学科育人视域下的高中化学实验教学实践

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

沈利军

江苏省淮安市涟水金城外国语学校

摘要

从学科育人视角对高中化学实验教学进行改革,积极探索多元化实验教学活动的设计和应用,能强化化学教学指导效果,彰显学科育人功能,使化学教学活动高效化开展。本文从学科育人视角,对高中化学课堂上实验教学的改革创新措施进行了探究,提出了多元化开展化学实验教学活动的措施,力求能增强教学实践性、创新性,引发学生对化学知识的思考,使学生综合素质不断提升。


关键词

学科育人;高中化学;实验教学

正文


    在当前教育改革的浪潮中,学科育人已成为提升教育质量的核心议题。高中化学实验教学,作为培养学生科学素养、实践能力和创新思维的重要载体,其重要性日益凸显。然而,传统的高中化学实验教学模式往往侧重于知识的传授与验证,忽视了学生在实验过程中的主体性和探索性,难以有效激发学生的学习兴趣和潜能。在此背景下,基于学科育人视角开展化学实验教学活动,能引导学生学习和掌握扎实的学科知识,培养学生综合运用知识解决实际问题的能力,促进学生在化学学习实践中实现全面发展。

一、高中化学实验教学中渗透学科育人理念的重要性   

    其一,有助于帮助学生塑造正确的价值观与社会责任感化学实验教学中渗透学科育人理念,意味着要注重培养学生的伦理道德和社会责任感,使化学学科的综合育人价值得到充分彰显[1]。化学作为一门与人类社会生活密切相关的学科,其发展与应用往往伴随着环境影响、伦理考量等问题。因此,在实验教学中,教师引导学生关注化学实验的环境友好性,教导他们如何减少实验废弃物、合理使用资源,从而培养他们的环保意识。同时,教师根据化学学科内容,也会带领学生讨论化学科技的社会应用,思考药物研发、新能源开发等涉及到的化学知识以及社会内容进而激发学生对科学服务于社会、改善人类生活的认识和热情,增强他们的社会责任感。

    其二,有助于激发学生创新思维与批判性思维能力在化学实验教学中教师融入学科育人理念,鼓励学生在掌握基本实验技能的基础上,勇于尝试不同的实验方案,探索未知领域,能对学生创新思维训练产生积极影响,促进学生化学批判思维能力逐步优化[2]具体分析,化学实验教学活动的设计和学科育人理念的渗透,能在化学课堂上为学生提供了自由探索的空间,并且教师也会鼓励学生从多角度针对化学知识进行探索和分析,从而激发他们的创新思维。比如教师在课堂上设计性实验或探究性实验,能在实验教学中指导学生学会如何提出问题、设计实验方案、收集和处理数据以及得出结论,使学生能参与实验操作,也能面对实验中的失败和不确定性学会反思和调整策略,进而培养他们的坚韧不拔和灵活应变的能力,为学生全面发展助力

    其三,有助于增强学生实践操作能力与合作精神化学实验教学强调“做中学”,即通过亲手操作来加深对化学概念和原理的理解,在实际开展化学实验教学活动的过程中,教师会有意识地鼓励学生参与化学实验探究任务,要求学生在合作探究的基础上对实验内容进行探究,从而提升学生实验操作技能,使学生逐步学会如何安全、有效地进行实验,为学生未来学习和成长提供良好的支持。同时,化学实验教学中,教师会鼓励学生参与团队合作,这为学生提供了锻炼沟通协调能力和团队协作精神的机会,使学生能在团队中找到合适的位置,合作参与探究实践,从而增强学生化学综合素养[3]

二、学科育人理念下高中化学实验教学综合实践措施

    从学科育人视角对高中化学实验教学进行改革,积极探索化学实验综合实践教学活动的设计,促进学生对实验内容深度探究,能引发学生对化学实验的多元化思考,使学生在合作探究中获得良好体验。下面就对高中化学实验综合实践教学措施进行细化分析:
(一)创设虚拟实验情境,提供多元参与空间

