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基于化学学科核心素养的高中有机实验教学研究

2021-09-22陈桂兰

中学课程辅导·教师通讯 2021年14期
关键词:有机化学实验教学

陈桂兰

【内容摘要】化学学科核心素养的培养对于学生化学的学习具有重要意义,其能够帮助学生更好地去进行化学知识的学习和应用,有利于学生化学水平的提高。而高中阶段,有机化学实验往往是教学难度较大的一部分内容,在教学过程中,融入化学学科核心素养,通过其核心思想对学生的指导,学生在进行有机化学实验的过程中,往往能够获取更多的知识和技能,从而使高中有机化学教学更有意义。基于此,本文将浅谈基于化学学科核心素养培养的高中有机实验教学。

【关键词】化学学科核心素养 高中有机实验教学

高中有机化学与我们生活中的制药、工业生产等息息相关,在学生进行有机化学实验的过程中,教师采取恰当的教学方式,往往能够帮助学生高效地进行有机化学的学习。培养学生的化学学科核心素养,首先需要了解到化学学科核心素养对学生的要求,从而才能夠制定有效的培养策略。因此,在化学学科核心素养的要求下,通过理论教学、实践操作、总结反思等一系列的教学方式,能够让学生有机化学实验的过程更有意义,从而有利于学生化学学科核心素养的培养。

一、化学学科核心素养的要求

化学学科核心素养包括“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”这五个方面。在高中化学的教学过程中,化学学科核心素养要求学生在掌握课本理论知识的基础上,能够将课本理论知识运用到解题过程中,从而加深学生对这些理论知识的掌握程度,且有利于学生提高化学素养。化学学科核心素养还要求学生能够将化学学习融入生活中,如从碳的燃烧过程中学习化学相关知识等。并且能够运用化学知识去解释生活中的问题,提升学生运用化学知识的能力。另外,化学学科核心素养要求学生能够主动运用化学知识解决实际问题的能力。而对于高中有机化学的实验教学来说,化学学科核心素养要求学生能够掌握有机化学知识,并将这些知识应用到化学实验过程中,且在实验过程中,通过实践操作的方式,提高学生动手实验能力。而对于有机化学实验过程中出现的现象,能够应用所学有机化学知识对其进行分析与思考,得出反应的本质,且能从中巩固化学知识,促进学生提高实验探究能力,培养创新意识。

二、有机化学实验教学的策略

为了帮助学生在有机化学实验的学习中培养化学学科核心素养,首先,在进行化学实验前,对一些基础且相关的化学知识进行教学,帮助学生打牢基础,有利于学生顺利完成化学实验;且当学生对有机化学实验预习后,让其进行化学实验方案设计,能够帮助学生开发思维;当学生对有机化学实验有了知识储备后,学生能自主地进行有机实验操作,经教师巡回指导,能帮助学生纠正错误,有利于学生更好地进行有机化学实验;实验结束后,学生通过对实验过程进行反思、总结,从而进一步地巩固化学知识。通过这些方式,能够很好地从三维目标方面提高学生的化学素养,有利于学生的发展与提升。

1.注重基础教学,打牢学生化学双基

对于高中生来说,学好化学,首先要有一个好的化学基础,为此,需要学生注重化学反应原理与基本概念的学习。只有掌握这些基本原理和概念,学生才能够很好地进行实验探究及拓展化学思维等,从而才能够帮助学生去提高化学学科核心素养,并且为学生实验操作奠定基础。另外,学生在进行实验时,常会因为一些外界因素影响实验结果,但若学生掌握了一定的化学反应原理和基本概念,则学生便能根据这些原理、概念与实验结论进行联系对比,能够帮助学生检查实验操作过程,这是化学学科核心素养所要求的。有机实验过程中,有些化学反应往往围绕一个或多个方程式进行,在有机实验教学前,学生充分掌握与有机实验相关的化学方程式,才能够在实验过程中高效地进行有机化学的实践操作,有利于学生有机化学的学习[1]。

例如,当学生在进行苏教版高中有机化学《甲烷的氯代》实验时,想要高效完成这实验,实验前,学生需对有关的化学方程式、反应装置、反应条件、反应现象等知识进行学习,掌握反应最基本的原理。实验过程中,注意引导学生观察集气瓶壁上的实验现象和集气瓶内液面的变化情况,启发学生思考、推导出生成物,理解化学反应本质,让学生充分感受“变化观念”的核心素养。实验结束后,启发学生思考为什么氯气和甲烷的体积比是4:1,让学生体验“证据推理”的核心素养。教学中还可以引导学生思考集气瓶内的液体该如何处理?从而培养学生的科学精神和社会责任。这样可以大大提高有机实验教学的成效。如果学生在进行有机化学实验前,不能对实验相关的化学知识有一个基本的掌握,那么学生在实验过程中,仅仅是根据教材内容机械性地操作,对于学生有机化学实验的学习是毫无意义的。因此,学生进行有机化学实验,需要拥有丰富的化学知识作为基础,才能提高学生有机实验操作技能,且有利于培养化学学科核心素养。

