基于核心素養的高中化學實驗教學改進探索

周澤海

摘要：教育的根本任務在于立德樹人，而培養學生的核心素養是完成此任務的關鍵。對于高中化學教學來說，實驗教學是提升學生化學核心素養的重要手段。盡管當前的教學實踐已經取得了一定的進展，但是依舊存在諸多有待優化之處。鑒于此，文章對基于化學學科核心素養的高中化學實驗教學改進提出了具體的實施策略。同時分析了現行高中化學實驗教學的實際情況，并從實驗內容與教學方法兩個維度提出了相應的優化措施，旨在提升高中化學實驗教學效果，進而提升學生的化學核心素養。

關鍵詞：核心素養；高中化學實驗；實驗改進

新課標指出，化學實驗在激發學生學習化學的興趣、促進互動學習以及促進學生掌握化學知識和技能方面發揮著重要的作用。化學實驗不僅能夠激活學生的科學思維，促使他們有效運用科學方法，而且對于培養學生的科學精神和價值觀具有重要意義。顯然，化學實驗的教學功能是多樣的，它與培養化學學科核心素養息息相關。然而，在當前高中化學實驗教學中仍存在諸多挑戰和問題，這些問題如能及時地解決，將顯著提升實驗教學的教育價值。在當前聚焦于核心素養培養的教育背景下，改進化學實驗顯得尤為迫切，這不僅是對新課程改革要求的積極回應，而且是解決當前高中化學實驗教學中存在問題的重要突破口。

1? ?高中化學實驗教學存在的問題剖析

在當前的高中化學教學中，實驗操作是培養學生核心素養的重要環節。然而，由于多種因素的限制和影響，這一教學過程面臨著諸多挑戰。

1.1過度依賴教材，抑制創新思維

化學學習的核心在于實驗操作，而實驗教學的質量直接反映了整個化學教學的水平。目前高中的化學實驗主要遵循教材指引原則，無論是教師演示還是學生的親自實踐，步驟都嚴格依照教材進行。通常，教師很少對教材內容進行調整或對實驗方法進行創新。由于學生的知識水平有限，他們往往也難以在實驗中有創新性探索。

1.2忽視實驗過程，缺乏綠色實踐

在眾多化學實驗教學中，常常由于化學反應生成有毒物質，再加上安裝實驗裝置和準備化學試劑等環節的復雜性，導致一些教師選擇不進行現場實驗演示。替代的做法是播放相關的教學視頻或采用黑板演示的方式教學。很少有教師嘗試對實驗方法進行必要的改進和創新，使得實驗操作更簡便和環保，也就是實現實驗的“簡單化”和“綠色化”。

1.3儀器使用復雜，操作學習困難

在許多較為復雜的化學實驗教學中，實驗設備復雜且儀器眾多，這可能會讓學生在學習過程中注意力分散，從而無法對實驗反應和分析有深入的理解。同時，一些實驗由于其內在的復雜性，可能需要數天時間才能觀察到完整的反應過程，這給學生進行連貫的實驗觀察和理解造成了一定的困難。

2? ?基于核心素養的高中化學實驗教學改進原則

在高中化學教學中，實驗是培養學生科學素養和實踐能力的關鍵環節。然而，面對實驗中存在的風險和學生操作能力的不均勻性以及將知識應用于生活的挑戰，教師需要采取創新的教學策略來應對。基于安全性原則、自主性原則和生活性原則改進高中化學實驗教學，以確保學生在安全的環境中學習，從而提升他們的操作技能，并將化學知識與日常生活緊密聯系起來，更好地培養和提升學生的化學核心素養。

2.1安全性原則

在化學教學中，由于實驗的高風險性，使用多媒體工具創設安全實驗環境顯得尤為重要。教師需要生動地展示實驗反應和變化，以確保學生深入理解并記住實驗現象及其變量。對于創新性不足的實驗，教師需要重新規劃實驗流程，并利用模擬操作評估潛在危險和創新點。在確保實驗安全且富有創意后，引導學生自行操作，既確保安全又促進了學生主動學習。多媒體工具不僅可以模擬實驗過程，而且能展示微觀變化，幫助學生建立宏觀與微觀之間的聯系。通過多媒體輔助實驗教學，不僅能提升學生的實踐能力，而且能培養他們的創新思維和科學態度。

2.2自主性原則

化學實驗常常步驟復雜且要求學生具備較高的操作技能，這在一定程度上限制了學生的自由實踐。實驗器材的昂貴成本以及由此帶來的損壞風險，加上有限的課堂時間，往往使學生很難自主操作。然而，素質教育強調在化學實驗中提高學生的主動性和自主性。因此，為了促進學生積極參與化學實驗活動，教師需要采取措施降低實驗失敗的風險。

教師應幫助學生提高實驗技巧并強調嚴格遵守操作規程的重要性，并確保實驗順利地進行。對學生在實驗過程中可能出現的錯誤，教師應持寬容態度，并在可能的情況下解決因操作失誤導致的設備損壞問題，鼓勵他們放心大膽地去嘗試和使用實驗器材。對于那些復雜的實驗，教師應鼓勵學生以小組合作的形式共同探究，通過團隊合作分擔任務、交流思想并相互監督，從而共同完成實驗目標。這可以有效降低學生的操作壓力，同時培養協作能力和溝通技巧。

