核心素養理念指導下初中化學實驗教學有效策略研究

陳小萍

化學是一門以實驗為基礎的學科。學生的科學思維、化學觀念、科學探究能力以及科學態度大部分都是通過實驗來獲得的。換句話說，運用化學實驗培養學生的化學核心素養能夠起到顯著的作用。目前，在初中化學課堂中，實驗所受的關注度較低。雖然大多數教師知道實驗的重要性，但大多數情況下實驗教學還是以教師的演示實驗為主，導致學生動手能力得不到提升，化學思維也得不到相應的發展。對此，以核心素養理念為指導，轉變化學實驗模式是十分必要的。

一、 核心素養理念指導下初中化學實驗教學的具體策略

(一)構建實驗情境，建立化學觀念

化學觀念作為初中化學學科的核心素養之一，是學生探索化學性質以及化學反應規律所形成的基本觀念，也是學生認識化學物質結構與應用化學知識解決問題應具備的能力之一。但在初中階段，學生建立化學觀念具有一定的難度。因此，教師可構建實驗情境，讓學生直觀地感受到物質的變化，客觀審視化學物質在變化過程中原子的重新組合，感悟物質微觀化的特征，以此建立化學觀念。

以“化學變化和物理變化”為例，為了使學生通過一系列的實驗基本操作歸納、總結物質的變化和性質等概念，教師呈現出一些物質變化的情境動畫，如水在一定條件下結冰、鐵在潮濕的環境中會慢慢生銹、煤燃燒、炎熱的夏天食物腐敗等，讓學生初步了解物質變化的特征，也使他們認識到在物質世界里各種物質存在多種相互作用，同時也不斷發生變化，但學生對以上生活情境中物質變化的本質卻難以理解，對此，教師引導學生借助于固態的冰、液態的水展開實驗操作活動。其中，學生通過觀察“加熱固態的冰熔化成液態的水以及液態的水沸騰生成水蒸氣”等一系列現象感悟物質發生的物理變化，再通過燃燒銀白色的鎂帶生成白色粉末、二氧化碳氣體通入澄清石灰水中生成白色沉淀等一系列過程掌握化學變化的特征。最后，學生再觀察課前導入情境中的實驗現象，便更加清晰地認識到生活中的物理變化與化學變化。

再以“物質由微觀粒子構成”為例，為了使學生能夠從微觀角度解釋宏觀現象，教師構建實驗情境，首先拿出一塊糖放入水中，學生能夠發現糖逐漸消失了，引發學生對微觀世界的探析。隨后，教師組織學生運用井穴板這種微型儀器，并取少量的品紅開展實驗活動，學生觀察到品紅在水中逐漸擴散，以此深刻認識到物質由微觀粒子構成。而類似“飽和溶液”這一實驗活動，也可以構建實驗情境作為導入，如：在課前，教師拿出學生熟悉的鹽和糖，將其溶解到水中，隨著鹽和糖的不斷加入，學生能夠看出杯底會剩下溶解不了的糖或者食鹽，對此，教師引入問題：這個實驗說明什么問題？激發學生對科學實驗探究的興趣，并對飽和溶液和不飽和溶液產生初步觀念。隨后，在教師的引導下，學生根據教材中的實驗展開操作活動，以此逐步認識到什么叫作飽和溶液、什么叫作不飽和溶液。由此可見，以實驗情境為導入，不僅吸引學生更加深入開展探究實驗活動，還能促進學生思考化學實驗現象，把握實驗原理，建立化學觀念。

(二)合理分組實驗，發展科學思維

科學思維主要指的是學生在頭腦中對化學實驗中的信息進行判斷、思考等一系列的過程。在實驗活動中，學生應養成比較、分類、證據推理等科學思維能力，而這種思維能力也是伴隨著實驗的開展而逐漸形成的。在初中階段，學生初步接觸實驗，并且實驗涉及很多步驟，因此，教師應根據實驗主題合理分配實驗活動，讓學生通過解決實驗問題、觀察實驗現象等活動，逐步形成化學思維意識，形成科學思維方式，進而全面發展科學化思維。

