學科核心素養引導下的高中化學實驗教學研究

李先瓊

摘 要：核心素養概念已經提出多年，并且在大部分學校得到實施，但教學所達到的效果與目標懸殊仍較大。對于高中學生，結合近年來的高考題不難發現，核心素養對學生的重要性、對教育的重要性，因此對學生核心素養的培養刻不容緩。化學作為一門實驗性學科，實驗是學生學習和研究必不可缺的重要手段，借助實驗教學落實核心素養，十分有必要。但是在實際教學過程中，教學效果并不良好，仍存在一些問題。為此，本文將研究高中化學實驗的教學策略，使學生在學習知識的同時能夠提升自己的綜合能力，為教學決策者和高中化學教師提供參考。

關鍵詞：高中化學；學科核心素養；實驗教學

實驗教學作為化學學科的重要基礎，學科核心素養與化學實驗教學之間存在密不可分的聯系，其重要性不言而喻。新課標為新時代的教學工作提供了新的指引作用，在化學教學工作中，新課標明確了化學實驗教學的重要性，指出了在化學教學的過程中應當以化學實驗的探究為核心，引導學生在探究的過程中學習知識，促使學生對化學實驗和生活現象有更深的理解。在人教版高中化學教材中，雖然設置了大量實驗內容，但受到現實因素限制，學生在化學實驗課上親自動手操作機會少、僅觀看實驗視頻或者聽教師口頭描述實驗過程，無法落實新課標中科學探究的教學目標[1]。因此，教師需重視化學實驗教學，充分利用現有的實驗素材和教學資源，合理設計實驗教學案例，引導學生在學習基礎知識和操作的同時實現化學知識應用。

一、化學學科核心素養概述及化學實驗原則、作用

（一）化學學科核心素養概念

化學學科核心素養在課程總體目標和具體目標中都有鮮明的體現，是指學生在學習化學過程中形成的一種品質、能力。高中階段作為學生發展的黃金期，通過化學教學，可幫助學生掌握化學核心概念和化學學科觀念，讓學生從化學角度出發，認識客觀事物，培養學生對化學問題的實驗探究與創新能力，從而形成嚴謹求實的科學態度與崇尚真理的科學意識。

新課標指出，高中化學學科核心素養主要包括五大方面：

1.宏觀辨識和微觀探析。新課標要求，一方面，學生需要正確理解宏觀和微觀的關系，從微觀分析宏觀表現，在實驗操作的過程中，正確描述實驗現象與微觀變化的本質聯系，具備正確書寫化學方程式的能力。另一方面，學生能夠從微觀角度出發，預測物質的性質，從原子、離子和分子等角度，理解宏觀化學性質。

2.變化觀念與平衡思想。學生需以變化的觀點看待事物，正確理解事物的變化性，辯證看待，能多角度、全方位、動態地分析化學反應。當條件發生變化，物質也會隨之發生相應變化。同時，學生還需理解平衡是具有必然性的，平衡是變化后產生的必然結果，平衡與變化二者密不可分。

3.證據推理和模型認知。化學實驗結果作為證據，學生在推理證據的過程中獲得認知結果，培養自身的證據推理能力。而在今天，化學教學中的無數證據在前人推理獲得的基礎上，最終轉變、上升為理論，在該過程中，學生需能運用化學模型揭示某些化學現象的規律和本質，不斷發現其中存在的問題，并提出假設，利用推理驗證假設，可用于實際問題的解決。

4.實驗探究和創新意識。學生在學習化學的過程中，離不開實驗探究活動，學生借助實驗判斷是非，解決實際問題。同時，實驗與創新又是相伴相生的，想要設計出一個合理的實驗，要具備創新意識，而創新意識又可在實驗操作中逐漸養成。

5.科學精神和社會責任。探究與創新作為化學學科的典型特征，嚴謹認真、實事求是是學好化學的基礎，而這些品質也正需要探索與創新。化學的不斷發展在給人們帶來豐富的物質文明的同時，隨之而來的是一些負面問題，如環境破壞、生態污染、食品安全等。因此，教師需將現代社會的新聞時事與化學課本進行聯系，推行綠色化學理念，學生在了解時事內容時，其化學學科素養也同時會得到有效提升。

