核心素養下高中化學實驗教學優化的實踐研究

文/陳秋蜜

引 言

對高中生而言，高中化學學科知識的理論性較強，化學實驗對邏輯性、思維性等的要求偏高，且化學實驗和化學知識存在相互關聯和相互影響的關系。所以，高中化學實驗教學一直以來都屬于教學重難點板塊。總體來說，高中化學學科蘊含了大量的化學問題、邏輯問題、思想問題等，其中帶有思想引導的教育元素內容較多。對于高中階段化學教學而言，實驗教學內容包括“實驗操作”“實驗探索”“實驗流程”等內容，與化學學科核心素養有重要關聯。所以，將核心素養涉及的相關理論和理念作為引導，遵循教材內容有策略、有方法、有思路地優化化學實驗教學，是促進高中化學課程改革、高中化學教學創新的必然選擇[1]。

一、高中化學學科核心素養的內涵

核心素養培養是社會主義教育過程中落實立德樹人根本任務的重要舉措，全稱為中國學生發展核心素養。具體來說，核心素養主要指的是學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。從宏觀角度來看，核心素養是對學生學習水平、道德水平、認知能力、適應能力、智力水平、勞動能力、審美素質等的綜合。具體來說，“核心素養”是社會主義教育事業發展的具體化，是將宏觀教育理念和教育教學目標、教學實踐環節等進行聯結的渠道，解釋了“教育目的”“人才培養方向”。從社會主義教育事業發展的維度來看，核心素養重點凸顯的是學習者的文化素養、道德素養、核心能力、思想觀念、學習能力、學習品質、學習習慣等，屬于學習者的必備品格和關鍵能力[2]。

根據《普通高中化學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》，化學學科核心素養主要集中在“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”五個維度。其中，“宏觀辨識與微觀探析”指的是學生能夠在認識化學物質基礎之上，從宏觀角度和微觀角度分析物質變化、物質結構、物質性質，并借助化學物質解決實際問題的能力；“變化觀念與平衡思想”強調的是學生能夠掌握并理解化學變化的基礎條件，利用化學反應多角度分析解決實際問題；“證據推理與模型認知”特指化學學科學習過程中的證據意識，即利用物質結構、物質組成、物質變化分析推理化學現象是否存在，掌握化學知識和化學證據之間的邏輯關系，同時通過化學模型解釋化學現象，掌握化學的本質和規律；“科學探究與創新意識”更多指的是通過化學實驗探究、合作學習養成的探究能力、創新意識、創造能力；“科學精神與社會責任”需要學生養成實事求是和嚴謹科學的學習態度，同時將綠色發展、綠色環保、可持續發展、生態發展作為自身的理論認知[3]。

二、核心素養下高中化學實驗教學優化的實踐價值

化學作為高中教育教學體系中“理實一體化”的學科，邏輯性、理論性、實驗性和操作性較強，高中化學知識點“牽一發而動全身”，很多內容都相互印證且需要通過化學實驗展示。在高中化學實驗教學過程中，教師可以引導學生將化學理論、化學概念及化學現象等內化為自身的化學學科知識體系，并科學合理地通過實驗進行化學知識驗證。最關鍵的是，將核心素養納入高中化學實驗教學中，可以全方位多角度展現化學學科“育人”特征，將高中生對實驗操作、實驗探索、化學知識學習的內在驅動力有效激發出來，并將這種內在驅動力轉化為學習積極性和實驗主動性[4]。這樣，借助核心素養培養開展化學實驗教學優化，就可以讓高中階段學生全方位、多角度、立體化地對化學實驗現象、化學知識內涵、化學理論依據等進行學習和思考，推動學生對化學知識的合理思考、正確思考、規律思考。

三、核心素養下高中化學實驗教學優化的實踐策略

（一）構建基于核心素養培養的教學情境

化學知識、化學理論的枯燥感較強，而化學實驗過程卻充滿趣味性。所以，核心素養下高中化學實驗教學優化的實踐首先需要高中化學教師構建核心素養培養的教學情境，將實驗教學、實驗操作、化學知識不同板塊中的趣味元素提取出來，并讓學生在以趣味元素為導向的實驗學習過程中樹立良好的實驗學習觀念。具體而言，在構建基于核心素養培養的教學情境的過程中，教師需要將核心素養培養的元素作為基本導向，結合高中生的化學學習思維、實驗能力、動手能力、化學探索能力等實際情況，以高中生的化學學習興趣為核心。同時，高中化學教師還可以將高中生日常學習、日常生活中的一些化學現象和化學實驗建立聯系，盡可能使化學現象或者化學理論呈現出“生活化”狀態。這樣，高中生就能在化學實驗操作過程中了解化學現象，探究化學規律，歸納化學原理，實現自身化學學科核心素養的提升[5]。

