基于化学核心素养的实验教学探究

林朝秀

摘 要：近年来，我国教育改革不断深化，核心素养在教学工作中发挥着越来越重要的作用，是提高教学质量、促进学生个性全面发展的思想指南。实验教学是化学课程不可或缺的构成板块之一，其教学情况不仅关系着学生对化学知识的运用和理解，还影响着学生思维能力、探究能力、创新精神等多方面的发展。从化学核心素养的角度出发，对高中化学实验教学的方式方法进行探究，以期提升实验教学效果，促进学生化学素养的有效提升。

关键词：高中化学;实验教学;核心素养

在不同的学科当中，核心素养有着不同的具体内涵。就高中化学而言，核心素养包括“宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任”五个方面，这五种素养从高中生的学习过程与发展需求出发，形成了一个完善的核心素养体系。在“科学探究与创新意识”素养中，针对化学实验教学提出了新的要求，化学课程中的实验教学是科学探究的重要表现形式，教师应通过实验教学启迪、指导学生，使他们深入了解物质的性质、结构以及变化规律等，既要培养其观察、操作、反思等方面的科学实验能力，又要关注学生质疑、创新的精神。高中化学实验教学的中心由知识变为能力，重点由教变为学，教师应贯彻落实核心素养的要求，对实验教学进行积极的改革与优化。

一、构建学习情境，引起学生探究热情

核心素养将学生思维主动性的激发作为化学实验教学中的一个重要内容，要求学生积极自主地参与到实验教学中来。然而，传统的化学实验教学方式对这一点不够重视，通常将关注点放在教授过程上，对学生的学习心理状况不够重视。在核心素养的要求下，教师应改变以往刻板的教学方式，加强学习情境的构建，将知识放在一个真实、合理的情境中，以此来调动学生参与实验学习的积极性，同时，深化学生对知识内涵与应用方式的理解。美国著名教育家布朗也提出了类似的理论，认为应当将学习放到一个真实的问题情境中，让学生体会到知识的意义。由此可见，在化学实验教学中，教师要尽量避免直接就实验内容进行教学，而是围绕核心知识点来构建出一个情境，带领学生在情境当中学习、思考和操作。

例如，在教学中和滴定实验的时候，教师可引导学生对食醋中酸的含量进行测定。在日常生活中，食醋是十分常见的调味品，那么，食醋中的含酸量是多少？通过什么方式可以对其进行测定？不同种类的食醋在含酸量上是否有差别？学生对食醋都十分熟悉，教师围绕食醋来设计问题与实验，能够在一定程度上消除学生对化学知识的陌生感，引起他们进行实验探究的好奇心。接着，教师指导学生来设计实验的方案，并指导和帮助学生完成实验，最后让学生对实验产生的数据进行分析，汇报实验结果。通过实验情境的构建，不仅能让学生掌握知识，理解实验过程，还能培养其利用化学知识来解决现实问题的能力，达到学以致用的效果。

二、创设探究机会，强化学生自主能力

在高中化学课程中，根据目标、程序的不同，可将化学实验分为不同的种类，主要有验证性实验和探究性实验。在验证性实验教学中，教师先引导学生学习理论知识，然后让学生按照课本上或教师指定的方法来操作实验，以证明知识的正确性，这种实验的主要目的是深化学生对所学知识的理解。而探究性实验则更加注重学生主动性的发挥，让学生作为发现者、探索者来学习，在实验探究中获得新的知识，其主要教学步骤为：提出问题—设计实验方案—操作实验—讨论交流—总结反思。相比于验证性实验，探究性实验更有利于突出学生的主体作用，是一种主动性的学习方式，通过设计方案、优化方案、操作、评价等实验过程，能够有效地锻炼学生的思维，有利于发展学生个体的化学素养。因此，在化学实验教学中，教师可有意识地为学生提供一些探究的机会，强化学生对知识的理解，促进其核心素养的发展。

