基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)探究

張小香

摘要：實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種方式。化學(xué)實驗有助于學(xué)生理解化學(xué)基本概念、化學(xué)反應(yīng)原理，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的分析問題、解決問題能力。針對核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標下中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)存在的不重視實驗教學(xué)、演示實驗多、驗證實驗多、評價體系不健全等問題，教師可從突出核心素養(yǎng)培育導(dǎo)向、將演示實驗變?yōu)閷W(xué)生實驗、改驗證實驗為探究實驗以及建立健全教學(xué)評價體系等方面入手，促進化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的提升，促進學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；中學(xué)化學(xué)；實驗教學(xué)；演示實驗；驗證實驗；評價體系

中圖分類號：G633.8文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2023）17-0085-04

中學(xué)化學(xué)教學(xué)重在為學(xué)生提供未來發(fā)展需要的基礎(chǔ)化學(xué)知識和技能，實驗是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，幫助學(xué)生鞏固化學(xué)基礎(chǔ)知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，具有重要意義。具體來說，化學(xué)實驗可使學(xué)生樹立嚴謹求實、探索未知、崇尚真理的科學(xué)品質(zhì)，形成對立與統(tǒng)一、量變與質(zhì)變、實踐出真知、抽象理論形象化、平衡與守恒的思想，形成崇尚簡約適度、綠色低碳的生活方式。本文針對當前核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標下中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，結(jié)合具體教學(xué)案例，探究提升學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的實驗教學(xué)策略。

一、借助化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的背景分析

核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，是指學(xué)生為適應(yīng)未來社會需求，通過不斷學(xué)習(xí)、積累所形成的品質(zhì)與能力，體現(xiàn)了時代發(fā)展對人才的新要求。化學(xué)新課標要求教師遵循學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律開展教學(xué)，積極培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

初中是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，也是學(xué)生開啟化學(xué)之門的重要時期。將創(chuàng)新意識、科學(xué)精神、思維能力、自主探究、動手操作等貫穿化學(xué)實驗全過程，可使學(xué)生透過微觀領(lǐng)域探究宏觀世界，建立起證據(jù)意識與實證思維。這就要求教師運用科學(xué)的教育理念和方法優(yōu)化實驗教學(xué)，積極提升學(xué)生的實驗技能及思維品質(zhì)，夯實學(xué)生的理論知識基礎(chǔ)，以此提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，落實立德樹人根本任務(wù)。通過化學(xué)實驗教學(xué)，學(xué)生可形成認真觀察實驗現(xiàn)象、縝密思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，這樣，在面對生活中的問題時，就能夠迅速捕捉問題的關(guān)鍵點，提出合理解決方案，同時建立模型思維和證據(jù)意識，能清晰地認識到科學(xué)概念的內(nèi)涵和外延，形成個性化的化學(xué)學(xué)習(xí)方法，為進一步學(xué)習(xí)化學(xué)奠定基礎(chǔ)。

可見，以實驗為載體打造的新型化學(xué)教學(xué)體系，有助于提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。這就要求教師將核心素養(yǎng)培養(yǎng)貫穿化學(xué)教學(xué)全過程，利用化學(xué)實驗提升學(xué)生的觀察能力、思維能力、操作能力和探究能力。同時，通過引導(dǎo)學(xué)生解析化學(xué)實驗現(xiàn)象，使其形成化學(xué)核心觀念、科學(xué)思維，樹立綠色環(huán)保意識。

