巧借化学实验提升高中生化学素养

【摘

要】化学实验是化学课程中必不可少的一部分，尤其是高中化学教材中涉及到的化学实验内容比较多。为了能够在学生化学素养培养期间，更充分地发挥化学教育功能，实现化学实验教学价值，教师需立足于教材理论，创新实验情境，引导学生参与各种各样的化学实验活动，在锻炼学生动手能力的同时，使学生的思维更加灵敏，让学生的化学素养得到全面落实与提升。本文主要针对巧借化学实验提升高中生化学素养的相关策略进行了简单探究，希望能够为高中化学教学工作者提供有效的参考。【关键词】化学实验;高中生化学素养;提升策略相比于化学理论知识教学，化学实验教学对学生的吸引力更大。因此，高中化学老师要基于化学实验教学的优势，在学生学习理论知识的基础上引导学生开展化学实验，带领学生对化学知识奥秘进行亲身体验与深度探索，加强学生对化学本质与原理的充分认知，进而深入理解与应用，全面提升学生的化学素养，实现化学实验教学价值的最大发挥。一、通过化学实验模型的制作培养学生的化学素养高中化学教材中涉及到的大部分知识都是以原子和分子为核心展开的。比如高中化学教材中涉及到的有机化学知识，它里面涉及到的都是一些微观粒子，学生并不能通过肉眼直接观察到这些微观粒子的形状，对这些微观粒子的结构以及比例关系很难进行理解。为了使学生直观化认知微观粒子，降低学生对微观粒子理解的难度，教师需带领学生们通过实验模型的有效构建，进一步放大微观粒子，让学生对微观粒子结构和形状进行仔细观察，进而更加容易接受关于微观粒子的相关知识，提高学生的学习效率和质量，发展学生的化学素养。以人教版高中化学“认识有机化合物”教学实践活动为例，本节课教学活动开展期间，为了能够引导学生对有机化合物的结构以及形状进行直观化的认知，老师可以带领学生一起对球棍模型进行亲手制作，不过需要学生在课前准备好球棍模型的制作材料。在课堂上化学老师可以鼓励学生亲自动手操作，利用课前准备的球棍模型材料分别制作出碳碳单键的空间构型、碳碳双键的空间构型以及碳碳三键的空间构型。在以上空间构型制作的过程中，学生对它们的成键类型进行了清楚认知，对它们空间构型的特点进行了直观化的了解。同时老师也可以带领学生对简单的有机物的模型进行制作，比如甲烷有机物、乙烯有机物等等，在甲烷有机物模型制作的过程中，学生发现它的空间构型是一个正四面体。在制作乙烯有机物模型的过程中，学生发现它的空间构型是一个平面。在制作乙炔有机物模型的过程中，学生发现它的空间构型是一个直线。这就帮助学生对简单的有机物的空间构型建立了一个直观化的印象。如果老师在课堂教学中一味地按照传统的教学方法将单键、双键和三键相关知识呈现给学生，可能学生并不能对它们之间的差异性进行深入的认知，也很难对它们的空间构型进行直观化的想象，这就导致学生对相关的化学定义建立了一个模糊的概念，无法实现对微观粒子的准确认知。而化学模型的有效制作可以实现微观粒子向宏观事物方向的转变，让学生以直观化的方式对其进行观察和了解，这不仅有助于发展学生的空间想象力，而且还有助于学生化学思维的拓展，对学生化学素养的提升有着重要的价值。二、通过化学实验的创新设计培养学生的化学素养高中化学教材中一般会向学生呈现出相关化学实验的步骤，学生只是采用教材中所呈现的化学实验的步骤开展化学实验。此类化学实验教学方法，内涵缺失，约束了学生化学思维的发展，而且不利于化学实验教学价值的最大发挥。因此，化学实验教学活动开展期间，老师应鼓励学生突破教材的限制，根据当代社会提出的绿色环保节能理念对化学实验进行创新设计，创新实验情境，激发学生的创新意识，提升创新能力。化学实验创新设计教学中，首先化学老师可以带领学生拓展思维，在原有化学实验的基础上对其延伸和思考，并对化学实验进行改进和创新，力图让整个化学实验达到节能环保的目的。然后逐层深入地引导学生对化学实验进行自主创新和设计，挖掘学生在化学实验方面的创新潜能，为学生提供更广阔的舞台来表现自己，循序渐进地提升学生的化学素养。以人教版高中“化学金属及其化合物”教学活动为例，在教学活动开展的过程中，化学老师带领学生开展了有关于金属铁的相关实验活动，并为学生呈现出了以下两个学习任务进行探究。学习任务一：要求学生对铁以及铁的化合物的性质进行认识和了解，通过了解二价铁离子与三价铁离子之间的相互转化过程，对变价金属元素的氧化还原反应实质进行理解。学习任务二：要求学生在已有知识的基础上自主探究氢氧化亚铁的制备方案，培养学生的实验探究精神。随后，化学老师带领学生根据教材上提供的有关于氢氧化亚铁的制备方案开展了如下化学实验：化学老师将提前准备好的硫酸亚铁滴加在氢氧化钠溶液中。随即学生可以观察到溶液的颜色发生了变化，颜色由原来的灰绿色向红褐色进行逐渐转变，但是生成的白色沉淀觀察起来并不明显。接下来化学老师就提问学生：“为什么白色沉淀很难被观察到呢？你们能不能通过自己的办法对实验进行改进和创新呢？”