（二）高中化學實驗教學原則

1.主體性原則。學生主體地位是否得到充分尊重，學生的主觀能動性是否充分發揮，是影響化學教學效果的關鍵因素。教師需充分尊重學生的主體地位，將學生作為中心，確保學生能夠自主設計、自主學習，真正實現師生交流、共同討論、共同成長的目的。同時，發揮教師的引導作用，適時指導，從旁協助，及時解答學生的問題，通過問答、討論等多種方式加強學生的參與度，引導學生的操作，以幫助學生在實驗操作中更好地領悟到化學知識的奧秘。

2.探究性原則。化學實驗的根本目的便是引導學生在掌握相關理論知識后，通過實驗探究印證猜想，或加深對相關知識的研究，以實現教學拓展和延伸的目的[2]。因此，教師需積極遵循探究性原則，積極采取探究式教學策略，使學生在探究實驗的過程中養成理性思維和追求真理的科學精神。

3.趣味性原則。趣味性實驗是學生最感興趣的實驗類型，其次是探究性實驗，學生更加喜歡追求新奇、有趣的實驗，但對于傳統的驗證性實驗興趣不高。因此，教師在化學實驗教學中，可結合當下的時事熱點，提高學生的學習興趣，轉變“為了實驗而實驗”的思想，讓學生體會到實驗的樂趣。

4.安全性原則。在化學實驗教學中，隱藏著一些不安全因素，加之學生缺乏豐富的專業知識和安全意識，若操作不當，極易引發安全事故。因此，教師需做好實驗方案的設計，預測其中潛在的危險因素，并在實驗開始前向學生說明注意事項，保證化學實驗教學的安全性。

（三）化學實驗在高中化學教學中的作用

1.有助于學生深入學習化學知識

化學作為一門操作性較強的學科，化學實驗能夠向學生展示一條探索真理的道路，實驗的創新過程，既是實驗思路的創新，更是新舊知識的有機結合和實踐運用的過程。學生通過親自動手實踐證明了各種化學原理和現象，或者是推導出化學公式，加深對化學知識的理解和影響，拓展化學思維，實現深度學習，掌握化學學科的本質。

2.有助于提高學生學習興趣

新課程標準要求，學生對世界具有與生俱來的好奇心和探究欲，科學教師需悉心呵護。學習興趣作為學生學習主動性與探究欲的動力，也是提高學生學習效率的重要因素。上課時，教師演示化學實驗，學生在驚嘆于其中的神奇之處時，也會想要自己動手實驗，從而激發學生的求知欲，學生在樹立興趣意識后，其學習動機自然得以促成，能夠更好地投入化學學習當中。

3.有助于培養學生的思維探究能力

在化學實驗中，每一個實驗步驟都是有章可循的。通過引導學生熟悉每一個步驟，從而幫助學生基本了解整體化學實驗，進而了解化學實驗背后包含的化學原理，兩者相結合，加深對該化學知識點的了解，培養學生的思維探究能力。

4.在高考中的重要性

高考試題中，會涉及很多化學實驗題，很多原理都是來源于多次反復的實驗。化學實驗不僅考驗學生的動手能力，也是考驗學生對所考的化學知識點是否掌握完全。學生在日常的上課過程中，對于實驗課以及老師上課演示的實驗要有充分的了解，才能保證滿足高考對化學實驗的考查要求。

二、高中化學實驗教學現狀

（一）學校實驗條件

目前，基本上高中學校的實驗室設備都相對齊全，實驗室條件良好。但是，實驗室的使用頻率卻不高，學生對實驗室的具體情況不了解，還有的學校實驗室簡陋，其中的儀器藥品缺乏，導致化學實驗完成率較低。而導致該問題產生的主要原因為各級領導的不重視，對化學實驗教學的重要性了解不足，過分關注學生的成績，而忽視了學生自主能力和創新能力的培養。在化學實驗室的建設上投入不足，導致實驗設備不齊全，加之經濟影響，實驗材料采購困難，部分學校甚至不具備開設全部實驗的條件。

