创设多元实验活动提升学生核心素养

教师要立足于学生的科学素养发展的视角，融入开放、生态的理念，拓展实验教学的空间、丰富实验教学的形式，以调动学生参与实验的热情，吸引学生融入到实验中操作、体验，促进对化学知识的巩固、现象的观察、原理的掌握、技能提升以及结论的归纳，从而能促进学生化学素养的形成。一、趣味实验：变枯燥为有趣，吸引学生参与化学内容抽象、复杂，与学生的认知特点不相匹配，教师以趣味实验活跃氛围，能活跃课堂气氛，营造轻松氛围，能促进学生对抽象内容、深奥原理的理解。趣味实验，能由浅入深地、由易到难地引导学生探索求知，让他们从实验中习得知识，形成细致的观察力与执着的探究力。1.趣味引入新知，引发求知兴趣。教师聚集化学知识与学生生活之间的联系点，借助于有趣的实验让学生产生认知失衡，引发学生的探索知识的热情，促进他们的深入思考，让他们产生“一探究竟”的愿望。如在学习人教版九上《燃烧与灭火》一课内容时，教师将手帕浸润于乙醇与水配成的溶液中，再用坩埚钳夹住手帕角放在火上点燃，待火焰减小后摇动手帕令其熄灭，手帕完好如初。学生很是惊讶，对这个烧不坏的手帕产生好奇。教师提出问题：什么是燃烧？燃烧的特征是什么？燃烧的条件有哪些？经过讨论学生发现燃烧的物质要具有可燃性，与氧气“亲密”接触，要达到着火点。教师追问学生，为什么这个手帕会烧不坏？经过交流，学生发现吸附在手帕空隙里的乙醇与水在燃烧中蒸发，而手帕棉纤维并未达到着火点，因而出现“烧不坏”的情况。2.联系学生生活，化解抽象内容。化学知识涉及到化学原理、方程式、实验结论等的记忆，教师以趣味的生活实验给学生带来直观的认识，能化解难点、变繁为简，让学生在实验情境中获得直观的体验，理解抽象的化学知识。如在学习人教版九上《水的净化》一课内容时，教师准备一盆污水，再放入硫酸钾铝，过一段时间会发生什么情况呢，学生发现水变得清了。教师引导学生回去后自主完成明矾净水的实验，并告诉学生其净水的原理，它溶于水后电离产生了Al3+，与水电离产生的OH-结合生成了Al(OH)3，其胶体粒子带有正电荷，与带负电荷的泥沙胶粒相结合，它们聚结于一起，水就变得清澈了。教师也可以运用趣味实验丰富学习内容，拓展学生的认知视野，丰富学生的学习体验，让学生获得愉悦的学习体验。如在学习《燃烧与灭火》内容时，为让学生了解更多的灭火原理，教师联系生活实际，向学生介绍油锅、燃气罐、森林起火等灭火的方式，并通过模拟性的实验让学生获得感性的认识，学会合理运用灭火原理解决问题。在油锅起火时用锅盖盖住油锅，再端离火源；燃气罐起火时用湿抹布切断气源（较大时用干粉灭火器），待火灭后再关闭阀门；在森林着火时用灭火器具减少可燃物表面的氧气，用水降低着火点，设置隔离带去除可燃物……3.丰富学习形式，理解化学原理。教师要通过多种方式的趣味实验，吸引学生积极地参与化学实验，了解化学知识中蕴含的原理，能提升他们的化学实验能力，促进他们对所学知识的理解与内化。教师要对化学实验加以优化，以趣味的方式呈现，并运用故事、合作、探究、视频等方式引导学生探寻实验原理，对实验过程产生清晰的认识。如在学习《酸、碱的化学性质》一课内容时，教师呈现生活中的实际问题：人被某些蚊虫叮咬后，怎么减轻痛痒？喜欢吃松花蛋，如何去除其涩味？沾有铁迹的衣服如何能焕然一新？胃酸过多，如何才能解除痛苦？教师以生活中的几个事例，让学生感受到化学知识就在我们的身边，会利用酸碱的化学性质进行探索，让这些问题迎刃而解。二、探究实验：变演示为探究，理解原理内涵化学知识具有实践性，教师要引领学生设计实验方案、了解操作步骤，能正确使用仪器，在实验中提升操作技能，形成科学素养。