二、基于核心素養(yǎng)的化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)內(nèi)容

1.觀察理解與比較分類能力

化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，首先要培養(yǎng)學(xué)生的觀察與理解能力。學(xué)生在實驗過程中可認識量筒、量杯、容量瓶、滴定管等計量儀器，試管、燒杯、燒瓶、錐形瓶等加熱儀器以及集氣瓶、廣口瓶、滴瓶等容器的用途。可了解常用化學(xué)藥品，如碳酸鈉、碳酸鉀、硫酸鈉、硫酸銅、氯化鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化銅、高錳酸鉀等的顏色、氣味及性能，可掌握氫氧化鈉、鹽酸、硫酸等腐蝕品灼傷的救助措施。在化學(xué)實驗過程中，學(xué)生還能學(xué)會觀察與辨別所發(fā)生的各類化學(xué)現(xiàn)象與物質(zhì)形態(tài)變化，進而結(jié)合理論知識，建構(gòu)酸、堿、鹽、單質(zhì)、化合物等物質(zhì)的共性特征與相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，學(xué)會運用化學(xué)的思維和語言來記錄、解釋、描述、展示化學(xué)實驗的過程和結(jié)果。同時，教師還要引導(dǎo)學(xué)生掌握更多的化學(xué)實驗技巧與方法，逐步提高學(xué)生的化學(xué)理論知識實踐轉(zhuǎn)化率，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面形成對化學(xué)物質(zhì)及其變化的認識，幫助學(xué)生逐步搭建起符合自身認知習(xí)慣的化學(xué)知識框架。

2.分析歸納與演繹綜合能力

在觀察與理解的基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生運用分析歸納、演繹綜合的方法對化學(xué)知識加以整合，根據(jù)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，以思維導(dǎo)圖的方式構(gòu)建化學(xué)知識樹，將化學(xué)實驗中分散、直觀的知識點綜合為對規(guī)律與本質(zhì)的概括，形成個性化的化學(xué)知識體系。在化學(xué)實驗過程中，學(xué)生會圍繞探索目標，結(jié)合觀察到的化學(xué)實驗現(xiàn)象以及記錄的實驗數(shù)據(jù)，對物質(zhì)形態(tài)變化、質(zhì)量變化、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進行分析，探究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件與規(guī)律，從而真正理解化學(xué)基本概念，掌握化學(xué)基本思想，形成適合自身情況的化學(xué)學(xué)習(xí)方法。同時，會通過化學(xué)實驗掌握置換反應(yīng)、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)等反應(yīng)類型，理解化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量守恒定律和金屬活動性順序等，學(xué)會從微觀層面認識物質(zhì)，用化學(xué)語言表達化學(xué)變化，以符號形式描述物質(zhì)。還會建立宏觀與微觀、變化與守恒思想，在生活中能運用所學(xué)的化學(xué)知識，從宏觀和微觀相結(jié)合的視角尋找解決問題的方案，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念。

3.自主探究與創(chuàng)新能力

在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師在向?qū)W生傳授基礎(chǔ)化學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生形成化學(xué)知識框架的同時，還要積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究能力，使學(xué)生可以獨立解決遇到的具有復(fù)雜性、特殊性的問題。一方面，教師要培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，使其可以敏銳捕捉到生活中、實驗中的問題，結(jié)合所學(xué)的化學(xué)知識，獨立進行分析，并解決問題。另一方面，要著重培養(yǎng)學(xué)生的想象與創(chuàng)新能力，通過開放式的實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，搜集信息，進行科學(xué)論證與分析、交流合作與反思，然后在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對原實驗方案進行優(yōu)化完善，形成“敢于質(zhì)疑、勇于探索、科學(xué)論證”的科學(xué)品質(zhì)。學(xué)習(xí)主動性是學(xué)生進行化學(xué)學(xué)習(xí)的前提與基礎(chǔ)，也是核心素養(yǎng)形成的基本條件。而化學(xué)實驗教學(xué)可為學(xué)生提供更多的實踐操作機會，有助于學(xué)生形成動手、動腦的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，以及以挑戰(zhàn)自我為目標的主動學(xué)習(xí)能力，使其自覺地將學(xué)到的化學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合。與此同時，化學(xué)實驗教學(xué)強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識，使他們在學(xué)習(xí)過程中自覺探究事物發(fā)展變化所遵循的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)客觀事物的共性與特性，形成實事求是、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

