基于学生核心素养培养的高中化学实验教学设计研究

摘

要：在新课程的改革背景下，核心素养培养理念成为各学科教学革新的核心教学理念，对提升学生的动手实操能力以及学科综合能力有积极的意义。文章立足高中化学实验教学的视角，从培养高中生的化学核心素养出发，就如何有效设计化学实验教学方案进行了重点讨论，以期助力高中生顺利形成化学核心素养。关键词：高中化学；核心素养；实验教学一、基于学生核心素养培养的高中化学实验教学设计意义（一）是适应教育领域新思想的需要随着教育改革的深入，教育理念与思想都呈现出持续更新的全新形势，如传统教育理念侧重“双基”目标的实现，又先后经历了“三维目标”“核心素养”等一系列全新教学思想的灌输，旨在借助教育改革的深入更好适应培养高素质人才的全新教育环境，推动教育改革的高质量发展。其中核心素养的培养思想，实际上就是立足推动社会高质量、可持续发展的视角，通过创新高中化学实验方案、方式等多样化手段来革新实验方案，这样在更有利于适应社会发展需求的同时，最大限度地提高了化学实验教学质量，有效避免了以往化学实验教学效能不足这一弊端。比如，教师可以针对性地创新那些枯燥、单调的化学实验，借助优化后的实验方案，來充分发挥化学实验在促进高中生化学核心素养养成等方面的积极作用。（二）是化学实验教学方法创新的需要创新是高中生必备的精神之一，是学生创新思维、创造力、想象力的集中体现，会对学生的个人成长与可持续发展产生深远的影响。其中化学实验是将所学的化学知识以多样化实验的形式进行呈现或应用，这在巩固学生所学化学知识的同时，促进了他们创新思维的发展。以往的化学实验教学，主要采用对照教材中的实验步骤进行展示，整个过程枯燥，不利于激发高中生主动参与化学实验活动的兴趣，使学生核心素养的培养受到限制。如果教师可以从创新传统化学实验形式及内容等角度入手，立足具体的情境问题合理设计新型的化学实验，将更有利于培养高中生的创新素养，提高学生的化学综合素质。比如，基于环保这一社会热点问题，教师可以结合化学实验的教学需求科学设计实验方案，确保能在优化化学实验教学方案及流程的同时，全面培养高中生的化学核心素养。（三）是化学理论与实践结合的需要理论联系实践是高质量教育的真谛，也是保障化学教育质量的核心原则之一。其中化学理论知识实际上是对化学研究及实践活动经验的总结，能有效指导实践活动的有序进行。化学理论知识在一次次化学实践中可以得到持续验证，同时可以正确引导社会大众的实践活动。教师对化学实验教学方案进行优化设计，同样需要密切结合化学基本理论和现实实践需求。特别是近年来，高考中的许多试题都是考查化学核心素养方面的实践型类型题，为保证相应的教学效果，教师就必须在指导高中生详细了解与掌握必要化学理论知识的过程中，借助多样化的化学实验活动针对性地提高高中生的创新能力，并借助理论与实践二者的有机结合全面提高高中化学实验教学的整体质量。二、基于学生核心素养培养的高中化学实验教学设计策略（一）认识实验呈现方式，夯实化学实验教学基础实验本身是化学教学的核心组成部分之一，是培养学生核心素养、锻炼学生动手实操能力等关键能力的必不可少的关键教学手段。化学实验教学设计应帮助高中生统领化学实验教学的整根主线，包括帮助或者带领学生一同分析化学教材中所涉及的化学实验内容，并在这个过程中持续提高学生的化学实验技能水平。所谓的化学实验呈现方式，主要是针对化学实验的教学内容，考虑采取何种呈现方式来吸引学生的注意力，让他们更加高效地参与到化学实验活动中，避免因化学实验活动内容呈现方式的不合理而影响最终的活动效果。例如，在开展“科学探究”这一基本化学实验活动期间，整个化学实验栏目中包含了多种种类及形式的实验，也包含了不同的探究过程和科学要素，它们都是高中生适应社会可持续发展以及形成未来终身学习基本能力的宝贵教学素材。但是现阶段化学教材中涉及的实验内容形式比较单一，且趣味性、丰富性等并不显著，这直接影响了学生的观看效果，也限制了学生创造性思维的发展。因此，针对现阶段化学实验教学的整个体系设计，需要以调动高中生主动参与化学实验活动为目标，实验活动需要符合学生自身的学习特征与思维规律，教师可以灵活引进及应用多媒体技术、电子白板等新技术或新设备，革新化学实验的呈现方式，保证学生在看到呈现在他们眼前的化学实验内容之后，可以迅速产生强烈的学习兴趣，并主动融入其中进行积极思考和深入讨论，这样才有利于保障后续化学实验教学开展的质量。以“常见物质的检验”部分化学知识教学为例。在实际的实验教学中，针对K+、Na+等离子的检验，教师在为学生呈现这部分内容的过程中，可以改变传统直接导入的呈现方式，利用多媒体设备为学生播放一些现实生活中质量检验的具体视频。如为了确保奥运会等各种体育竞赛的公平性，赛委会一般会对参赛的运动员进行兴奋剂检查；或者在生活中，为了确认自己的身体健康情况，人们一般会选择检测自身的血脂、血糖等指标数据。这种实验内容呈现方式，无疑可以很好地激发高中生对相关化学知识的学习兴趣。