很多教师借助于演示实验帮助学生理解实验过程，促进他们对化学知识的理解，但由于学生未能获得认真的指导，他们对化学知识的理解往往囿于浅表，不利于学生学习能力的提升。1.留有探索空间，设计实验过程。教师要激发学生的主体意识，让他们有更多的空间去探索求知，能从多渠道获得知识，形成参与实验的能力。实验要便于学生操作，要与学生的生活实际联系紧密，能促进他们对课内所学内容的巩固与内化。如在学习人教版九上《二氧化碳与一氧化碳》第一课时内容时，学生向有两支高矮不同蜡烛的烧杯中倾倒CO2气体，观察哪支蜡烛先熄灭？让学生从实验现象的观察中感受二氧化碳的性质。2.组建探究小组，体验合作过程。教师要鼓励学生组建课外学习小组，经过筛选课题、提出假设、收集资料、研究方案，共同完成探究实验，从而能促进学生协作能力的提升。教师可以围绕环境污染等问题引导学生调查、参观、实验、分析，并提出有效的防治措施。教师要对学生提出的方案进行指导、修正、指引，以激发学生的探究潜能，促进他们合作意识的提升。如在学习《金属的化学性质》一课内容时，教师将学生分成五个小组，让学生合作完成实验：组一将一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会儿再取出来，看有什么现象发生？组二将一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会儿取出，看有什么现象发生？组三将一个洁净铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会儿取出，看有什么现象发生？组四将一根洁净的铁钉置于硫酸铜溶液中，过一会儿取出，看有什么现象？组五将一个洁净的铁钉放入硫酸铜晶体，过一会儿取出，看有什么现象？教师让学生汇报实验现象，并进行分析，发现有很多金属能与其他金属化合物能发生置换反应，并依此来判断金属的活动性。3.创新探究方式，丰富实验活动。很多学生对探究实验缺乏兴趣，但他们对化学魔术饶有兴趣，教师可以以“魔术”替代探究实验，吸引学生参与观察、猜想、分析等活动，能激发他们的探究意识。如用“魔棒点灯”用于探究燃烧的条件，用“会变色的酒”让学生对酸碱中和反应产生探究兴趣。教师以有趣的实验调动学生参与课堂探究的兴趣，点燃他们的探索热情，引发他们的探究与思考。如在学《生活中常见的盐》内容时，教师呈现醋泡鸡蛋的视频，并提出问题：蛋壳都去哪儿了？教师呈现蛋壳成份、醋成份检测的数据，让学生提出自己的猜想，并说出自己的理由。学生将白醋与蛋壳、稀盐酸与蛋壳发生反应，观察现象，说说蛋壳消失的原因是什么？产生的气体是什么？教师借助有趣的实验，让学生猜想、实验、验证，能调动学生探索化学奥秘的兴趣。三、虚拟实验：变有害为安全，拓展实验空间多媒体具有形象直观的特点，能使枯燥乏味的化学实验变得生动有趣，可以调动学生参与实验探究的兴趣，促进他们对化学内在规律的掌握。虚拟实验具有成本低、安全性强、能观察到一些真实实验中难以观察到的现象。教师要借助虚拟实验的优势，引领他们探索求知，促进他们实验能力的提升。1.突破众多限制，获得更多机会。在传统的实验教学中，教师要综合考虑实验的时间、空间、安全性等问题的制约，还要花费时间去准备实验仪器，让学生从实验中观察现象、分析原理，以获得科学的结论。一些会产生易燃易爆气体以及具有腐蚀性的强酸强碱实验，学生稍有不慎，就会对学生的安全造成威胁，教师往往担心安全问题而避而不做，学生难以获得直观的体验。教师要构建开放的实验环境，突破时间与空间的限制，能摆脱不安全因素的困扰，运用虚拟平台完成这些实验，让学生能真正地融入到实验之中，通过声、光等效果的模拟，学生能获得直观的体验。