以“制取氧氣”為例，本章節是學生初步學習氣體的制備，也是學生對化學實驗基本操作的綜合運用，但這一實驗活動涉及的探究問題較多，因此，實驗活動以分組實驗為主，以教師指導為輔。首先，通過提問的方式讓學生回憶“制取氧氣的三種方法”，隨后，開展“高錳酸鉀分解制取氧氣”的實驗活動。實驗開始前，教師引導學生注意實驗的相關事項，如試管口要略微向下傾斜。于是，學生便以小組為單位設計實驗操作流程：“儀器組裝、氣密性檢查、裝入藥品、加熱藥品、收集氣體、檢驗、儀器的拆卸”等，隨后，展開實驗操作活動，掌握制作氧氣的方法。除此之外，學生還以小組為單位展開“過氧化氫溶液制取氧氣”以及“氯酸鉀制取氧氣”的實驗操作活動，以分組討論的方式認識二氧化錳這種催化劑，以此總結歸納出“過氧化氫分解的表達式”和“氯化鉀分解文字表達式”。再以“燃燒的條件”為例，為了加深學生對燃燒條件的認識，教師組織學生以小組為單位，展開實驗操作活動。小組內部可以猜想燃燒的條件，并且以猜想為導向，運用控制變量的方法開展實驗操作活動，以此掌握燃燒的三個條件。類似“酸、堿與指示劑作用”這樣的實驗活動，也可采用實驗分組的方式來提升學生的科學思維。教師引導學生根據教材展開分組實驗活動并記錄實驗現象，同時在實驗過程中要求學生做好對比，組織學生以小組為單位找出酸、堿與指示劑作用的結論，并通過對“酸堿在溶液中的存在都是以離子的形式存在，與指示劑作用時，酸呈現的顏色變化相同，堿呈現的顏色變化也相同，這說明什么”這一問題的討論，進而使他們把握酸堿與指示劑作用的本質。這一分組實驗中，學生的思維是活躍的，并且參與對問題的積極思考，感悟到化學實驗所折射的化學本質特征，逐步使學生建立科學意識。由此可見，進行合理分組實驗活動，不僅使學生把握一般實驗操作的方法，還增強學生的科學意識，增加他們操作實驗的嚴謹態度，以此全面提升他們的科學思維能力。

(三)課內外實驗結合，經歷科學探究

科學探究主要是以探究行為作為活動的核心，通過學生運用一定的技術與手段把握信息、加工信息。而探究行為的出現需要課內外實驗相結合，這樣一來，不僅能夠激發學生的探究興趣，使他們在課外活動中不斷獲得實驗活動的有效信息，還能促進學生在課內進行科學化探究行為。除此之外，這樣也能實現學生綜合能力的進一步提升，豐富他們的探究活動經驗，從而使他們逐步形成科學探究的能力。

以“對蠟燭及其燃燒的探究”為例，為了使學生從生活中發現一些有探究價值的問題以及掌握觀察與描述的方法，教師采用課內外實驗相結合的方式。首先，在課外，讓學生記錄生活中常見蠟燭的顏色、氣味、狀態、手觸摸的感覺，學生能夠初步掌握蠟燭的信息；在課堂中，教師可以引導學生展開有關“蠟燭燃燒”的實驗活動，同時指導學生實驗觀察的角度與方法，于是，學生便能夠根據教材中的提示進行“點燃蠟燭前、點燃蠟燭時、蠟燭熄滅后”等三個探究實驗。其中，在點燃蠟燭前，由于學生已經在課前對蠟燭的有關特性有了深刻把握，更加便于學生探究蠟燭的物理性質。而在點燃蠟燭環節，學生通過觀察實驗現象掌握“蠟燭燃燒后生成水和二氧化碳”等原理。在蠟燭熄滅后這一環節，則培養學生完整觀察實驗的習慣。在整體的探究活動中，以課外探究為起點，使學生初步把握蠟燭的基本特性，聯結課堂實驗活動。在課堂實驗活動中，以探究為核心，通過學生觀察化學實驗現象，借助推理等一般實驗方法，探索出科學實驗的一般規律，從而有助于學生科學探究意識的逐步形成。