（二）融入化学核心素养，明确化学实验教学目标在化学实验教学中融入核心素养培养理念期间，除了要借助恰当的化学实验呈现方式吸引学生的注意力外，教师还需要从化学实验教学设计目标出发，充分考虑化学核心素养培养同常规化学实验教学之间的联系，保证可以立足化学核心素养培养的视角切实指导化学实验教学方案乃至校本教研课程的改革，并将核心素养的相关培养思想及理念切实融入整个化学实验教学设计的实践中。从本质上而言，中学化学教学的核心组成部分之一是实验教学，其不仅肩负着巩固学生课堂所学化学理论知识的职责，还肩负着能否顺利培养学生化学核心素养的责任，会对学生的自学意识形成乃至化学综合能力的发展产生直接影响。因此在化学课程教学中，教师要全面渗透核心素养培养理念的必然性与必要性，并在化学实验教学期间，坚定不移地贯彻落实核心素养培养理念。例如，在化学实验教学设计中，教师可以基于课程改革的视角，从全面贯彻落实创新型教育的理念出发，结合化学学科核心素养培养的基本要求、标准以及指标等，全面构建一套健全的化学核心素养培养体系，并利用該体系提高整个化学实验教学的质量。由于核心素养是当下指导化学实验教学设计的一条核心主线，为整个教学指明了方向，如高阶思维培养等都是培养高中生化学核心素养不可或缺的关键能力之一，针对性地调整化学实验教学方案及流程具有其必然性，对学生综合素质的提升有很大帮助。因此在后续化学核心素养培养的视角下，教师要持续深化化学实验教学设计改革，密切关注并融合学科核心素养培养的内容及元素，真正持续性培养学生的化学核心素养，贯彻落实新课改下化学教学大纲的基本要求，不断提升化学实验教学方案设计的质量，突出本校化学实验教学的特色，形成科学的化学实验教学观念，为后续高质量的化学实验教学做好铺垫。（三）重视实验设计理论，创新化学实验教学形式化学实验教学设计的一个重要环节就是要系统考虑整堂化学实验课的流程、步骤以及注意事项等内容，保证教学目标与背景分析的准确性，以及符合学生的认知规律；同时要注意对化学实验教学中的板书进行美化设计，并对其中有特色的地方进行补充说明，真正地将化学核心素养培养思想贯穿于学生化学核心素养的实践过程中。针对任何一个部分的化学实验教学设计，教师都需要在设计中考虑相应的化学反应基本原理，这是整个设计的理论依据；实验的创新或者改进也需要充分考虑其中的基本化学反应原理，合理选择各种各样的化学反应物，优化整个操作程序，科学设置配套的化学实验装置等。由此可知，基于基本的化学反应原理创新或者改进化学实验设计方案，是保障后续化学实验教学质量的关键所在，也是化学教学深入改革的一个重要路径，避免忽略了化学实验设计方面的理论指导而直接开展化学实验，从而不利于提高高中化学的教学质量。例如，现阶段的高中化学教学过程中涉及了多种多样的化学实验，如针对“要求学生设计化学实验方案来区分硫酸钠与氯化钠”这一化学实验设计，不同高中生都会结合自身的思考给出自己的答案：有的高中生选择硝酸银作为自己的检测试剂，有的学生则会选择氯化钡作为自己的检测试剂等。虽然这些高中生在检测实验中选择了相同的实验原理，但是如果学生选择硝酸银，那么具有微溶性的硫酸银可能会因为不稳定以及易分解的特性等，在反应之后生成难溶性的氧化亚银，这样就无法达到相应的化学实验目的。因此教师在设计化学实验的过程中，可以结合现阶段国内化学教材的内容安排情况，在化学实验图片、表格数据等方面下功夫，在展示化学实验内容时，采用图片、表格等形式内容，让学生选择图片呈现化学实验的基本装置或现象（鉴定钠与水反应、铁离子等）、实验基本步骤（切割金钠、氨气制取等）以及实验细节展示（如浓硫酸与铜之间发生化学反应等）等；有的学生可能会选择操作示意图，如嗅闻气体的气味，操作容量瓶掺加液体，配置一定物质浓度的溶液，等等。只有在化学实验方案设计中明确安排内容，才能够联系化学核心素养培养的基本要求开展高效的教学活动。（四）联系实验教学目标，优化化学实验教学方案化学实验教学设计的根本出发点是持续优化整个化学实验的教学流程，助力化学实验教学质量的提升，充分发挥化学实验教学在提高学生学习效果方面的效能。在教学中，教师可以通过联系化学核心素养的培养诉求以及实验教学目标，对整个化学实验教学设计方案再次进行整体优化设计，保证可以制订出一个完善的化学实验教学设计流程，流程能够囊括教学设计、教学评价与反思等完整的教学环节，以最大限度地保障化学实验教学设计方案的完善性与合理性。例如，在化学实验教学设计中，教师可以结合化学实验教学要求以及其他实际教学情况，遵从如下基本流程：导入问题，新课引入——情境创设，引导探究——动手实验，证伪求实——分析归纳，结论得出——巩固训练，深化理解——教学评价，反思优化。经过上述这种完善的化学实验教学设计流程，教师可以持续融入化学核心素养培养的基本理念，对提高整体化学教学质量有很大的帮助；可以将核心素养培养思想贯穿于整个教学实践中，确保学生可以学到更有价值、有意义的化学实验内容。尤其是在不同的化学实验教学环节，教师都可以适时与学生进行互动沟通，指导学生结合自身的学习情况大胆自主地设计化学实验方案，不断提升学生的创