（二）實驗開展情況

許多高中學校的化學實驗教學太過于形式化，在教學的過程中通常是根據應試教育的影響，針對考查內容所進行的教學，化學實驗變得重結果、輕過程。條件好的學校，老師基本把演示實驗演示一遍，學生也只是看了一遍，基本沒有動手操作；條件差的學校，化學實驗就只能是老師講、學生背來完成化學實驗教學。同時，總體而言，學生參加化學實驗的次數較少，化學實驗在化學課堂上所占的時間比例也較少。化學實驗作為一個系統的過程，從設計實驗方案，再到小組合作完成實驗，最后對實驗中的化學現象進行合理的解釋，通過短短的幾分鐘是難以完成的[3]。但是，為了節約教學時間，平衡實驗教學與理論知識教學，常常單純地在黑板上“畫”實驗，或者用播放實驗視頻來代替，教師局限于傳統的教學方法。

（三）實驗藥品、器材的選擇缺乏創新

目前在高中化學實驗教學中，大多由教師準備相應的實驗設備和用品，學生按照教材和教師指導開展實驗，該種實驗方式雖然能夠在一定程度上保證實驗操作的順利進行，提高實驗效率，但是卻缺乏創新，簡單機械，學生缺乏自主思考和創新的機會。同時，在實驗儀器的選擇上較為單一，缺乏多功能實驗儀器，不利于培養學生對化學儀器的辨析能力。例如：在“分液蒸餾在有機實驗中的考查”一課中，教師按照教材引入相關題目并進行講解，再由學生對相關問題展開小組討論，教師向學生展示蒸餾操作示意圖，學生根據示意圖操作，實驗操作過程較為固化，學生可能會片面認為蒸餾裝置僅僅只有課本中展示的這一種，不利于拓寬學生的視野。

（四）實驗評估情況

在教學評價的過程中，教師需從探究式的教學角度出發，一方面要對整體的課堂設計進行評價，了解是否在教學過程中融入新課標的要求，核心素養的要素是否在課堂中得以完全體現，從而明確在日后的教學過程中需要注重哪些方面的提升。另一方面教師還需要根據學生的反饋和成果了解教學設計存在哪些不足，在教學設計及教學方法方面不斷進行完善，提升實驗教學的課堂效率，還要落實科學探究素養的培養。但是，在傳統的化學實驗教學中，教師往往過分關注實驗結果與成績，而忽視了學生是如何開展實驗的，未關注學生在實驗操作中的情感體驗與收獲。許多高中學校對于化學實驗并未制訂明確的考核標準，有的通過實驗探究題考核，有的通過具體實驗操作考核，有的依靠平時成績考核，導致教師、學生對化學實驗的不重視。

三、學科核心素養引導下的高中化學實驗教學策略

（一）展開標準化實驗操作，樹立正確的實驗認知

基于化學實驗室本身的特殊性，其存在一定的潛在危險，若學生對化學實驗室中的藥劑、器材使用方法不明確，則容易引起安全事故。因此，在展開化學實驗操作前，教師需向學生詳細講解、明確演示實驗器材的使用方法，以保證學生安全。

例如：在探究“濃硫酸的性質”一課中，使用到的實驗器材主要有：天平、量筒、燒杯、驗溫器、酒精和玻璃棒，在使用以上器材時，教師需提醒學生注意不可使用手直接觸碰砝碼，避免砝碼受到手上汗液的腐蝕而影響質量。同時，在使用酒精燈時重點提醒學生安全，指導學生合理點火、關掉火焰、酒精燈意外碰倒起火的正確處理手法。展開標準化的化學實驗操作，不僅能夠保證師生的生命安全，確保學校公共器材安全，還能使學生順利完成實驗操作，掌握濃硫酸的性質。同時，在實際的化學實驗操作中，以上實驗器材中的部分器材可使用其他器材代替，但是在使用方法上千差萬別，學生勇于創新、樂于發揮是好事，不斷地嘗試能夠幫助學生加深認知，但是盲目地嘗試卻并不可取，否則可能使學生的生命健康遭受威脅。因此，教師需從正面、反面角度講授化學實驗器材規范操作的意義，以加深學生的安全意識，在保證學生人身安全的基礎上，樹立對于化學實驗的正確認知，落實化學學科核心素養教育。

