”就可以。這種驗證性的實驗教學，表面看著熱鬧，實驗結(jié)束時有的學生甚至連實驗原理都沒搞清楚，更談不上實驗的探究性和實驗的自主性。

4.實驗設備落后，多定性，少定量

整個中學階段涉及的大多數(shù)是定性實驗，定量實驗較少：配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液、中和熱的測定、酸堿中和滴定。如酸堿中和滴定實驗，利用傳感器和計算機，可以繪制酸堿中和滴定曲線，讓學生直觀地感知在滴定終點前后溶液pH的突變。但由于學校實驗設備的落后，尤其缺少先進的數(shù)字化教學設備，老師只好在課堂上引導學生通過計算分析“少加一滴氫氧化鈉溶液、多加一滴氫氧化鈉溶液，混合溶液的pH變化”，讓學生對比滴定終點前后溶液pH的突變，既繁瑣又費時，學生還不一定能完全理解，可謂吃力不討好。

5.缺少實驗教學評價，做與不做一個樣

目前的高中階段沒有對學生化學實驗操作技能的考核，有的只是試卷上有關實驗的“筆試題”。沒有了考核要求的化學實驗教學就被“看實驗”“聽實驗”“畫實驗”“背實驗”取代了，實驗的教學功能被弱化了。中考、高考的壓力又讓老師們更加重視“應試教育”，化學教學變得只重視知識的傳授，重視知識的邏輯性和系統(tǒng)性，忽視了知識獲得、實驗過程蘊含的核心素養(yǎng)教育價值。

四、基于核心素養(yǎng)的化學實驗教學策略

為了改變化學實驗教學的現(xiàn)狀，在具備必需的實驗設備和條件之后，提高化學實驗教學質(zhì)量的關鍵在于——教師要轉(zhuǎn)變觀念，重視并充分發(fā)揮化學實驗的教學功能?；瘜W教師要重新認識化學實驗在學生認識化學物質(zhì)及其變化規(guī)律過程中的重要作用：學生可以從化學實驗中獲取感性知識，提高學習化學的興趣;可以創(chuàng)設生動的教學情境，幫助學生理解化學知識和技能;可以培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力;可以啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀，提高學生的化學學科核心素養(yǎng)。

1.轉(zhuǎn)變應試教學觀念，強化實驗教學功能

為了應對中考、高考，教學中重理論、輕實驗的現(xiàn)象普遍存在。有的老師認為做實驗不如“背實驗、背過程、背方法”實惠?；瘜W實驗是學生學習化學知識、研究化學問題的方法和途徑，是培養(yǎng)學生探究意識、提高探究能力的載體和手段。教師要轉(zhuǎn)變功利的應試教學觀念，重視化學實驗，重視化學實驗的教學功能，以學生為主體進行化學實驗教學，讓學生真正走進實驗、走進化學，更好地認識化學、理解化學，從而培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。

例如，三個基本操作，學生總是描述不到位：怎樣判斷沉淀已經(jīng)完全？怎樣洗滌沉淀？怎樣證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈？學生從沒見過老師過濾沉淀、洗滌沉淀，沒有自己做過，怎能描述到位？在必修1專題1的教學中，我給學生布置“粗鹽的提純”實驗課題，課前布置預習：小明在實驗室分裝氯化鈉固體試劑的時候，不小心裝到了殘留硫酸鈉固體的試劑瓶中，請幫小明回收、制取純凈的氯化鈉固體。課堂上組織學生分組實驗，完成固體試劑的溶解、除雜、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶等操作，學生練習了實驗基本操作，明確了操作的注意事項，對這三個基本操作的描述就不再是空對空了。

再如：經(jīng)常出現(xiàn)的實驗試題：下列實驗操作、現(xiàn)象及結(jié)論是否正確，（1）向淀粉溶液中加入少量稀硫酸，加熱幾分鐘，冷卻后再加入新制氫氧化銅，加熱，沒有看見磚紅色沉淀生成，證明淀粉沒有發(fā)生水解。（2）向某一鹵代烴中加入少量氫氧化鈉溶液并加熱幾分鐘，冷卻后向其中加入硝酸銀溶液，沒有得到淺黃色沉淀，證明不含溴元素。這些實驗操作和現(xiàn)象學生經(jīng)常混淆，如果能讓學生在實驗室中親自動手實驗，如果學生因為忘記了中和這一步驟，沒有得到預期的結(jié)果，相信學生會在改正錯誤操作的同時對這些實驗操作及現(xiàn)象有更深刻的認識。