    对于高中化学教学而言,虚拟实验情境的创设和应用,主要是教师在课堂上借助虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等现代信息技术手段,模拟真实的化学实验环境和过程,使化学实验教学能打破传统实验室的物理空间限制,进而方便学生在任何时间、任何地点进行实验操作和探究,有效培养他们的自主学习能力和创新思维[4]在化学实验教学活动中,教师应该探索虚拟化教学情境的创设,在虚拟空间还原化学实验教学内容,进而在虚拟实验中引导学生参与深度探究,引发学生对化学实验内容的思考,切实增强学生学习能力,使学生对化学知识的学习更加深入,保障学生在多元实验和参与基础上,对化学知识的理解和认识更加深刻。

    例如,在高中化学铁及其化合物的性质”化学实验教学中,教师可以选择“铁与硫酸铜的反应”实验作为切入点,积极探索化学实验教学活动创新设计,构建全新虚拟实验教学指导模式,引发学生深度参与,使学生在虚拟实践中获得良好体验。在实验教学中,教师设计虚拟空间,能引导学生更加直观地观察化学实验现象和实验原理,使学生能对化学实验反应方面的数据变化产生形象化的感知。在学生积极参与虚拟实验并系统探究后,能观察到实验过程中铁丝或铁片表面逐渐附着一层红色的物质硫酸铜溶液的颜色由蓝色逐渐变为浅绿色,并且根据此类现象,教师可以引导学生对化学实验原理进行深度分析,提高学生对化学实验内容的理解和认识能力。在此基础上,教师从学科育人视角,可以尝试围绕化学实验探究内容,提出引导性的问题,如通过观察实验现象,你能描述铁与硫酸铜反应的过程吗?这对你理解化学反应的本质有何帮助?”“为什么铁丝表面会附着一层红色的物质?这层物质是什么?”“虚拟实验与真实实验相比有哪些优点和不足?在进行科学探究时,我们应如何充分利用两者的优势?”在有效开展问题引导教学后,教师就能优化化学实验教学指导效果,深化学生对化学实验内容的认识,提高学生化学探究能力和问题解决能力,保障学生实验探究素养得到进一步优化,从而使学生综合素质得到针对性训练。

(二)发布化学实验任务,引导学生深度探究

    在化学课堂教学中,教师结合实验教学指导的内容发布实验探究任务,能引导学生对化学实验知识进行深度系统探究,从而强化学生化学核心素养,使学生在化学实验探究中实现全面发展[5]。因此新时期在化学实验教学中,教师应该充分考虑学生的认知水平和个体差异,确保每个学生都能在完成任务的过程中获得成就感和成长,同时教师还应该从学科育人视角优化任务探究指导,积极鼓励学生自主设计实验方案,培养他们的创新意识和实践能力,使学生实际解决实际问题的过程中深化对化学原理的理解,提升解决问题的能力。

    例如,在高中化学绿色化学”教学中,就可以尝试从学科育人视角选择相应的化学实验教学内容,然后围绕化学实验设计多元化综合探究任务,引导学生参与到综合探究实践中,有效培养学生化学核心素养[6]。在具体教学中,从学科育人和绿色化学教学视角,教师可以尝试选择涉及绿色化学基本原理的实验,引导学生对原子经济性、无毒无害化学品的合成与使用、可再生能源的开发等进行探究,在实验教学中引导学生分析绿色化学在减少污染、节约资源方面的应用,培养学生的环保意识,同时教师还可以引入绿色化学技术的实验,催化剂的使用、生物降解材料的制备等角度对实验教学活动进行设计,强调技术创新在推动绿色化学发展中的重要性,激发学生的创新思维。在合理化引入化学实验教学后,教师从学科育人的角度,可以对化学实验探究任务进行合理化设计,如要求学生根据绿色化学原理,设计并优化一个化学实验,旨在减少实验过程中的污染或提高资源利用率,在任务驱动教学中引导学生考虑实验材料的选择、反应条件的控制、废弃物的处理等因素,培养他们的实验设计能力和环保意识要求学生收集并分析实验数据,解释实验结果与绿色化学原理之间的关系,在化学实验任务探究中培养学生的数据分析能力和科学思维,使他们能够基于数据做出合理的推断和解释;要求学生围绕绿色化学实验进行社会调研,了解绿色化学在工业、农业、日常生活等领域的应用现状和发展趋势,然后结合化学实验探究情况撰写调研报告,提出自己对绿色化学发展的见解和建议,培养学生的社会调研能力和文字表达能力。在此类化学实验教学中,教师选择合适的实验教学要点,探索学科育人任务的设计和应用,能让学生在实验中掌握绿色化学的基本知识和技能,还能利用多元化的综合探究任务,培养他们的创新意识、环保意识、跨学科思维和社会责任感,从而实现学科育人的目标。