如一氧化碳的还原实验、氢气的验纯实验等，教师以虚拟实验替代真实实验，能摆脱学生对实验的畏惧，能放松身心地融入实验环境，参与到观察、思考、分析之中，形成对实验原理深度的理解。教师要通过虚拟实验，突破众多因素的制约，让学生有了探究的机会，能获得真切的体会。2.借助互动平台，开展实验探究。在实验操作中既有学生的自主探究，也有生生之间的协作交流，教师要借助虚拟实验，引导学生通过互动平台探讨交流、分享观点、碰撞思维，能真正地掌握实验方法。学生要针对难点、疑点、易错点等关键之处展开深入地探讨交流，有了更多话语的空间，分析实验背后的原理，才能真正地掌握实验技能。如向试管内倾倒液体时标签的朝向、酒精灯的熄灭、读取量筒的视线、制取氧气时撤导管与酒精灯的顺序，教师要针对这些细节处引导学生探讨交流，让他们在互动平台上探讨交流，并可以借助平台进行“试误”，能真实地感受到错误操作可能导致的后果。互动平台能为学生提供一个更为广阔的学习空间，能促进学生对化学信息的提取、实验经验的积累，能让他们学会从多角度思考问题，能让他们的实验技能真正获得锻炼。3.利用VCE网站，提升探究技能。VCE（VirtualChemicalExperiment）能为学生提供一个自主实验的平台，他们通过预学实验内容，阅读说明、牢记注意事项、观看视频、虚拟操作、填写现象、撰写报告，能获得真实的实验体验。教师要引导学生自主提问、积极探究、分享交流，能培养学生的探索精神与分析能力。如在学习人教版九上《氧气》一课内容时，教师引导学生在VCE网站上完成“镁带燃烧”的实验，在学生看完实验演示视频内容后，教师让学生尝试写出反应的化学方程式，并让他们思考：镁带的物理性质有哪些？实验的产物是白色粉末物质，这个物质是什么？它有着怎样的化学性质？除耀眼强光、火星四溅等外，还有其他的实验现象吗？实验中有哪些需要注意的事项？学生回答中可能不够全面、不够深入，教师让学生操作虚拟实验，丰富自己的认知，提升自己的实验能力。四、绿色实验：变浪费为低碳，减少环境污染“碳中和”“碳达峰”这些目标的提出，意味着中国向持续的绿色发展转向。教师要将低碳环保的理念融入到化学实验教学中，在应用化学用品时要有效利用原料，要力求避免有毒、危险的试剂、溶剂对环境所造成的危害，做到清洁化学、无害化学。1.依托微型实验，节约实验药品。教师厉行节约，依据实验用量合理取用，避免不必要的浪费，对于所需液体没有说明用量的，一般取1～2毫升即可。有一些实验所需的药品较多，教师可以改成微型实验，能大幅度减少实验室水体与空气排放污染，改善实验环境，同时能有效培养学生的环保意识与资源意识。2.融入绿色思想，对比分析利弊。在化学实验中，教师要运用“绿色”思想对几种实验方法加以对比，以消耗能源、利用率、有无副产物等为指标，合理地选择实验。如在探究“实验室制取氧气”过程中，有高锰酸钾制备氧气+MNO2+O2↑，但在不同温度条件下分解会有差异；有二氧化锰与氯酸钾共热，但制得的氧气中含有少量的Cl2、O3；有过氧化氢溶液催化分解，前面两种方法都需要加热，需要消耗一定的能源，且生成物中还有一些附产物，而第三种方法的催化剂MnO2可以重复使用，本着“绿色”“节约”的理念，选择第三种方法更为合适。3.适当改进实验，减少环境污染。教师要针对环境污染的角度重新认识教材中的实验，对其加以优化、重组、删减，以减少对环境的污染。如在人教版九上《氧气》一课教学时，教师从多角度通过化学实验让学生了解氧气的化学性质，硫在氧气中燃烧生成的SO2对空气有污染，教师要对这个实验加以改进，用电蚊香器加热，用注射器吸收SO2，并让它与浓氢氧化钠溶液充分反应，从而能大大降低环境污染。4.慎待尾气废液，及时回收处理。有一些化学实验产生的尾气、废液有毒，会造成严重的环境污染，教师要引导学生利用化学学科特点，对其