2.優(yōu)化實驗教學方式，提高實驗教學效益

《普通高中化學課程標準（2017年版）》在“課程內(nèi)容”的“內(nèi)容要求”中列出了“學生必做實驗”，在“教學提示”中提出了“實驗與探究活動”建議。在教學中，我將一些操作簡單、試劑無毒無害、現(xiàn)象明顯的實驗設計為學生分組實驗，如氯水中所含微粒的探究、金屬鈉與水的反應、二氧化硫的性質(zhì)、Fe2+和Fe3+的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的檢驗、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液、原電池工作原理等等，邊講邊實驗，邊實驗邊學習，讓學生在實驗中習得化學知識，在實驗中提高實驗技能，在實驗中培養(yǎng)化學思維。

例如，物質(zhì)檢驗分組實驗的時候，學生發(fā)現(xiàn)：向滴有酚酞的Ba（OH）2溶液（顯紅色）中分別滴加Na2S04、K2S04溶液，均有沉淀出現(xiàn)，但溶液的紅色都沒有褪去。教師引導學生“宏觀辨識”實驗現(xiàn)象，進而引導學生進行“微觀探析”：溶液中的離子重新組合，Ba2+和SO2結(jié)合生成BaS04沉淀，OH-并沒有真正參加反應，從而更好地理解離子反應的本質(zhì)。

教師要認真研究教學內(nèi)容，積極挖掘教材中的實驗內(nèi)容，選擇合適的方式，開展演示實驗、學生隨堂實驗、驗證性實驗、探究性實驗等多種形式的實驗教學。改進一些現(xiàn)象不明顯的實驗，設計一些貼近生活、有趣味的實驗，同時兼顧定性實驗和定量實驗。優(yōu)化實驗教學形式，提高學生在實驗中的參與度，調(diào)動學生學習化學的積極性，規(guī)范學生的實驗技能。還可以利用多媒體技術進行實驗教學，用實物展臺放大細微的實驗現(xiàn)象，提高演示實驗的可視范圍。

3.體驗實驗探究過程，開展深度學習

如果學生只是按規(guī)定的實驗步驟照方抓藥，對實驗能力的提高并沒有多大幫助。在教學中教師要大膽放手讓學生自主實驗、自主探究。

例如，在利用A1C13溶液、NaOH溶液制備A1（OH）3沉淀的分組實驗中，有的學生手腳麻利，向盛有AICl3溶液的試管中倒入NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)有一點白色沉淀生成但馬上消失了，再倒試劑，還是沒有沉淀生成。有的學生小心翼翼地用膠頭滴管滴加NaOH溶液，看到了白色沉淀的生成就停止實驗。有的學生連試劑瓶上標簽都沒看，隨手拿起一個把試劑倒到試管中，再倒另一個，結(jié)果啥也沒看見。學生“隨意搭配”的實驗往往可以收獲“驚喜”，借助實驗中出現(xiàn)的“驚喜”，可以引導學生討論、分析原因，更好地認識化學物質(zhì)、化學反應的本質(zhì)和原理。

再如，在檢驗Na202與水生成的NaOH時，學生有了新的發(fā)現(xiàn)：向反應后的溶液中滴加酚酞試液，溶液變紅，振蕩試管，紅色褪去。再滴加幾滴酚酞試液，溶液又變紅，振蕩后又褪色。

面對學生產(chǎn)生的疑惑，教師引導學生建立思維模型：溶液顯紅色是氫氧化鈉和酚酞共同作用的結(jié)果，溶液紅色褪去應該與兩個因素有關：①氫氧化鈉;②酚酞。因此可以猜測：①紅色褪去與氫氧化鈉溶液有關;②紅色褪去與酚酞失效有關。

老師提供“酚酞”資料：“酚酞在酸性和中性溶液中為無色，在堿性溶液中為紫紅色，極強堿性溶液中為無色”。于是學生有了猜想①：溶液變紅，振蕩后褪色可能是因為氫氧化鈉溶液濃度過大。

