“素养为本”的高中化学探究性实验教学策略例谈

陈礼权

摘   要：在高中化学教学中，探究性实验教学是培养学生化学学科核心素养的重要途径。基于“素养为本”的课程理念，在开展“铁及其化合物性质”探究性实验教学过程中，通过精心创设问题情境激发学生的探究兴趣，重新设计演示实验为探究性实验明确探究任务，并适当拓展实验延伸探究内容，较好的培养了学生“证据推理”“科学探究”“社会责任”等方面的核心素养。

关键词：高中化学;素养为本;探究性实验教学

在传统的教育观念中，化学教学应注重学生对基础知识和基本技能的掌握，所以很多教师盲目追求效率，惯于采取灌输式教学法。但随着时代的发展，这种教学理念开始显露弊端，最主要的表现就是学生“高分低能”，学生虽具备应试能力，但却不能将化学的知识和技能灵活地应用到实际问题中，也不能独立面对新的化学领域，这便体现了发展学生化学核心素养的重要性和迫切性。学科核心素养是指具有某学科特点的素质和技能，这是学生在学习和实践过程中逐渐形成的[ 1 ]。《普通高中化学课程标准（2017年版）》明确提出：“普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养”，化学学科的核实素养则包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”等五个方面。

化学作为一门以实验为基础的自然学科，实验教学在高中化学课堂教学中占据着重要地位，是帮助学生理解化学理论、探究化学问题的重要方法，是培养学生核心素养的主要阵地。随着新课标的实施和教育改革的深入推进，“素养为本”成为各学科教学的重要理念，所以高中化学学科的教学理念也应进行相应的调整。在“素养为本”的理念指导下，开展探究性化学实验教学，让学生在科学探究的过程中，充分发挥自己的学习主动性，挖掘自身学习潜能，发展化学学科核心素养。本文将以“铁及其化合物的性质”这部分的实验教学内容为例，阐述如何通过探究性实验教学培养高中生的化学核心素养。

1  创设问题情境激发探究兴趣，培养“证据推理”意識

在开展化学探究性实验教学过程中，首先要通过创设有趣的问题情境，激发学生的探究欲望，并让学生在探究性实验中理解化学原理，体验化学的乐趣，提升实验探究能力，最终培养学生的核心素养。化学以研究物质组成、性质、结构和变化规律为主，而物质的这些特点不会直接呈现给我们，往往需要根据物质的组成去探索其性质，根据其性质进一步探究其变化规律，或者根据物质在某种条件下的反应现象去推测其结构与性质，这就需要培养学生“证据推理”意识与能力[ 2 ]。 所以，在高中化学“铁及其化合物性质”的实验教学中，教师可以先根据学生已有知识经验，创设能激发学生探究兴趣的问题情境，再引导学生应用已掌握的知识和经验，基于证据对物质的性质或变化进行假设、分析和推理，从而有效提高学生的证据推理能力，并促进学生对化学原理和知识的深度理解。

例如，在探究铁单质的还原性时，先给学生创设如下问题情境：“小明为了探究铁单质的性质，设计如下实验：将适量CuSO4溶液置于试管中，然后将一段铁丝插入CuSO4溶液中，静置一段时间后，将铁丝取出。请问，小明可能会看到什么现象？这一现象又说明了什么？”在问题的驱动下，学生开始进行分析和推理。首先，根据当前讨论的话题，学生联想到之前学习的“氧化还原反应”，根据已有知识和经验，学生了解到在Fe与CuSO4的反应中，Fe会发生氧化反应，进而，学生尝试写出化学方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。根据以上信息，学生推测道：“小明应该会发现铁丝表面析出红色物质。”尔后让学生选择相应的试剂和器材，亲自验证自己的推理结果。通过这种“证据推理+实验探究”的方式，可以激活学生的科学思维，使学生在分析推理过程中对物质的性质以及化学反应的过程产生透彻的理解，进而有效培养学生的“证据推理”核心素养。