这时学生就针对老师提出的问题进行了有效的思考和探究，他们觉得之所以白色沉淀物很难被观察到是由于二价铁离子的还原性特别强，它能够以最快的速度转化成三价铁离子，所以实验中产生的白色沉淀很难被明显地观察到。要想对实验进行改进和创新，需要采取相关的方法和措施对二价铁离子的还原性进行抑制，延缓亚铁离子被氧化的速度。经过一番思考和探究之后，学生尝试着将适量的铁粉加入到溶液中，但是铁粉的颜色会对实验中沉淀物的观察产生不利的影响。经过不断的探究，学生选择将半透膜加入到溶液中，这样可以将氢氧化铁与加入的铁粉分离开来，避免二者进行混合影响实验的观察。通过对以上化学实验的创新和改进，不仅让学生对相关的化学原理进行了深入理解和认知，而且还拓展了学生的实验创新思维，有助于学生科学实验精神的培养。三、基于生活实际开展化学实验活动培养学生的化学素养大部分的理论知识都来源于生活实际。而理论知识的学习也要与生活相接轨，最终回归到实际生活中解决生活问题。为了培养学生的化学素养，高中化学实验教学活动在开展的过程中，化学老师也要结合生活实际，激发学生参与化学实验的兴趣，引导学生开展化学实验，促进学生以化学思维对生活实际问题进行思考，并通过化学实验对生活实际问题进行验证和解决，培养学生的化学实验探究能力及解决实际问题能力，提升学生的化学思维品质，发展学生的化学素养。以人教版高中化学“化学能和电能”教学活动为例，在本节课教学活动开展的过程中，老师可以着眼于生活实际引导学生对本堂课的新知识进行学习。“我们的手机要用到电，晚上我们开灯要用到电，看电视要用到电，洗衣机洗衣服要用到电等等，那我们日常生活中所用到的这些电都是如何产生的呢？你们觉得电能和化学能之间的关系是怎样的？大家都知道家里空调的遥控器、电视的遥控器都需要安装电池，奶奶爷爷使用的那种老年机也需要安装大的方块的电池，你们曾经有没有拆开过碱性电池？有没有观察过碱性电池里面到底是什么东西？”在老师一系列的问题的引导下，学生们纷纷表达自己的意见和看法，分享自己曾经拆电池的趣事。在活跃的氛围中，老师可以顺势导入本堂课的学习重点，引导学生对锂离子电池、蓄电池和干电池进行学习和认知。这些电池之所以会实现化学能向电能之间的转化，主要是由于它里面发生着一系列的氧化还原反应。也就是说电子从负极流向正极就会实现电能的产生。为了深化学生对知识的了解，老师带领学生开展了如下化学实验：首先，化学老师选择适量的稀硫酸溶液倒入到烧杯中，然后将提前准备好的铜片和铁片插入烧杯中，并利用导线将铜片和铁片连接起来，学生在观察实验的过程中兴趣特别高，而且还亲自动手对实验进行了操作。如果在课前导入阶段，老师并没有将化学知识与实际生活关联起来对氧化还原反应和原电池的知识进行讲解，可能学生并不会对实验产生太大的兴趣，也不会对实验的原理进行更加容易的理解和认知。因此，结合实际生活开展化学实验活动，在一定程度上降低了学生对知识理解的难度，帮助学生建立了化学知识与实际生活间的关联性，让学生充分意识到化学知识的实用价值，有助于学生对化学知识应用能力的培养和发展。四、通过小组合作探究实验活动的开展培养学生的化学素养小组合作探究实验活动开展能够为学生营造更加轻松自由的学习氛围，有助于学生积极情绪的调动以及化学探究思维的发展和提升。学生在小组合作探究的过程中能够通过思维之间的相互交流和碰撞提出更具有价值的问题，并结合问题进行假设和猜测，以此来实现对化学实验目标和化学实验方案的科学合理设计，最终以小组的形式完成化学实验探究活动，实现对相关问题和现象的解释，提升学生的化学素养。以人教版高中化学“离子反应”教学活动为例，在本节课教学活动开展过程中需要学生对电解质的化学概念进行理解和认知。可以利用多媒体为学生呈现出人们用湿手去开关电器发生触电现象的视频以及电气设备长期放在潮湿的地方发生触电现象的视频，并引导学生思考“为什么会发生触电现象，是什么原因导致的？”在学生思考问题的过程中，老师可以组织学生以小组的形式开展实验探究活动。老师为每个小组准备了三个烧杯以及适量的蒸馏水和干燥的硝酸钾固体、氯化钠固体等实验材料。同时还提供了小灯泡、电流电压表等实验用具。接下来每个小组要对实验进行自主设计探究问题的答案，每个小组根据老师提供的实验用具组装成相关的连接装置，并在烧杯中放入石墨电极，将电源接通，对实验现象进行了仔细观察。然后再将其换成硝酸钾和氯化钠的溶液重复以上实验，对实验过程和现象进行观察和记录。随后各小组针对以上两项实验过程和结果对比分析，他们发现如果烧杯里放的是干燥的固体，就不会出现导电的现象，如果放置的是溶液就会发生导电现象。最后每个小组针对对比分析的结果进行了讨论和交流，各个成员提出了自己的想法和意见，并对电解质的概念进行了总结和归纳。在以上小组合作探究实验活动开展的过程中，学生的积极性和热情都非常高，他们在相互合作和探究的过程中，顺利地完成了实验任务并得出了相