教師：怎樣設計實驗證明你的猜想？

學生：在褪色后的溶液中加水，如果溶液變稀后恢復紅色，證明溶液紅色褪去是由于生成的氫氧化鈉溶液濃度過大造成。

實驗驗證：在褪色后的溶液中加水稀釋，溶液并沒有恢復紅色。

猜想②：紅色溶液振蕩后褪色應該與酚酞有關。

討論：反應后的溶液中存在哪些物質(zhì)能與酚酞反應。

學生：從元素組成看，也許過氧化鈉與水反應生成了過氧化氫，將酚酞氧化了。

討論：怎樣證明反應后的溶液中是否存在過氧化氫？

學生：加二氧化錳，使過氧化氫分解。

實驗驗證：向反應后的溶液中加少量二氧化錳，有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣體可以使帶火星的木條復燃。等氣泡消失后，再向溶液中加入酚酞試液，溶液變紅色，振蕩后也不消失。

由此可以得出結(jié)論：在過氧化鈉與水反應的溶液中，有過氧化氫存在，將酚酞氧化，紅色溶液褪色。

化學教學不僅僅是為了傳授化學知識，教師要主動開發(fā)實驗中具有探究價值的問題，引導學生進行科學探究，開展深度學習，提高學生的“科學探究和創(chuàng)新意識”。

4.結(jié)果與過程并重，形成化學思維

化學實驗教學不僅僅在于讓學生知道化學實驗的結(jié)果，更在于讓學生體驗化學實驗的過程，經(jīng)歷獲得實驗結(jié)果的過程，形成化學思維，養(yǎng)成科學方法。

例如，學生觀察老師演示實驗的時候發(fā)現(xiàn)：銅和濃硝酸反應后的溶液呈深綠色，銅和稀硝酸反應后的溶液呈藍色。產(chǎn)生了疑問：都是硝酸銅溶液，為什么顏色會不同？

學生：也許是與濃硝酸反應的銅多，生成的硝酸銅多，導致溶液濃度大，溶液顏色就深一些。

老師：怎樣設計實驗證明你的猜想？

學生：稱取相同質(zhì)量的銅，分別與足量濃硝酸、稀硝酸反應，等銅全部反應完，看看溶液的顏色是否一樣。如果一樣，證明假設是正確的。

學生：直接利用實驗室里的硝酸銅固體，配制不同濃度的溶液，看看硝酸銅溶液濃度不同時溶液顏色有沒有區(qū)別。

老師：還有沒有別的原因？

學生：可能與生成的氣體有關，銅和濃硝酸生成的是紅棕色的N02，它溶解在溶液里，對溶液顏色有影響。

老師：為什么你會有這樣的想法？

學生：藍色溶液+紅棕色氣體，會不會像藍色+黃色是綠色一樣。

老師：怎樣設計實驗證明你的猜想？

學生：往藍色的硝酸銅溶液中通N02氣體，看溶液顏色是否變成綠色，或者將綠色的溶液加熱，將N02排盡，看溶液顏色是否變藍。

課后，我?guī)ьI學生在實驗室進行了實驗驗證：

（1）實驗室試劑瓶中倒出已經(jīng)部分潮解的硝酸銅，呈藍色。配成溶液，加水稀釋，溶液還是藍色。

（2）加熱反應后的綠色溶液（在通風櫥里進行），并將氣體通入藍色硝酸銅溶液中（注意防止倒吸）。加熱2分鐘后，試管中的紅棕色氣體變多，氣體顏色變深。加熱5分鐘后，溶液開始變藍色，溶液上方氣體變無色，停止加熱。試管內(nèi)溶液上方氣體又變?yōu)榧t棕色，溶液又顯綠色。將加熱后的試管在通風櫥中放置一天后再觀察，溶液變藍色。得出結(jié)論，銅和濃硝酸反應后的溶液呈綠色，是由于紅棕色的N02溶于藍色的硝酸銅溶液中造成的。

我國著名化學家戴安邦先生一貫重視實驗教學，他認為“化學是一門實驗科學，學習化學特別需要從實驗入手。只傳授化學知識和技術的化學教育是片面的，全面的化學教學要求既傳授化學知識和技術，更訓練科學方法和思維，還培養(yǎng)科學精神和品德。學生在化學實驗室中是學習的主體，在教師指導下進行實驗，訓練由實驗解決化學問題，使各項智力因素皆得以發(fā)展，故化學實驗是實施全面化學教育的一種最有效的教學形式”。

作為一名化學教師，要充分認識化學實驗的獨特價值，精心設計實驗教學活動，認真組織好、開展好實驗教學，提高實驗教學能力，讓實驗回歸課堂，回歸學生，在化學實驗教學中培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。