化学实验教学如何培养化学学科素养 本文关键词：化学，素养，学科，实验教学，培养
化学实验教学如何培养化学学科素养 本文简介：摘要：新课程理念下，人才培养的目标要求不仅要储备科学知识，更要提升科学素养。化学课堂教学过程应以化学实验为媒介，帮助学生掌握化学知识与技能，帮助学生培养严谨的科学态度和科学探究方法，帮助学生逐步形成科学素养。关键词：化学实验教学；学科素养；培养《普通高中化学课程标准》要求，化学课程需通过三维目标来实
化学实验教学如何培养化学学科素养 本文内容：
摘要：新课程理念下，人才培养的目标要求不仅要储备科学知识，更要提升科学素养。化学课堂教学过程应以化学实验为媒介，帮助学生掌握化学知识与技能，帮助学生培养严谨的科学态度和科学探究方法，帮助学生逐步形成科学素养。
关键词：化学实验教学；学科素养；培养
《普通高中化学课程标准》要求，化学课程需通过三维目标来实现对公民科学素养的培养［1］。因此，在实验教学过程中，教师必须重视学生学科素养的培养，使学生在掌握学科知识的同时，不断形成科学研究方法和严谨的科学态度，最终能利用已有知识解决实际问题［2～3］。总的来说，科学素养可用图1来表述［4］。而化学学科中的实验环节可从多角度培养学生的学科素养。例如，通过化学实验中清晰生动的实验现象，培养学生的观察能力、注意能力、表述能力；通过创设科学实验情境，培养学生的实验能力、创新能力，并形成科学的研究方法等。因此，教师应充分发挥化学实验的特殊作用，实现对学生科学素养的培养［5］。
1演示实验，培养学生的观察与分析推理能力
化学实验中常伴随有神奇的现象，使学生产生浓厚的兴趣。演示实验，除了激发学习兴趣外，还能帮助学生理解教学内容，培养学生观察和分析问题的能力［6］。Na2O2与H2O反应的实验装置如图2所示。在装有少量过氧化钠的试管中逐滴加入2mL水，再向溶液中加两滴酚酞溶液。用手触摸试管，取一根带火星的木条伸入试管内，观察实验现象。根据实验现象分析，学生可直接推断出过氧化钠与水的反应产物，并根据已有的氧化还原反应相关知识，对该反应进行配平，避免通过死记硬背让学生记忆重要的化学方程式。而通过实验现象讨论与分析，学生对于化学知识的记忆反而更清晰。随后，再通过吹气生火实验，学生也可以根据实验现象分析Na2O2与CO2反应的产物。因此，演示实验可有效培养学生的观察能力和分析推理能力。
2改进装置，培养学生的创造性思维
在部分演示实验设计中存在现象不明显或尾气处理不当等问题。教师在实验过程中可有意识地突出实验中的不足之处，引导学生积极思考，提出改进方案，不断提升学生的思维能力，逐步形成创造性思维［7］。在课堂演示实验过程中，我们常加入过量的过氧化钠固体和少量的水参与反应。随后，向溶液中滴加2滴酚酞溶液，可观察到反应体系变红后立即褪色，导致学生较难观察到酚酞指示剂变红的现象，甚至对实验现象及产物的确定产生怀疑。由此，应鼓励学生通过查阅资料对实验装置进行改进。改进装置如图3所示。采用该改进装置，学生可充分观察到过氧化钠与水反应的实验现象，并确定产物NaOH和O2的生成，同时，更明确了过氧化钠的强氧化性和漂白性［8］。除此以外，学生还可以对一些尾气污染较严重的实验进行改进，包括黑面包实验、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应等。通过实验改进，实验过程在密闭环境中充分进行，培养了学生的创新思维能力和环保意识。由此可见，引导学生改进实验装置可有效提升学生的科学素养。
3分析失败实验，提升学生的科学思维能力
对于高中阶段的学生，如果完全忽略实验的客观性，把实验内容理想化处理，那么，将限制学生创造思维的良性发展［9］。因此，在实验分析过程中应正确引导学生分析实验结果，分析失败的实验现象，培养学生从失败中获取知识，从失败中提升学习的能力。在中学化学教学过程中，碱溶液参与的化学反应数不胜数。而最常用的检验碱溶液参与化学反应的方法是加入酚酞指示剂，观察溶液的变色情况。我们习惯性认为，酚酞在酸性或中性溶液中变为无色，在碱性溶液中则变为红色。通过观察溶液的变色情况，从而确定溶液的酸碱性，甚至于还可以通过观察溶液变色后的深浅程度确定物质的碱性强弱，例如，同浓度的Na2CO3与NaHCO3的碱性强弱比较。但事实上，将酚酞指示剂加入浓度较大的碱性溶液中，溶液变红后会立即褪色。通过课堂演示中出现的异常现象（酚酞与碱先变红后立即褪色），引导学生观察实验并深入思考，并进一步设计探究实验，分析原因。通过进一步实验探究，我们发现不同浓度氢氧化钠溶液与酚酞指示剂显色10s后现象如图4所示。通过对课堂实验教学中的异常现象的分析和课后研究，学生初步认识了指示剂的显色范围，为学习人教版高中化学选修4的溶液酸碱性等知识点奠定了基础。由此可见，通过对“失败”的化学实验分析、探究，学生可获取更丰富的知识，逐步养成科学严谨的探究精神，提升科学素养。