2  重新设计实验明确探究任务，培养“科学探究”意识

“科学探究”包括提出问题和假设、制定实验方案、进行实验操作等内容，是学生顺利完成探究性实验所必须具备的品质。但是，“科学探究”意识必须在思考、探究、实践的过程中得以萌芽和发展。然而一直以来，很多教师习惯将整理好的实验方法和过程直接展示给学生，或者让学生根据教材上的实验步骤按部就班地进行实验，这演示性实验虽然节省了学生的时间和精力，但学生的实验兴趣低，严重抑制了学生实验探究能力和科学探究意识的发展。因此，教师必须要对纯演示性实验重新进行设计，将演示性实验改为探究性实验，明确实验探究的任务，让学生带着任务开展科学探究实验[ 3 ]。 在高中化学“铁及其化合物性质”的实验教学中，通过重新设置实验方案，设置探研问题，将探究任务移交给学生，让学生亲自经历提问、假设、设计实验方案、实验操作等一系列过程，以培养学生的“科学探究”意识与能力。

例如：在探究亚铁盐的性质时，首先设置探究问题：“亚铁盐具有氧化性还是还原性？”这时学生给出不同的观点，笔者趁势引导学生自己设计实验，以小组为单位完成探究任务。在这一过程中，学生们先是提出假设，然后根据问题和假设，设计探究性实验方案。如其中一组学生的假设是“亚铁盐具有氧化性”，根据化学原理：Fe2++Zn=Fe+Zn2+，设计如下探究性实验方案：

（1）在试管中加入3 ml FeCl2溶液，然后加入几小块锌片;

（2）振荡试管，过一阵后观察现象。

在按照计划进行操作后，该组学生记录的实验现象为：溶液由浅绿色逐渐变成无色。接着，该组学生对实验现象进行分析和讨论，最终验证了Fe2+具有氧化性这一观点。而其他小组也同样得到Fe2+具有还原性这一结论，于是让各小组共享探究过程、讨论探究结果。通过这种方式，可以让学生深入到实验探究的各个环节，从而有效培养了学生的“科学探究”核心素养。

3  适当拓展实验延伸探究内容，培养“社会责任”意识

化学的很多理论和规律是人们对生活现象和生活经验的概括与总结，而成熟的化学技术又回馈于人类的生产生活，并且在很多重要领域发挥着极大的作用，推动了人类文明的进步。所以，化学教学应体现化学与社会、生活的联系，应贯彻“绿色化学”“健康化学”的基本理念，注重培养学生的“社会责任”意识，树立学生利用化学科学造福人类社会的理想信念。在开展化学实验教学中，需要适当将化学实验拓展到生产、生活领域，适当延伸化学探究实验的内容，从而将化学学习与生产生活、社会问题联系起来，以培养学生的“社会责任”意识。在高中化学“铁及其化合物性质”的教学中，我们将实验和探究的内容适当拓展延伸到生产领域，并引导学生思考相关的社会与生活问题，利用所掌握的知识和技术寻求解决办法，从而提高学生的化学应用意识，培养学生的社会责任感。

例如：在學生完成对铁离子的检验后，可将实验探究问题进行了适当拓展延伸：氯化亚铁应用于织物印染、颜料染、制造等多个行业，可以说在我们的生产生活中发挥着巨大的作用。但是，某工厂因工作人员的疏忽，使得一批氯化亚铁粉末长久暴露在空气中，为了不造成浪费，该工厂决定先检验这批粉末的氧化程度，然后再决定其用途。你能帮助他们设计一个实验完成这一任务吗？这一生活化问题马上引起了学生的兴趣，学生根据Fe2+和Fe3+的性质设计实验方案，大体思路是先检验氯化亚铁是否被氧化，再探究氯化亚铁被氧化的程度。通过以上拓展延伸的探究过程，可以让学生认识到化学在人类生产生活中的重要性，培养学生节约以及合理利用资源的意识，并促使学生积极参与化学相关的社会问题的讨论，以升华化学实验教学的意义，培养学生的“社会责任”核心素养。

综上所述，在落实新课程标准的过程中，教师要立足于学生核心素养的培养，重视化学探究性实验教学，并根据实验内容和学生的认知特点来优化教学方案，更新教学理念，运用新的实验教学方式与手段，落实培养学生化学学科核心素养的课程目标，以真正实现高中化学教学的育人价值。

参考文献：

[1] 吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学，2017（5）：3-7.

[2] 占慧军.高中化学课渗透核心素养的思路[J].人民教育，2017（3）：86-88.

[3] 曹占成.高中化学实验教学创新优化策略探究[J].数理化解题研究，2020（36）：82-83.