基于學科核心素養下的高中化學實驗課教學策略

摘 要：教育從業者應當依據培養學生化學核心素養的要求，積極探索全新的教學模式，并且結合化學實驗在整個課程當中所占據的重要地位來實施相應的教學策略.基于此，文章從新課程改革的視角出發，根據“宏觀辨識與微觀探析”“科學探究與創新意識”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”這四個維度，針對高中化學實驗課教學策略展開深入研究，以供借鑒參考.

關鍵詞：學科核心素養；高中化學；實驗課教學

中圖分類號：G632 ""文獻標識碼：A ""文章編號：1008-0333（2024）36-0096-03

收稿日期：2024-09-25

作者簡介：王喜東（1987.6—），男，江蘇人，本科，中學一級教師，從事高中化學教學研究.

化學實驗作為化學學科的基礎，在高中化學教學中有著至關重要的地位.學生通過細致觀察實驗過程并親身參與實驗操作，不僅獲取了化學知識，也培養和提升了化學素養［1］.鑒于此，教師有必要站在學科核心素養的視角之上，精心開展實驗教學設計工作，并將其切實付諸實施，唯有如此，方能有力地推動學生實現全面發展.

1 以“宏觀辨識與微觀探析”為視角開展化學實驗教學

在高中化學的教學實踐中，培育學生具備“宏觀辨識與微觀探析”的能力尤為關鍵.這一過程需要學生不僅能從宏觀層面觀察物質的表現，還要深入到微觀層面去探究其內在結構和變化機制，并且從微觀角度分析其原因［2］.例如（2021江蘇高考適應性試卷一第12題）室溫下，通過下列實驗（表1）探究Na2CO3溶液的性質.

從宏觀辨識角度來看，實驗1中用pH試紙測定0.1" mol·L-1 Na2CO3溶液的pH約為12，這直接表明該溶液呈堿性.在實驗2中，向Na2CO3溶液中加入CaCl2溶液產生白色沉淀，這能讓學生直觀地認識到溶液中發生了化學反應并產生了新物質.實驗3中通入過量CO2后溶液pH降低，說明溶液的堿性發生了變化.實驗4中滴加少量HCl無明顯現象，也屬于一種宏觀觀察結果.

從微觀探析角度進行分析，實驗1中Na2CO3在水中完全電離產生Na+和CO2-3，CO2-3水解產生OH-導致溶液呈堿性，其水解過程為CO2-3+H2OHCO-3+OH-，HCO-3+H2OH2CO3+OH-.在實驗2中，CaCl2電離產生Ca2+和Cl-，Ca2+與CO2-3結合形成難溶的CaCO3沉淀，即Ca2++CO2-3CaCO3↓.實驗3中通入CO2后，CO2與水反應生成H2CO3，H2CO3與CO2-3反應生成HCO-3，從而使溶液堿性減弱.實驗4中，少量HCl中的H+與CO2-3反應生成HCO-3，因為HCl量少，所以沒有明顯現象，其離子反應為CO2-3+H+HCO-3.

2 以“科學探究與創新意識”為視角開展化學實驗教學

在高中化學實驗教學中，教師應當依據“科學探究與創新意識”這一素養的要求，引導學生親自動手操作、積極開動腦筋，以實現核心素養的有效發展［3］.

例如（2023江蘇高考第11題）室溫下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性質，給出了不同的實驗方案，如表2.

3 以“變化觀念與平衡思想”為視角的化學實驗教學

在化學教學當中，突出物質的動態變化以及平衡狀態具有關鍵意義.這不但涵蓋對物質變化特性的認知，還涉及在變化進程中對平衡概念的理解，以及變化與平衡二者之間的相互關聯［4］.

例如（2021江蘇高考適應性試卷二第12題）室溫下，通過下列實驗探究NaHSO3溶液的性質（表3）.

實驗1中，用pH試紙測定0.1" mol/L NaHSO3溶液的pH約為5，表明溶液呈酸性.從微觀角度來看，NaHSO3在水中電離產生的HSO-3既能電離出H+（HSO-3H++SO2-3），又能水解產生OH-（HSO-3+H2OH2SO3+OH-），而電離程

度大于水解程度，導致溶液顯酸性，這表明學生在分析問題時要有平衡思想——兼顧電離平衡和水解平衡.