4设计实验，培养学生的科学研究方法
探究性实验是学生在教师指导下，完成实验设计、实验操作、实验观察，并通过实验过程获得结论的过程。以探究苯酚与浓溴水的反应类型为例，利用实验设计过程，激发学生实验探究的积极性［9］。苯酚与浓溴水的反应类型是学生容易出现疑问的难点之一，而通过实验探究可有效地帮助学生记忆和理解［10］。如果苯酚与浓溴水发生取代反应则会生成小分子HBr，而加成反应则没有小分子产物产生，因此，引导学生设计实验检验无机物小分子则成为了实验的关键。学生通过已有的知识和实验经验进行实验设计，可通过检验溶液的酸性变化或测定溶液电导性的变化，最终得出结论：苯酚与浓溴水的反应类型应为取代反应。由此可见，无论采取何种实验教学方法，其中都蕴含着科学认识过程和方法，使学生在认识化学知识的过程中掌握科学研究方法，提升科学素养。
5对外开放实验，培养学生学以致用的能力
课外实验是指无教师现场指导，学生在课外用一些简单易找的器材，独立完成设计、找器材、制作、操作并得出结论的过程，可提升学生学以致用的能力［11］。但是教材中这种实验太少，因此，在课堂实验教学中可简单渗入生活中的化学实验，初步培养学生用已有知识解决生活问题的意识，拓展延伸学生的课外实验。例如，在研学旅行中，带领学生去农夫山泉工厂进行水体酸碱性分析，让学生利用pH试纸检测不同品牌、不同水源的pH，再通过调研了解不同pH的水对人体的影响；在生活中，利用厨房中的碱面代替洗洁精洗涤油污，了解油脂的水解条件和基本原理；还可以让学生了解药品和食品中的化学物质，如补铁药品中是Fe2+，为防止其被氧化，一般与维生素C共同服用。这样，既了解了Fe2+易被氧化的性质，也掌握了维生素C的还原性。通过化学与生活的结合，学生感受到化学实验的乐趣以及化学学科的重要性，从而培养了学生学以致用的学习能力。综上所述，培养学生的学科素养是一项长期的、艰苦细致的工作，它需要广大的一线化学教师努力探索［12］。在教学过程中要充分发挥学科特点，以化学实验教学为平台，采取多种有效措施，积极探索不同的实验教学模式，努力培养学生的科学研究方法和科学素养，全面提高学生的综合素质，保证学生更好地适应社会发展需求。
参考文献
［1］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准［S］.北京：人民教育出版社，2003.
［2］陈薇.初中化学实验教学中培养学生科学素养的研究［D］.南京：南京师范大学，2008.
［3］程国平.高中化学实验教学中学生科学素养培养的研究［D］.武汉：华中师范大学，2007.
［4］黄勇干，熊言林.新课程理念下化学实验与科学素养培养策略探讨［J］.科技咨询导报，2007（22）：162.
［5］卢春，万永红，周玲.浅谈化学实验教学中学生科学素养的培养［J］.科技广场，2007（2）：208～209.
［6］张军格.化学实验与科学素养的培养［J］.科技风，2008（15）：47.
［7］冯洪明.加强化学实验教学培养学生科学素养［J］.新课程研究，2009（1）：130～131.
［8］刘潇，陈纯，秦才玉.“过氧化钠与水反应”实验装置的改进［J］.实验教学与仪器，2017（11）：26.
［9］巫有凤.化学实验在培养学生化学科学素养中的作用［J］.卫生职业教育，2005（13）：107～108.
［10］陈纯，刘潇.苯酚与溴水反应的实验设计［J］.新课程，2018（8）：97.
［11］刘晓蕾.浅谈化学实验对培养初中生科学素养的几点做法［J］.景德镇高专学报，2004（2）：58.
［12］李永峰.高中化学实验教学的优化设计探索［D］.上海：华东师范大学，2007.
作者：陈纯 单位：陕西省西安中学
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