2.设计实验方案,开发学生化学思维

一些高中有机实验可以通过多种实验方案进行,不同的实验方案,有不同的优、缺点,而一个优秀的实验方案设计者,往往能够从成本高低、对环境的污染程度、操作难易等因素出发,从而设计出污染小、成本低、操作简单等优势并存的实验方案。这样的设计,若应用到日常生产中,则对社会具有重大意义,这也是化学学科核心素养所倡导的。因此,学生在进行有机化学实验前,应该充分掌握有机化学知识,并将这些化学知识应用于有机化学实验方案的设计中。在进行实验方案设计中,学生通过从多方面进行思考,提高了思维能力、探究能力和创新意识。学生通过自主地进行化学实验方案的设计,不管设计方案的优劣,学生在实验操作中,往往能够更加积极地参与这大大提高了有机化学实验教学的有效性,且对于提高学生学习有机化学有极大的意义。

以学生做《乙醇脱水》实验为例,实验前,应该先确立一个优秀的实验方案,这样才能够促进有机实验高效进行。教师可以引导学生从催化剂种类的选择、温度计水银球的位置选择、控制实验温度170℃或140℃等方面进行对比分析,学生在思考与探索中,设计出最佳实验方案,培养学生控制单一变量法的学科思维方法。实验后,教师可以进而启发学生思考:为什么在170℃时主要得到乙烯,而在140℃时主要得到乙醚,帮助学生分析化学反应的实质是:不同温度时,乙醇的化学键断裂的位置不同,产物不同。从而培养学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的核心素养。为了更好检验这实验方案的可行性,学生在进行实验操作时,往往会更加认真地操作,这样更有利于有机实验教学。在此期间,学生通过自主设计实验方案,提升其思维能力,且在实验方案设计中促进巩固知识,这些方面,对学生化学学科核心素养的培养具有重大意义[2]。

3.进行实践操作,提高实验探究能力

实践操作对于学生有机化学的学习是非常重要的,学生有机化学的基础知识学习得再好,都需要进行实际操作,通过实际操作能够帮助学生更深层次地理解有机化学知识,有利于学生在有机化学上的提高与进步。并且,学生学习有机化学的目的,不是仅仅为了应付考试,而是在进行实验操作中,懂得将化学知识应用到实际生产及生活中,促进社会进步与发展,这才是掌握化学基本技能具有的意义。因此,学生在实验方案设计后,自主选择化学仪器和化学药品,自己装配实验装置,在课堂上自主地进行实践操作,不断提高自己的动手操作能力。而教师在实验教学中,加强巡回指导,帮助学生给出科学的指导意见,帮助学生培养良好的实验习惯。另外,学生在实验操作中出现问题时,能和教师进行积极探讨,寻找产生问题的根源,从而有利于学生更深入地做实验,且在实验过程中使自己变得更加优秀。

例如,学生在做《乙炔的制备》实验时,根据设计的实验方案,首先是正确组装实验装置,教师要引导学生根据实验仪器的组装原则,选择合适的实验仪器(如选择长颈漏斗或分液漏斗);其次,根据实验操作流程,顺利进行实验操作,才能保证实验成功;再次,在实验中启发学生积极思考,能够促进学生掌握实验基础知识和基本技能;最后,教师在实验中对学生的操作进行指导,从而帮助学生解决操作过程中的问题,提高学生的实践操作能力[3]。这些方面,能够促进学生进一步达成化学学科核心素养的要求,促进学生全面提高化学素质。

4.归纳总结反思,巩固基础知识和基本技能

在学生进行有机实验后,对操作过程中出现的问题进行归纳总结和教学反思是非常重要的。归纳总结和教学反思的过程,是学生进行巩固知识、拓展思维、提高自身化学素质的过程。学生通过对实验操作进行归纳、总结与反思,能够帮助学生巩固有机化学知识和基本技能进,这对于学生学习有机化学具有重要意义。且在实验过程中出现的问题,学生通过总结和反思,能够帮助学生究其原因,从失败的实验中汲取经验,不断改进,有利于学生在挫折中不断反思提高。

例如,学生在做《葡萄糖的银镜反应》实验后,发现实验现象与书本描述不符,因此,学生对化学药品和实验仪器的选择、实验操作过程、实验条件选择等方面进行分析,发现配制银氨溶液时滴加稀氨水的用量控制不当,实验过程中振荡试管,导致实验失败或效果欠佳。对于这些情况,教师应引导学生分析实验失败的原因,让学生改正不足之处,从而在下一次实验时,能够充分体验化学实验成功的喜悦。并且,学生将实验操作中优秀的思想和教师沟通后,获得教师的认可,学生将这些优秀的思想进行总结、归纳,对学生学习有机化学实验起着极大的促进作用[4]。

结语

在进行有机实验教学时,教师注重学生基础知识的教学、实验方案的设计、探究能力的提升、归纳总结和教学反思这些方面的培养,在一定程度上能够帮助学生获得知识、巩固技能、拓展思维、提升自主操作能力等,有利于教师构建高效有机实验教学模式,有利于学生进行有机化学学习,有利于全面培养学生的化学学科核心素养。

【参考文献】

[1]王会玲.从原电池的构成实验教学看化学学科核心素养[J].求学,2020(39):69-70.

[2]王莉萍.基于化学核心素养培养的高中有机实验教学[J].科学咨询(科技·管理),2020(5):285.

[3]单小波,颜桂炀,郑柳萍.基于化学核心素养培养的高中有机实验教学[J].化学教育(中英文),2019,40(21):82-85.

[4]姚琳,聂慧芳,李穆琼.基于全面提升学生化学核心素养的有机化学实验教学实践与思考[J].广东化工,2017,44(19):187-188.

(作者單位:福建省安溪县教师进修学校)

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