實驗2中，向 NaHSO3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去，這是因為 NaHSO3中的+4價硫具有還原性，能被強氧化劑KMnO4氧化，發生氧化還原反應.

實驗3中，將 NaHSO3和Ba（OH）溶液混合產生白色沉淀，反應的實質是HSO-3與OH-反應生成SO2-3，SO2-3再與Ba2-結合生成BaSO3沉淀.此選項要求學生要考慮到反應過程離子種類是否發生了變化.

實驗4中，向 NaHSO3溶液中滴加稀鹽酸，有刺激性氣體產生，這是因為HSO-3與H+反應生成了SO2氣體.

這些探究性實驗充分體現了“變化觀念與平衡思想”.學生通過觀察實驗現象的變化，能夠深入理解物質在反應中的轉化過程，以及其中蘊含的元素守恒和平衡關系，進而掌握化學反應的基本規律.

4 以“證據推理與模型認知”為視角的化學實驗教學

在高中化學實驗教學中，培養學生的“證據推理與模型構建”能力至關重要.這意味著學生需要學會如何在實驗中收集確鑿的證據，并通過這些證據進行邏輯推理，以得出科學結論.此外，學生應該將這些認知抽象化，形成模型，并通過假設和驗證的過程，系統地解決化學問題.這種能力不僅有助于學生深入理解化學原理，還能提升他們解決實際問題的能力.

例如（2021江蘇高考第13題）室溫下，用0.5" mol·L-1 Na2CO3溶液浸泡CaSO4粉末，一段時間后過濾，向濾渣中加稀醋酸，產生氣泡.已知

Ksp（CaSO4）＝5×10-5，Ksp（CaCO3）＝3×10-9.下列說法正確的是（ "）.

A．0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中存在c（OH-）＝c（H+）+c（HCO-3）+c（H2CO3）

B．反應CaSO4+CCO2-3CaCO3+SO2-4正向進行，需滿足c（SO2-4）c（CO2-3）＞53×104

C．過濾后所得清液中一定存在：c（Ca2+）＝Ksp（CaCO3）c（CO2-3）且c（Ca2+）≤

Ksp（CaSO4）c（SO2-4）

D．濾渣中加入醋酸發生反應的離子方程式：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O

可以采用沉淀轉化的模型設計實驗：加充足Na2CO3，CaSO4會全部轉化為CaCO3（加HCl沉淀完全消失即可驗證）得出結論c（Ca2+）小于Ksp（CaSO4）c（SO2-4），加少量Na2CO3，CaSO4部分轉化為CaCO3最終得到CaCO3和CaSO4混合沉淀（加HCl有沉淀剩余即可驗證得出結論c（Ca2+）等于Ksp（CaSO4）c（SO2-4）.故C選項正確.

通過對這一實驗的分析，學生可以在實踐中學會收集證據、進行邏輯推理，進而構建化學模型，深入理解化學原理，提升解決實際問題的能力.

5 結束語

總之，在當前教育背景下，高中化學教育的核心素養對實驗課程的構建起到了關鍵的指導作用.教師應根據化學核心素養，從三個關鍵方面滿足學生的學習需求，包括更新教學方法、創造啟發性實驗環境和改進實驗設計.這些措施有助于將核心素養融入實驗教學，促進學生在知識、技能和情感等多方面的全面發展.

參考文獻：

［1］

王國泰.基于學科核心素養下的高中化學課堂教學策略［J］.化工管理，2020（3）：18-19.

［2］ 郝桂林.談基于學科核心素養的高中化學實驗教學模式的構建［J］.學周刊，2023（12）：93-95.

［3］ 牛曉燕.學科核心素養引導下的高中化學實驗教學策略［J］.教育界，2024（25）：35-37.

［4］ 余建宏.探究基于學科核心素養的高中化學實驗教學策略［J］.天津教育，2021（36）：104-105.

［責任編輯：季春陽］