4.科學(xué)態(tài)度與社會責任感

化學(xué)實驗可使學(xué)生樹立嚴謹求實、探索未知、崇尚真理的科學(xué)品質(zhì)，形成對立與統(tǒng)一、量變與質(zhì)變、實踐出真知、抽象理論形象化、平衡與守恒的思想，形成崇尚簡約適度、綠色低碳的生活方式。化學(xué)是創(chuàng)造自然、改造自然，維系人類生存的強大武器，在保證人類的衣食住行、提高人類生活質(zhì)量方面，有著重要作用。社會的發(fā)展離不開化學(xué)技術(shù)，傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)又造成了環(huán)境污染，因此，教師要在化學(xué)實驗中引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展和環(huán)境保護之間的關(guān)系，讓學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，并作出正確判斷，如SO2和NO2排放造成的大氣污染問題。要讓學(xué)生認識到環(huán)境保護的重要性，樹立“綠色化學(xué)”觀念和可持續(xù)發(fā)展意識，樹立社會責任感和擔當意識。同時，還要引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)的思想和規(guī)律深層次地認識物質(zhì)世界的發(fā)展變化特點，使學(xué)生形成科學(xué)的世界觀、人生觀、價值觀以及方法論。

三、基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題

1.對化學(xué)實驗教學(xué)缺乏重視

化學(xué)新課程標準要求教師注重理論教學(xué)與實驗教學(xué)的有效融合，促進學(xué)生實踐操作與探究能力的提升。但部分學(xué)生經(jīng)過一年的化學(xué)學(xué)習(xí)后，實驗操作與探究能力仍處于較低水平。究其原因，主要是九年級學(xué)生面臨畢業(yè)和中考，學(xué)習(xí)時間緊、學(xué)業(yè)任務(wù)重，學(xué)校與教師分配在語數(shù)外等學(xué)科的時間較多，對化學(xué)實驗教學(xué)缺乏重視。同時，在化學(xué)實驗中，儀器藥品的取用、溶液的配制、實驗廢液的回收、容器的洗滌和歸置以及安全問題等非常復(fù)雜。為省時、省事，部分教師對化學(xué)實驗采取走馬觀花式的“集中做”“簡單做”，甚至用“講實驗”“背實驗”代替做實驗。很顯然，這種讓學(xué)生以機械記憶的方式掌握化學(xué)知識的化學(xué)實驗教學(xué)方式偏重理論知識的灌輸，沒有把化學(xué)實驗提升到培養(yǎng)學(xué)生的探究意識、科學(xué)精神、社會責任感的高度，不符合核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。

2.演示實驗多，學(xué)生實驗少

在人教版初中化學(xué)教材中，大部分實驗是教師演示實驗，學(xué)生分組實驗很少。演示實驗是一種直觀教學(xué)方式，通常為教師做實驗，學(xué)生觀察劇烈燃燒、溶液變色、沉淀生成等實驗現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。在這個過程中，有的學(xué)生以看熱鬧的狀態(tài)參與，對實驗要領(lǐng)、儀器安裝、操作規(guī)范、注意事項等一知半解，對物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)變化的原理等理解不深。這種方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、質(zhì)疑能力、動手能力和觀察能力，不利于學(xué)生形成獨立思考、敢于驗證的學(xué)習(xí)品質(zhì)，難以激發(fā)學(xué)生對化學(xué)實驗的熱情與興趣。同時，這種實驗方式因缺乏開放性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探索能力與研究能力，制約了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3.驗證實驗多，探究實驗少

分組實驗以驗證實驗為主，一般在本節(jié)課教學(xué)完成后進行。對于實驗的目的、器材、藥品、步驟、反應(yīng)現(xiàn)象、結(jié)論等，教材都有詳細的表述，教師也講得很清晰，學(xué)生只需按規(guī)定的實驗程序動手操作，就可得到預(yù)期的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果。這種“照方抓藥”“菜單式”的實驗教學(xué)方式缺少實驗設(shè)計、實驗論證、情境設(shè)置、合作交流、問題探討、自主總結(jié)、課后反思等環(huán)節(jié)，學(xué)生只是忠實的驗證者、記錄者。顯然，這種實驗教學(xué)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、質(zhì)疑精神以及創(chuàng)新能力、思維能力，直接影響到學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)提升。