再以“金屬的物質性質和某些化學性質”為例，為了進一步鞏固和加深學生對金屬性質的認識，使他們初步學會運用觀察、實驗等方法獲取信息以及表達信息，感受科學探究對知識構建的重要意義，教師采用課內外探究實驗相結合的方式。首先，在課外，教師布置給學生探究活動，如：觀察并描述鋁、鐵、銅的顏色與光澤，設計實驗方案來證明金屬的導電性，根據生活常識總結金屬的其他物理特性，以這一課外實驗探究活動為起點，在課堂中，教師引導學生展開實驗活動來探究金屬的化學性質，如用坩堝鉗夾取一塊銅片，放到酒精燈火焰上加熱，觀察銅片表面的變化。在探究活動中，伴隨著問題的提出，讓學生通過對實驗現象的細心觀察解決問題，同時，總結歸納銅的化學性質。在這種課內外相結合的實驗活動中，實驗不再枯燥，并且能夠使學生切實感受到實驗的發生過程，全面提升其探究思維水平。

(四)豐富實驗素材，樹立科學態度

科學態度是學生形成價值認知、興趣態度以及精神品質的統一綜合體。在初中階段，學生除了形成一系列的化學概念、掌握化學理論基礎外，還需要形成嚴謹的科學態度，并在實驗活動中增強其社會責任感。對此，教師不再將實驗內容局限于教材，而是拓展實驗素材，并將其滲透到實驗活動中，這樣既能使學生熟練運用化學知識客觀判斷問題，還能潛移默化地增強其自身的科學文化意識以及樹立勤奮學習的態度。

以“水的凈化”為例，為了使學生了解凈化水的方法，并建立探究精神和細心標準操作的科學品質以及懂得健康用水和節省用水，教師借助信息技術展示自來水廠凈化水的流程，使學生對凈化水的方法產生一定的探究興趣。于是，學生分組分別展開“沉淀、過濾、吸附”等相關實驗，掌握操作方法與實驗操作原理，最后，教師拓展延伸實驗內容，將日常生活中的過濾視頻呈現到學生面前，使學生將現實生活與化學世界進行聯結，以此感受到化學對改善個人生活與促進社會發展的作用。

再以“水的組成”為例，在水的電解實驗結束后，教師拓展實驗素材，如：英國工業革命之后，一些科學家對水的組成開展了一系列的實驗；英國科學家卡文迪發現可燃空氣。通過一系列實驗素材，讓學生更加深刻理解人類對水的認識過程。在類似“幾種常見的酸、幾種常見的堿”實驗活動中，教師引導學生觀察鹽酸、硫酸的顏色與狀態，并分別打開兩種酸試劑瓶的瓶蓋，觀察現象并聞氣味，記錄表格。在記錄后，教師可以豐富實驗素材，如引入鹽酸、硫酸的用途，并借助多媒體技術形象生動地呈現生活中常用的酸，加深學生對幾種常見酸的認識。同時，對學生認識“幾種常見的堿”，也滲透生活中氫氧化鈉等堿類物質的實際作用。

