在化学实验中发展学生的核心素养

时间：2024-05-10

黄宇杰

【内容摘要】学生未来的发展离不开核心素养的培养，本文从化学的角度阐述了化学核心素养的养成，通过看实验、做实验、玩实验三个方面层层递进，不但提高了学生的化学知识水平，还让化学更贴近生活，真正做到学有所用。

【关键词】核心素养；化学实验；提高思维能力

近几年，“核心素养”这个词语在各类教育报刊和各级教师培训会中频频出现。根据《中国学生发展核心素养》研究成果，学生发展核心素养是指学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。它以全面发展的人为核心，从文化基础、自主发展、社会参与三个方面出发，培养学生的科学精神、人文底蕴、学生学习、健康生活、责任担当、实践创新六大基本素养，并具体细分为人文情怀、审美情趣等十八个基本要点。

那具体如何培养学生的核心素养？相信不同的老师有不同的理解方式。从化学这门学科的角度来说，核心素养包括了变化观念与平衡思想、宏观辨析与微观探视、证据推理与模型认识、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任五个要素。当然，学生要养成这些核心素养不只是简单的背记知识点，会做题就行了，而是需要学生在学习化学时学会主动的思考问题，会灵活运用所学知识解决生活中的一些实际问题，并不断的升华提炼。在培养核心素养的过程中，会用到很多的方法，在这之中，实验探究一定是非常重要的一个环节。实验是化学学科的基础，灵魂所在。在实验探究过程中，学生不但可以发现和验证化学原理，学习新的化学知识，还可以得到成功的快乐。

一、看实验，对知识点的初步理解

相比于其他学科，化学的优势在于可以用大量的实验来阐述书本的知识点，所谓眼见为实，教师在课上说一百遍镁条燃烧产生耀眼的白光不如给学生做一遍镁条燃烧的实验来得更直观、印象更深刻。但是初中学习化学只有短短的一年时间，不可能所有实验都由学生来做，其中大部分实验都是教师的演示实验。这就需要教师认真备好每一个实验。首先要做到操作规范，毕竟初中化学是启蒙化学，教师的一举一动都会给学生在今后的学习中造成印象。因此，不管是以身作则还是为了实验现象更明显，教师都必须要充分准备。学生通过看教师所做的演示实验来描述现象，通过现象来学习书本的知识点。另一方面，化学在初三是一门刚开的学科，那如何来调动学生学习化学的兴趣，使化学在学生有限的学习时间有占有一席之地，笔者认为实验可以起到一个非常积极的作用。通过教师的演示实验，学生可以看到平时生活中看不到的一些现象。

以蜡烛燃烧为例，学生对于蜡烛一定不陌生，但是当我们来细细研究蜡烛，还是可以发现许多学生们没有看过的现象。点燃蜡烛，发出黄色火焰，当教师把一根玻璃管插入火焰中，会发现玻璃管口产生了大量的白烟，点燃白烟，发现这个白烟竟可以燃烧，吹灭蜡烛的一瞬间，同样产生了一缕白烟，迅速去点白烟，发现蜡烛神奇的复燃了。通过一系列的现象，学生很惊奇，自然而然的提起了兴趣，进而学习这一块知识点时更起劲了，而且学完之后印象深刻，不容易遗忘，达到了事半功倍的效果。因此，看实验是学生对于知识点理解的一个非常有效的手段，通过一些有代表性的现象让学生初步理解知识点时没那么枯燥，并且不容易忘记，比如“耀眼的镁条”、“火星四射的铁丝”等等。

二、做实验，对知识点的巩固

当然，光只是看教师的演示实验肯定是远远不够的。看得再多，不如身临其境试一遍更有效。因此，初三化学书本上也安排了八个基础实验来让学生实践。但是在实际学习中有些教师因为需要赶进度，往往不让学生做这些实验。笔者认为这样做是不妥的。也许到最后中考时可能会侥幸考得不错，但是从长远出发对于学生核心素养的培养来说还是弊大于利的。

让学生自己动手做实验，可以让他们真实感受到什么是实验，看讲台上教师做很容易，但是学生自己做起来，特别是第一次做，就会手忙脚乱，出现很多问题。首先就是操作不规范，当然要允许学生犯错，教师在一旁指出错误并让学生加以改正。对于一些没有什么危害的错误操作，可以让学生得到错误的后果。比如高锰酸钾加热时试管口没有塞棉花，结果导致导管都是黑色的物质，整个水槽都变成了红色。实验结束后，没有先将导管移出水面就把酒精灯给熄灭了，结果导致水槽中的水到吸入导管等等。让学生看到这些后果从而再分析错误，在这个过程中，学生的知识点得到了巩固，分析能力得到了加强。

其次，通过以小组为单位的实验探究，可以将学生的思维引入更深的层次，使学生领悟到知识点背后的思想，原理，从而达到巩固知识点的目的。例如在探究碱溶液的化学性质时，NaOH溶液和Ca（OH）2溶液中到底哪个适合在实验中检验CO2，哪个适合在实验中吸收除去CO2呢？学生以小组为单位设计出实验方案：准备两个充满CO2的矿泉水瓶子，分别加入等体积的两种饱和溶液，震荡。发现装Ca（OH）2溶液的瓶子略变瘪且溶液先浑浊后澄清，而装NaOH溶液的瓶子严重变瘪但不渾浊。通过同一小组的对比实验学生得出因为Ca（OH）2溶液与CO2反应会变浑浊现象明显，所以常用于检验CO2，但是NaOH的溶解性远大于Ca（OH）2，能吸收更多的CO2因此常用于除去CO2。