4.未構(gòu)建有效的核心素養(yǎng)評價體系

科學(xué)合理的評價體系不僅能直觀反映化學(xué)實驗教學(xué)成效，還能促進化學(xué)實驗教學(xué)的優(yōu)化完善，從而更好地完成核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。但目前，部分教師以筆試成績作為衡量學(xué)生核心素養(yǎng)培育情況的標準。很顯然，這種化學(xué)實驗教學(xué)評價方式是宏觀的、籠統(tǒng)的，不能精準反映化學(xué)實驗教學(xué)中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成效。

四、基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)優(yōu)化策略

1.突出核心素養(yǎng)培育導(dǎo)向

對于化學(xué)實驗，學(xué)校和教師必須認識到其在化學(xué)學(xué)科教學(xué)和核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的重要作用，高質(zhì)量地開展化學(xué)實驗教學(xué)。這其中，在“知識和技能”層面，教師可通過互動式、開放式的實驗教學(xué)設(shè)計，加深學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象以及結(jié)論的認知與理解，使其尊重事實、證據(jù)，掌握基本的化學(xué)原理和方法，逐步形成規(guī)范化操作實驗的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。在“過程與方法”層面，教師可引導(dǎo)學(xué)生完成從感官認識到抽象邏輯思維的過渡，以此增強學(xué)生的實證意識，使其養(yǎng)成嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度，掌握實驗設(shè)計與實驗操作的正確方法，學(xué)會多角度、辨證地分析問題、解決問題。在“探究與創(chuàng)新”層面，教師要突破原有教學(xué)思維定式的束縛，通過設(shè)立探索性的化學(xué)實驗課題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、大膽質(zhì)疑與提問，并讓學(xué)生結(jié)合自身所學(xué)知識進行論證，積極尋找解決問題的方法，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的，即以多層面、融合式的化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計，全方位培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.將演示實驗變?yōu)閷W(xué)生實驗

為培養(yǎng)學(xué)生注重實證、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，教師可結(jié)合課程教學(xué)實際，在條件許可的情況下將演示實驗變?yōu)閷W(xué)生實驗，讓學(xué)生進行小組合作探究，以此激發(fā)學(xué)生進行實驗探索的積極性，提升學(xué)生的協(xié)同合作意識，使其主動思考問題，并設(shè)計解決問題的方案。例如，“金屬的化學(xué)性質(zhì)”蘊含著建立認知模型并運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象的思想和方法。“金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)”是金屬的重要化學(xué)性質(zhì)，不同的金屬與酸反應(yīng)的時間、速度和劇烈程度不同，那么金屬與酸的反應(yīng)有什么規(guī)律呢？怎樣通過實驗來探究呢？教師可引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)過的“燃料及其利用”中的鋅與稀硫酸反應(yīng)來制取氫氣的方法，作為解決新問題的探究起點和抓手，讓學(xué)生以小組為單位探討實驗設(shè)計方案。首先，可將學(xué)生分成四個小組，讓每組學(xué)生分別用鋅、鎂、鐵、銅和鹽酸、稀硫酸開展自主實驗。每組學(xué)生要分別觀察、記錄氣泡產(chǎn)生的多少、反應(yīng)程度的強弱以及反應(yīng)速度的快慢，用燃著的木條在試管口檢驗生成的氣體。然后，各組合作，運用對比分析的方法認識置換反應(yīng)，歸納總結(jié)金屬與酸的反應(yīng)規(guī)律，以此發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的共性，體會運用共同規(guī)律指導(dǎo)實踐的意義，初步構(gòu)建研究一類物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的思維模型。