由此可見，通過實驗素材的不斷豐富，不僅能拓寬學生的視野，還能促使學生運用科學態度看待事物規律，并建立正確的科學價值觀。

二、 核心素養理念指導下初中化學實驗教學設計原則

(一)綠色化原則

綠色化原則主要指的是減少用量、重復使用、可回收、可再生、拒用有毒物，這是實驗活動的基本方針，也是積極踐行化學實驗有效性的途徑。在初中階段，進行綠色化實驗教學，有助于學生多方面素質的提升。將綠色化原則貫穿到初中化學實驗的全過程中，是培養具有綠色化學理念的新型人才的根本要求。初中化學實驗中會涉及一些?；?，如有毒氣體、易燃易爆的氣體等。因此，在核心素養理念的指導下，教師應遵循綠色化原則。首先，充分考慮在整個實驗過程中所產生的污染物，及時對其進行預防、處理，并且以學生的安全為主，防止學生中毒，同時也需要防止空氣污染物直接排放到空氣中，這些都需要教師優化實驗儀器裝置。其次，從節省資源、減少污染這一角度出發，一般情況下多采用微型實驗的方法，提升學生創新能力的同時增強他們的環保意識，也減少了實驗試劑使用過多對環境造成的污染。這也足以看出綠色化原則是進行實驗活動應遵循的基本原則，也是化學實驗有效展開的關鍵。

(二)趣味化原則

興趣是學生開展實驗活動的基本要求，也是引發學生行為動機的因素。沒有興趣的實驗活動容易使學生陷入被動的學習狀態中，并使他們對實驗活動產生刻板印象，不利于實驗活動的開展，進而也難以提升學生的化學素養。在實際教學中，隨著實驗次數的增加，實驗課所探究的化學內容越來越單調，隨之學生的實驗探究興趣也變得越來越低。因此，在核心素養理念的指導下，要全面提升學生的化學素養，則需要教師遵循趣味化原則，并從滿足學生興趣角度出發，賦予實驗趣味性，讓學生感受到實驗操作活動的喜悅，體會到實驗活動成功的幸福感，讓學生持續保持實驗的積極性與主動性。除此之外，實驗活動的開展并不是靜態的，也不是單一的，通過分組實驗以及探究實驗等多種形式，讓學生在操作活動中分析實驗活動的動態性，感悟實驗現象的奇妙，深刻感受化學世界的樂趣，增加其操作行為，讓學生在學習共同體中發揮潛能，提升化學學習能力，豐富化學活動經驗，這也是提升化學核心素養以及操作能力、化學思維能力的基礎。

(三)安全性原則

實驗的安全是實驗活動開展的先決條件，無論是哪一類實驗活動，教師都需要保證自身與學生的生命安全。在初中階段，有些實驗活動會由于操作不當，造成嚴重的安全問題，同時，還會有一些實驗廢棄物沒有及時處理，對身體造成一定的危害。對此，在實驗活動開始前，教師應以基本的安全為出發點，遵循安全性原則，引導學生了解實驗安全措施、掌握正確的操作方法，讓學生重視并熟悉污染物與廢棄物的處理方法。此外，在實驗開始前，注重對學生講述每個實驗細節，使學生切實把握不同實驗的操作流程，嚴格注意對所有實驗儀器的檢查，使學生從實驗本質上關注到實驗安全，豐富學生實驗活動經驗，使他們把握科學知識的同時提高實驗的嚴謹性，掌握實驗儀器的正確使用，提高他們的安全技能。同時，從操作活動中實現學生對知識的不斷更新，全面提升他們的化學素養。

三、 結語

綜上所述，隨著新課改的不斷深化，教師改變了傳統的教學觀念，并且不再以單一化講授知識為主要教學方式，而是在核心素養這一目標維度下建立實驗操作活動，挖掘實驗活動的價值。因此，在初中化學實際教學中，首先，教師應把握化學核心素養的四個維度，深刻認識到核心素養這一隱性教學目標，并挖掘每個實驗中所隱含的核心素養，將其滲透到實驗的各個環節中；其次，認識到實驗活動在初中化學教學中的作用，并在核心素養的理念下重視實驗活動的有效開展。而通過構建實驗情境、合理分組實驗、課內外實驗相結合以及豐富實驗素材等方式，不僅能夠使學生不斷形成化學觀念，建立科學化的思維意識，還能提高他們的科學探究能力，并使其樹立正確的科學態度。此外，通過這一系列方式，也能夠使學生從化學的視角解決一些現實問題。但值得注意的是在核心素養理念下開展實驗活動也應遵循綠色化、趣味化以及安全性原則，以此保證實驗活動得到有效開展。