（二）更新教學理念，創設實驗教學環境

對于高中學生來講，已經具備了一定的分析問題、解決問題的能力，因此教師在課堂教學方面要大膽放手，充分發揮學生在學習上的積極性和主動性，給學生自我發展的空間和平臺。采取更加科學、高效的教學策略：為學生指明學習目標，設置科學合理、梯度適當的問題，指導學生自學[4]。同時，傳統的教學模式正是由于在固定的教學模式下，僅依靠課堂中的教學內容為學生們開展實驗教學，從而造成一系列的弊端。而要想改變這一現狀，就必須設置教學情境，基于教學情境使傳統的化學變得更加多樣，學生能夠從情境中進行發散性的思考和探究。通過展示與課堂知識相關的真實情境，激發學生對課堂知識學習的欲望。因此，在高中化學實驗的教學中，教師應當為學生構建一定的教學情境，使學生能夠基于教學情境去探究知識，幫助學生用身邊的事或物深入理解教材，使學生對化學實驗教學產生濃厚的興趣，愿意為其投入更多的精力。

例如：在學習“鐵鹽的性質”時，教師可先表演一個趣味小魔術：茶水變墨水。在學習“鋁及其化合物”時，老師可扮演患者：最近胃不舒服，老是反酸；讓學生扮演醫生，思考給患者用什么藥物進行治療？又如：在學習“二氧化硫”時，教師可以先讓兩個學生扮演推銷員，分別推銷一種雪白（被漂白）和發黃（原色）的銀耳，讓學生思考：如果讓你購買，你選哪一種？

（三）聯系實際生活，引導學生運用化學知識

結合生活現象構建教學的模式，能夠使學生們對生活中的各種現象產生更為濃厚的興趣，不僅能夠使實驗教學以更為新穎的模式開展，還可以充分引導學生們對現實生活中的各種現象和問題進行思考，使核心素養充分落實在實驗教學的過程中。因此，教師需重視化學學科教學的整體性、進階性、包容性、多樣性、生本性和創造性，以學生對化學知識認知和學習能力發展為學習設計依據。鼓勵學生積極發掘生活中的化學，善于運用化學思維和知識去解決生活中的問題，促進學生知識水平的提高和學習能力的螺旋式遞進式發展，有利于學生化學學科核心素養的培養。

例如：在“生活中兩種常見的有機物之一——乙醇”教學中，教師可以日常生活中乙醇的用途為探究話題，通過用途反映性質，性質反映結構的思想，逐一講解乙醇的結構與性質的相關知識。在此過程中，學生更好地理解化學是一門研究物質、結構和轉化的學科，學好化學首先要建立化學觀念、體會思維方法、動手實驗操作，要樹立科學的態度。

又如：在“醛”的教學中，教師可以學生日常生活中的案例為導入，如“泡在福爾馬林中的小魚仍鮮活如初”，并提出問題：福爾馬林是如何防腐的？讓學生體會化學在日常生活中的重要性。通過了解醛的化學反應，如與銀氨溶液、新制氫氧化銅混懸液，讓學生推測醛還能與氧氣反應，結合生活中喝酒臉紅或“千杯不醉”，進一步強化醇到醛（或酮）、醛到酮的氧化反應，同時讓學生意識到飲酒的危害。由生活實際再回到化學知識點，有利于強化學生對醛酮化學性質的掌握，培養學生獨立思考與概括總結的能力。

（四）應用問題驅動策略，培養探究性思維

問題驅動式教學很符合探究式教學策略的方向，在不斷拋出問題的過程中，學生會對這些問題進行不斷思考，利用學生的好奇心去解決一系列的問題。在逐步解決問題的過程中，學生的思維模式也會更加活躍，符合實驗探究的流程。同時，高中化學實驗的主要目的是鍛煉學生的思維模式，而鍛煉思維就必須要通過學生的思考，思考的過程是基于解決問題的過程[5]。