3.改驗證實驗為探究性實驗

科學(xué)探究是一種重要的學(xué)習(xí)方式，對發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用。在借助化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)時，教師要勇于打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)框架的束縛，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為基本出發(fā)點，推動實驗教學(xué)的優(yōu)化創(chuàng)新。一是開展生活化實驗教學(xué)。化學(xué)是一門與生活密切相連的學(xué)科，學(xué)生在生活中遇到的許多問題都可在化學(xué)實驗中找到答案。因此，教師可以生活場景作為切入點，創(chuàng)新實驗教學(xué)設(shè)計，將現(xiàn)實生活中的化學(xué)現(xiàn)象與化學(xué)實驗教學(xué)有機結(jié)合。例如，教師可指導(dǎo)學(xué)生探究“常見的金屬中，哪些更容易被酸腐蝕”“食用油的乳化現(xiàn)象”“波爾多液的制法”等，或引導(dǎo)學(xué)生利用生活中常見的物品，如食用醋、雞蛋殼、小蘇打、石灰水、喇叭花（遇酸變紅、遇堿變藍、中性是紫色）、塑料袋、塑料瓶、吸管等，靈活開展生活化實驗、開放性實驗，以此激發(fā)學(xué)生探究化學(xué)奧秘的興趣。二是基于簡約、綠色、有趣原則，設(shè)計趣味化學(xué)實驗，如“神火”顯字（酒精燈、玻璃棒、白紙、稀硫酸）、雞蛋游泳（燒杯、鮮雞蛋、水槽、濃鹽酸等）、易拉罐鼓癟之謎（易拉罐、二氧化碳、氫氧化鈉溶液、膠帶），讓學(xué)生從實驗探究中獲得自主發(fā)現(xiàn)的快樂。可見，開放性的探究實驗可加深學(xué)生對理論知識的認知與理解，提升學(xué)生的實驗操作水平，使學(xué)生樹立化學(xué)學(xué)習(xí)信心。

4.建立健全化學(xué)實驗教學(xué)評價體系

對于教學(xué)評價，教師要有充分認識，依據(jù)化學(xué)新課標，多層次、全方位對學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段、不同章節(jié)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)情況進行評價。一是要加大化學(xué)實驗教學(xué)評價模塊在化學(xué)課程整體評價中的比重。二是要科學(xué)設(shè)置化學(xué)實驗教學(xué)評價指標，采用量化評價的方式，對化學(xué)核心素養(yǎng)涉及的各項內(nèi)容進行客觀性評價，并建立評價指標動態(tài)調(diào)整機制。三是要靈活實現(xiàn)教師評價、學(xué)生自評、生生互評的有機組合，通過多樣化評價的應(yīng)用，形成全面、客觀的評價結(jié)果。四是要倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，評價結(jié)果產(chǎn)生之后及時向?qū)W生反饋，以發(fā)揮評價的激勵作用。教師可在此基礎(chǔ)上改進、優(yōu)化、完善實驗教學(xué)方式、內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生反思實驗過程中的不足，形成“評價→反饋→改進”的良性循環(huán)，以此提高教學(xué)成效，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

五、結(jié)語

化學(xué)實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)、驗證、實踐化學(xué)原理的重要途徑，是化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要載體，是化學(xué)理論教學(xué)的“點睛”之筆。在實驗教學(xué)中，化學(xué)教師可通過優(yōu)化、創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識、問題意識、團結(jié)協(xié)作精神及社會責任意識，使學(xué)生成為兼具扎實的知識功底、綜合實踐能力、高尚品德的社會主義建設(shè)者和接班人。

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Exploration of Middle School Chemistry Experimental Teaching Based on Core Competence Cultivation

Zhang Xiaoxiang

（Dongfang No.2 Middle School， Luoyang City， Henan Province， Luoyang 471004， China）

Abstract： Experiments are a way for students to learn chemistry. Chemical experiments help students understand the basic concepts and principles of chemical reactions， cultivate their creative thinking， and improve their ability to analyze and solve problems. In response to the problems of low emphasis on experimental teaching， excessive demonstration experiments， validation experiments， and incomplete evaluation systems in middle school chemistry experimental teaching under the goal of cultivating core competence， teachers can promote the improvement of chemistry experimental teaching quality by highlighting the orientation of core competence cultivation， increasing demonstration experiments into student experiments， changing validation experiments into exploratory experiments， and establishing a sound teaching evaluation system， promote the improvement of students core chemical competence.

Key words： core competence； middle school chemistry； experimental teaching； demonstration experiments； validation experiments；evaluationsystem