例如，在人教版高中化學“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗教學過程中，為了實現核心素養培養和實驗教學的同步推動，教師需要構建一個既符合核心素養培養又與實驗教學內容相匹配的教學情境。具體來說，教師需要借助動畫、視頻、圖片等對實驗教學涉及的燒杯、膠頭滴管、容量瓶、濾紙、托盤天平、氯化鈉固體、蒸餾水等器材進行用法操作說明，讓學生對實驗器材的具體使用做到了然于心。其次，教師在“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗教學設計過程中，可以利用PPT、動畫等趣味形式演示“計算”“稱量”“溶解”“移液”“洗滌”等實驗流程，讓學生直觀掌握整個實驗流程。這樣，學生就可以在教師的引導下，借助“配制一定物質的量濃度的溶液”的實驗學習、實驗操作、實驗分析、實驗對比、實驗觀察、實驗計算等流程，逐漸提高核心素養。

（二）開展小組合作實驗

小組合作實驗教學的開展可以讓高中生在化學實驗學習以及化學實驗操作過程中提高自身探究素養、合作素養、協作意識，進而推動化學學科核心素養培養。這是因為在小組合作實驗過程中，高中生的合作能力、探索精神、探索積極性、自主學習意識等都能夠得到激發，進而養成良好的化學學習觀念、化學學習態度、化學探究素養[6]。更重要的是，教師依托合作學習開展實驗教學，能夠營造師生之間、生生之間團結協同和相互學習的氛圍，推動化學實驗教學優化。具體來說，高中化學教師需要結合學生情況，按照班級學生的學習能力、學習素養、性格特征、實驗能力、動手能力等，將學生劃分為若干小組，按照“組內合作，組間競爭”原則，組織學生開展小組合作實驗操作以及小組合作實驗學習。這樣借助小組合作實驗的開展，學生的團隊合作能力、主動學習能力、合作學習水平及化學探究素養均能得到提高。

以人教版高中化學教材中“搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點”相關實驗教學為例，教學內容涉及“甲烷分子結構認識”“甲烷分子的球棍模型搭建”等。所以，高中化學教師在開展實驗教學的過程中，可以將“搭建乙烷分子、乙烯分子和乙炔分子的球棍模型并進行比較”作為小組合作實驗任務，組織實驗小組自主進行實驗器材選擇、實驗步驟確定、實驗過程觀察等。“搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點”相關知識點涉及的實驗操作內容呈現出高度開放性和自由性特點。在小組合作實驗學習過程中，教師更多發揮的是輔助作用，對學生進行實驗指導，讓學生充當“實驗人員”。這樣借助小組合作實驗，學生就能借助合作探究、合作實驗、合作學習加深對“搭建球棍模型認識有機化合物分子結構的特點”相關知識的理解和掌握。最終，借助小組合作實驗學習，高中生的自主探索能力、化學知識應用能力、化學實驗設計能力等均能得到不同程度的提高，自身核心素養也能獲得發展。

（三）拓展學生的化學思維

要想在核心素養下優化高中化學實驗教學，高中化學教師還需要積極轉變自身傳統實驗教學理念，摒棄以往流程化和模式化的實驗教學模式，將學生作為教學主體，結合學生實際，進行實驗方式的創新，依托實驗過程從不同維度展現化學知識，讓高中生將注意力集中在化學實驗操作過程，在無形中拓展和延伸化學思維，推動學生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”等核心素養的發展[7]。

例如，高中化學知識體系涵蓋化學定律、化學理論、化學知識、化學規律及化學實驗等。尤其是高中化學實驗現象呈現出化學概念和化學規律的形成過程，所以化學概念、化學規律、化學實驗之間是相互促進的。高中化學教師在進行化學教學的過程中，需要明確化學規律、化學概念等內容，引導學生在學習化學概念、化學規律等內容的過程中，把握化學知識和化學實驗之間的聯系，建立化學規律的事實依據，掌握化學操作的方法。這樣，高中生才能憑借思維拓展、思維延伸、思維學習推動化學學科核心素養的發展。

結 語

化學是學生認識化學現象、掌握化學知識、應用化學理論的課程，更是最貼近高中生生活的重要理科課程。高中化學實驗教學為高中生的高效高質化學知識學習注入了“強心針”，屬于高中化學課程教學的重要輔助和核心組成[8]。此外，高中化學實驗教學自身帶有培養學生核心素養的屬性，可以使學生在實驗操作、實驗觀察、實驗分析等流程中形成“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”核心素養[9]。因此，核心素養下高中化學實驗教學優化實踐是高中化學教育發展的必然趨勢。廣大高中化學教師務必及時轉變自身教學理念，貼近高中階段學生的生活環境、學習場景、興趣愛好等，科學合理地打造趣味性強的化學實驗教學情境，將“以人為本”“以生為本”等理念徹底融入高中化學實驗教學全過程，推動高中生化學學科核心素養的提升。