例如：在“化學反應速率的影響因素”一課中，教師可引導學生自主探究、思考，在開展實驗前，教師可先與學生展開交流，讓學生在已有知識的基礎上進行推測，由學生小組討論。然后，在教師的引導下展開實驗操作，教師需在對學生知識積累情況進行了解的基礎上，針對性地優化、調整教學方案。學生在實驗過程中，通過使用催化劑、更改溶液濃度等實驗操作，記錄下實驗數據和過程，最終分析得出結論。

又如：在“重要離子的檢驗”教學過程中，教師首先可拋出問題：“在離子溶液中，我們通常無法通過顏色來判斷溶液中還有哪種離子，那我們可以通過怎樣的方式去檢驗溶液中的離子呢？”然后提出第一個問題：氯離子的檢驗方式，應怎樣檢驗？引導學生思考，實驗驗證。然后拋出第二個問題：硫酸根離子的檢驗方式又是怎樣的？再次鼓勵學生們進行思考，并通過實驗的模式論證自己的猜想。在這樣提出問題、思考問題、論證猜想的過程中，學生的思維模式將會得到很好的鍛煉。

（五）小組合作學習，開展實驗探究

“自主、合作、探究”是現代課堂教學的基本要求，教師需盡最大可能挖掘每一位學生的學習潛力，激發學習積極性和創造性。通過小組合作學習和實驗探究過程，使課堂教學不再死氣沉沉，不再是老師的一言堂，體現了學生為主體、高效的教學模式，不僅能夠發展學生的思維能力，也能增強學生的合作能力、動手能力。不同成員之間對實驗自然會產生不同的見解，在真實的情境實驗中，學生小組合作能力提高，有助于培養學生的集體榮譽感。

例如：在學習“氯水成分”時，教師將學生分成不同的小組討論：猜想氯水中有哪些微粒成分？并與小組成員合作設計實驗方案，驗證之前的猜想。通過小組討論，得出最優方案：在紫色石蕊溶液中滴入氯水，檢驗其酸性和漂白性，再在碳酸氫鈉溶液、硝酸銀溶液中滴入氯水，驗證H+和Cl-的存在，驗證實驗猜想。

又如：在“離子晶體”教學中，教師可以單元主題教學為指導思想，設置氯化鈉晶體的生長情境為課堂引入，設計3個活動單元：1.推測氯化鈉晶體結構；2.模型探究——氯化鈉型晶體；3.類比遷移分析氯化銫晶體。讓學生通過小組合作，設計實驗方案，發現方案的不足，改進優化得出實驗方案，指導學生開展實驗探究活動，進而拓展化學實驗教學空間。學生在原有知識儲備的基礎上，逐步推導出氯化鈉、氯化銫與氟化鈣晶體結構，培養學生“證據推理與模型認知”的核心素養。

結束語

綜上所述，隨著學科核心素養的不斷發展，高中化學實驗教學也需與時俱進，創新教學設計。因此，高中化學教師需不斷提高教學水平，認識到化學實驗教學的重要性，摒棄以往重知識傳授、輕實驗教學的思維，積極推動化學實驗課程的升級改造。同時，努力挖掘教材，利用現代化科學技術，提升課堂體驗，激發學生興趣，以學生為本，合理采納學生建議。學校方面需加快化學學科培養方案改革，重視實驗教學，注重學生綜合素質。

參考文獻

[1]李守來.基于學科核心素養的高中化學實驗教學模式的構建[J].新課程，2022（42）：52-53.

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[3]張有新.學科核心素養導向下高中化學實驗教學實踐探究[J].新課程研究，2022（23）：117-119.

[4]楊家勇.基于學科核心素養引導下的高中化學實驗教學[J].數理化解題研究，2022（21）：109-111.

[5]王婷婷.基于學科核心素養構建高中化學實驗教學模式[J].新課程教學（電子版），2022（8）：8-9.