2.3生活性原則

在高中階段，化學實驗與學生的日常生活息息相關，但學生由于面臨著巨大的學習壓力，往往沒有多余的精力來獨立探究課外的化學實驗內容。此外，由于實驗需要依賴專業的儀器和設備，而這些條件在日常環境中難以獲得，學生很難在家中自己進行實驗。面對這一挑戰，教師可以發揮創造力，引導學生思考如何將日常可得的物品作為實驗工具，通過這種方式來支持化學實驗的探索活動。這種創新的教學策略不僅能將化學實驗與日常生活結合起來，而且能增強實驗的趣味性，從而激發學生探索化學實驗的熱情。

3? ?基于核心素養的高中化學實驗教學改進策略

高中化學實驗不僅是傳授知識的途徑，而且是培養學生核心素養的重要環節。面對新時代的教育要求，傳統的以結果為導向的教學模式已無法滿足學生全面發展的需求。為此，基于核心素養的高中化學實驗教學改進策略顯得尤為重要。這些策略包括強化微觀理解、優化實驗條件、聯系實驗與知識體系、探究實驗過程以及樹立科學的化學觀念，以全面提高學生的綜合素質，為他們的終身學習和未來發展打下堅實的基礎。

3.1 強化微觀理解，深化實驗認知

在化學核心素養的培養過程中，微觀分析能力的發展至關重要。這種能力的形成需要學生深入理解物質變化的基本原理，從元素和原子到分子的微觀層面進行探究，將微觀視角的洞見與宏觀觀測相結合，以解決具體的化學問題。為了培養學生的這種能力，教師應當關注實驗的微觀層面，調整和優化實驗原理，以滿足學生的學習需求。在課堂上，教師需要指導學生仔細監測實驗現象，并運用微觀理解來解釋宏觀現象，從而加深學生的理解和認知。通過這種方式，學生不僅能夠更好地理解實驗現象背后的原因，而且能夠更牢固地掌握實驗要點。例如，在教學“影響化學反應速率的因素”時，教師應深入講解濃度、催化劑和溫度對反應速度的作用機制，可以借助動畫幫助學生更好地理解和掌握這一微觀邏輯。隨后，教師可以要求學生結合所學知識解釋實驗中觀察到的現象，以此加深對實驗現象與原理之間聯系的理解。這樣的教學方法不僅能有效提升學生的微觀分析能力，還能為他們在化學學科中的深入學習和探索奠定堅實的基礎。

3.2 強化實驗聯系，鞏固知識體系

在化學核心素養中，“證據推理與模型認知”能力要求學生能夠根據實驗數據提出科學假設，并運用邏輯推理驗證假設的準確性。在高中化學實驗教學中，這一能力的培養體現在實驗內容的更新與優化上。教師應設計與學生已有知識和經驗相銜接的實驗，使學生在熟悉的實驗情境中運用已有知識進行預測和推理，從而培養他們的證據推理能力。以“影響化學反應速率的因素”的教學為例，教師應引導學生運用分子運動理論預測溫度變化對化學反應速率的影響，同時類比之前學過的制氧實驗，探討不同催化劑對反應速率的潛在作用。通過這種方式，學生不僅能夠進行科學的預測與推理，而且能提升基于證據進行推斷的能力，為未來的化學學習和實踐打下堅實的基礎。

3.3 探究實驗過程，培養科學素養

化學核心素養中“科學探究與創新意識”的培養要求學生能夠基于問題和假設來設計研究方案，并利用化學實驗和調查等方法進行探究。這一素養的培養在高中化學實驗中至關重要。具體而言，教師在實驗教學中需要調整實驗內容的難度，以確保學生能獨立完成實驗探索過程。在課堂上，學生應被鼓勵以小組形式合作，共同探討實驗話題，以此培養他們的團隊合作精神和探索欲。在課程的最后階段，教師應鼓勵學生思考是否存在對實驗方案進一步改良的可能性。這樣做的目的是鼓勵學生提出有意義的問題，并借助化學實驗技術去探尋這些問題的答案，從而提升他們的科學探究能力。

3.4 樹立化學觀念，提高綜合素質

在高中化學教學中，核心素養的“科學態度與社會責任”維度要求學生必須具備安全操作的化學實驗意識，并深刻地理解化學在推動社會發展方面所起到的作用。同時，學生應對節約資源和保護環境在可持續發展中的重要意義有所認識。為了改變傳統的實驗教學模式，化學教師應致力于減少有害化學物質的用量，優化實驗裝置的密封性能，推動微型化學實驗技術的應用，并實現化學品和試劑的再利用，從而避免浪費和降低對儀器設備的損耗。這些舉措均是落實綠色化學原則的重要步驟。在此基礎上，教師應積極搜集與實驗內容緊密相關的應用案例，并對實驗內容進行適當調整，使其更貼近學生的日常生活。

綜上所述，將核心素養融入高中化學實驗教學中，對于學生的科學素質提升至關重要。通過改進教學策略，不僅能夠提升學生的微觀分析能力、實驗操作技能和科學探究精神，而且能夠培養他們對化學學科的深刻理解和長遠興趣。教師作為引導者，需要不斷優化教學內容和方法，確保學生在安全、綠色、高效的實驗環境中探索化學的奧秘。隨著這些策略的實施，期待培養出更多具備批判性思維、創新精神和社會責任感的化學學習者。

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