三、玩实验，对知识点的升华

当学生掌握了一定的化学知识和实验技能之后，教师就要开始有意识的培养学生的实验探究精神，就是所谓的玩实验。鼓励学生自行设计进行一些简单的探究实验。对实验中发现的现象和数据进行合理的解释。能运用科学实验回答生活中的一些与化学相关的简单问题。理所当然，这类探究实验做得越多，学生的思维碰撞就越剧烈，对知识点的理解就越透彻，并最终得到升华。其实在最早以前，大气、海洋、土壤等生活中最常见的东西，也是经过化学家“玩”了的问题，让C层学生回答与基础知识相关的理解性问题。如，在教学《平面向量的数量积》时，教师可在课堂导入环节提出问题。让C层学生回答“我们已经学过的向量运算有哪些？”；让B层学生回答“与实数运算相比，向量可能还存在着哪些运算？”在新课讲解环节，教师可根据教学进度提出相应问题，让C层学生回答“向量数量积的运算结果与线性运算有无区别？”；让B层学生回答“向量数量积的符号由哪个量决定？”；让A层学生回答“你能确定数量积为正、负的条件吗？是否数量积能为零？”。

4.课堂小结分层

在高中数学课堂复习与小结阶段，教师要让不同层次学生自主总结所学习的内容，引导学生梳理知识体系，让学生加深对知识的理解与记忆。如，在《平面向量的数量积》的课堂小结阶段，教师可让C层学生谈谈本节课学习了哪些内容；让B层学生总结一下概念归纳和性质探究的过程，并谈谈自己在本堂课的学习中掌握了哪些数学思想方法；鼓励A层学生大胆提出类比向量的线性运算，向量数量积还需要进行什么方向的探究。在学生自主总结课堂学习内容之后，再由教师进行点评和归纳。

5.课后作业分层

在布置课后作业环节，教师要根据学生分层布置多样化、个性化的作业，避免因布置相同作业而使部分学生产生厌烦感。教师可将作业设置为两个部分，一部分是基础性作业，另一部分是具有一定难度的综合性或思考性作业。如，在布置《平面向量的数量积》一课的作业中，教师可让全体学生完成课本上的习题，将其作为基础性作业。通过布置教材中的基础习题，有助于引导学生进一步巩固数量积的概念，扎实掌握基础数学知识，为后续有关向量知识的学习打下良好基础。而后，再让A层学生和B层学生完成思考题，

“已知：向量a→、b→均为非零向量，a→+3b→与7a→-5b→相垂直， a→-4b→与7a→-2b→相垂直，求向量a→与b→之间的夹角。”利用思考题激发学生的探究欲望，拓展学生的知识视野。通过布置分层作业，能够满不同层次学生的课后练习需要，帮助学生在完成作业的过程中有所收获。

二、教学案例分析

下面以“正弦、余弦函数的图象”为例，对分层教学的具体运用对策进行分析探讨。本节课通过采用分层教学，让学生认识并掌握正弦函数、余弦函数图象，渗透数学思想，为函数性质学习奠定基础。

1.确定教学目标

本节课教学的分层目标为：A层学生通过课前预习理解单位圆中的正弦线，能够通过自学画出正弦函数图像，掌握正余弦函数图像的“五点法”，并能够将其应用于解题中，培养学生自主探究能力、自主学习能力和解决问题能力；B层学生通过课堂组织的小组合作探究活动，能够画出正弦函数图像，理解正余弦函数图像的“五点法”，能够运用“五点法”作出正弦函数、余弦函数简图，培养学生合作能力、思考能力和知识应用能力；C层学生通过小组合作学习初步理解正弦函数图像的作法，并在教师的讲解下作出图像，理解“五点法”以及正弦函数、余弦函数图象的特点，培养学生初步解决问题的能力。

2.设计教学过程

在课堂导入环节，复习弧度定义、函数的性质、函数图象描点法等已学习的知识点，归纳总结正、余弦函数定义。在新课讲解环节，教师提出以下问题：

①在单位圆中作出正弦线函数图象。在小组合作学习模式下，每个小组均匀分配A层、B层、C层学生，通过集思广益、共同探讨，作出图像。

②作出y=sinx，x∈R图象。由A层、B层学生归纳总结，教师及时补充。

③根据正弦函数图象作出余弦函数图象。由A层学生作出图象，教师再利用多媒体课件展示图形变换。

④快速简便画出正弦函数图象。A层、B层学生归纳总结，利用五点法作图。引导学生通过作出函数简图，对函数性质进行深入探究，让各层次学生掌握图形画法。

⑤借助正弦函数，确定余弦函数y=cosx，x∈[0，2π]图象的关键点。由A层、B层学生进行总结，作出图象。C层学生认真听取A、B层学生的总结和教师的讲解，逐步理解重要知识点。

⑥在新课内容教学完毕之后进行例题讲解，教师要对教材中的例题进行精讲，着重于让C层学生逐步理解图形的画法。

⑦对y=sinx，x∈[0，2π]图象进行平移、翻转，得到y=3±sinx，x∈[0，2π]的图象和y=sin（x±π3）的图象。让A层、B层学生总结及归纳函数值加减变动对图象产生的影响。

⑧探讨如何对函数y=cosx，x∈[0，2π]的图象进行变换，形成y=-cosx，x∈[0，2π]图象和y=2-cosx，x∈[0，2π]的图象。由A层学生自主探究完成。

3.课堂练习

教师要布置分层课堂练习，让学生利用所学知识求出x的集合。A层学生的练习题：sinx≥12，（-π2