(三)设计开放实验活动,拓宽学生化学视野

    在高中化学实验教学活动中,教师应该根据实验指导的需求,适当地设计开放化实验探究活动,从多角度培养学生化学学习能力,使学生在综合探究中获得良好的体验[7]。具体分析,在化学学科教学中开放实验活动是指那些不受传统教材限制,允许学生自由选题、自主设计的实验项目,此类化学实验活动的设计和应用,旨在拓宽学生的化学视野,促进他们跨学科、跨领域的学习与思考,使学生在实验探究中逐步接触到更多的化学前沿知识和技术应用,了解化学在社会发展和日常生活中的重要作用。在设计开放实验活动时,教师应提供丰富的资源和指导,帮助学生确定研究方向、制定实验计划,还应根据实验教学活动的基本情况,鼓励学生进行小组合作,共同完成实验项目,以培养他们的团队协作精神和沟通能力。此外,在化学开放实验教学中,教师也应注重实践与创新相结合,鼓励学生将理论知识应用于解决实际问题,从而加深对化学原理的理解和应用能力。

    例如,在高中化学化学反应速率的影响因素”实验教学活动中,教师就可以先对教材内容进行深度解析,然后合理化组织规划化学实验活动,引导学生对实验内容进行探究,切实拓宽学生化学视野,使学生对化学实验内容形成全新认识,有效促进学生科学探究精神、创新素养得到进一步培养[8]。具体分析,从高中化学课程看化学反应速率受多种因素影响,包括反应物浓度、温度、催化剂、表面积等,教师在开展化学实验探究的过程中,可以设计开放化实验,组织学生尝试结合自身开放化探究方向,观察并记录反应速率的变化,从而探究它们对化学反应速率的影响。比如可以设计不同浓度对化学反应速率的影响”开放化实验,以硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)与硫酸(H₂SO₄)的反应为例,反应会生成不溶于水的硫,使溶液变浑浊,教师在开放化化学实验探究中,引导学生比较不同浓度条件下溶液变浑浊所需时间的长短,可以判断反应速率的变化。同时,教师还可以设计温度对化学反应速率的影响”化学实验,以过氧化氢(H₂O₂)的分解反应为例鼓励学生参与综合探究,思考反应在催化剂存在下会加速产生氧气,然后比较不同温度下氧气产生的速率,可以判断温度对反应速率的影响。在此类开放化实验教学中,教师能引发学生对本节课化学实验内容的思考,还能利用开放化的设计激发学生的探究兴趣,培养他们的科学思维和社会责任感,真正实现学科育人目标。

 

结语

    综上所述,从学科育人视角对高中化学课堂教学模式进行改革创新,积极探索化学实验教学活动的设计和应用,能发挥多元实验探究活动作用,引发学生对课程知识的思考,使学生在深度探究中获得良好体验,保障学生化学学习能力得到进一步提升。因此新时期在教学活动中,教师应该重点把握学科育人理念的指引,从多角度探索化学实验教学活动创新设计,有效提升学生化学学习能力,助力学生全面发展。

参考文献:

[1]刘岩.高中化学实验教学中学生创新能力培养策略[J].中学课程辅导,2023(32):39-41.

[2]徐祚寿.“科学探究与创新意识”在高中化学实验教学中的实践研究[J].数理化解题研究,2023(30):125-127.

[3]王陈颖.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考[J].数理化解题研究,2023(27):107-109.

[4]董作宝,杨辉振,刘秀莲.以学生为中心优化高中化学实验教学的实践策略[J].广西教育,2023(26):70-75.

[5]王莎.虚拟实验在高中化学实验教学中的应用实践——以“胶体的性质”教学为例[J].高考,2023(25):144-146.

[6]朱维熙.基于学科育人的高中化学实验教学研究与实践[J].考试周刊,2023(32):115-120.

[7]陈秋蜜.核心素养下高中化学实验教学优化的实践研究[J].名师在线,2023(18):23-25.

[8]许方.深度学习视域下的高中化学实验教学设计与实践——以“氯水的成分与性质”为例[J].中小学实验与装备,2023,33(02):26-29.

 


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