例如在乙酸酸性检验实验中，教材上所提供的是一个验证性的实验，教学目标主要是让学生通过对实验现象的观察来认识乙酸、碳酸和苯酚溶液酸性的强弱关系。在实际教学中，可对这一实验进行改进，提升其探究性。如教师可提出问题：（1）怎样判断乙酸具有酸性？（2）如何检测乙酸酸性的强弱程度？（3）乙酸是几元酸？先让学生围绕问题进行思考，设计实验方案，接着通过与同学、教师的交流来改进完善实验方案。在这种教学方式下，學生自身的思维能够得到很好的激发，从而产生许多不同的实验方案，丰富实验教学内容，也使学生设计实验的能力得到提升。如某学生针对“乙酸是否具有酸性”的问题提出了下面两种实验方案：

方案一：在试管中放入少量乙酸溶液，然后用滴管滴入NaOH溶液，如果产生反应，就证明乙酸具有酸性;

方案二：在试管中放入少量乙酸溶液，然后用滴管滴加石蕊试剂，如果溶液变红，证明乙酸具有酸性。

在该学生提出方案后，有学生对两种方案进行评论，表示方案二较为简单直观，而方案一没有明显的实验现象，难以达成实验目标。最后，学生通过讨论，对方案一进行了修改：在试管中放入少量的NaOH溶液，并添加一些酚酞，然后逐渐滴入乙酸溶液，如果红色褪去，就说明乙酸具有酸性。通过这种探究性的实验，能够有效地锻炼学生的思维能力和科学探究能力，也能够使其对化学实验学习产生更高的积极性。

在化学核心素养的要求下，教师应当提升实验教学的探究性，可将验证性实验进行一定的修改，采用任务、问题先行的方式，把实验放在理论知识的前面，为学生提供更多实验探究的机会，从而使学生以主动的心理状态参与到课堂中来，培育其实践能力与探究精神。

三、融入思想方法，发展学生实验能力

在化学实验探究的过程中，科学的思想与方法是必不可少的因素，而在基于核心素养培养的化学实验教学中，也离不开科学的思想与方法，只有掌握了正确的化学思维与实验方法，学生在实验学习中才能获得成功。在实验教学时，许多学生学习的效率不高，就是因为没有掌握科学的思维与方法，因而在操作实验的时候感到不知所措。科学的思想与方法既是实验教学质量的保障，也是学生应当掌握的重要化学学科素养。因此，在实验教学中，应当加强对学生思想与方法的掌握，以此来切实有效地提高其实验能力。

例如，在探究问题“浓度对化学反应速率的影响”时，较为常见的授课方法是先对化学反应速率的影响因素进行综合讲解，包括温度、浓度、催化剂等，然后再让学生以小组的方式来进行实验：首先，取2支试管，均加入2 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO2溶液，然后再分别加入等体积的0.1 mol·L-1与0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液，并对试管中溶液褪色的时间进行记录，对反应的速度进行比较，进而得出结论，即：在其他条件相同的时候，反应物浓度越高，则反应速率越快。这种实验方式较为注重结论，对实验过程不够重视，侧重于将理论性的知识以形象化的方式表现出来，然而对其中包含的实验思想与方法体现得不够充分。

为了体现化学实验中包含的科学思想与方法，教师应注重实验深度与广度的提升，如在上述KMnO2溶液与H2C2O4溶液的反应中，实验设计需要考虑以下三个问题：（1）这一化学反应的速率标准是什么？（2）在对比不同因素对该化学反应速率的影响时，每次实验应当变更几个因素？（3）在该实验中，酸性KMnO2溶液的浓度能否当作变量？提出问题后，先让学生自主设计实验方案，再讨论交流，验证其可行性与科学性，最后，教师对学生讨论的结果进行评析与总结，使学生明白该实验的反应速率标准是KMnO2溶液的颜色变化，如果改变KMnO2溶液的浓度，就会出现两个变量，因此不能将KMnO2当作变量。通过这种由浅入深的学习与思考，让学生深入地掌握实验中“控制单一变量”的科学思想以及自变量、因变量的确定方法等，对学生思维品质的提升具有促进作用，也能够在其他实验的学习中起到有益的迁移作用。

四、组织课外实验，培养学生创新意识

化学核心素养将创新意识作为实验教学的一个重点。创新意识不仅是学生思维与能力提升的体现，也是他们在个性全面发展过程中不可或缺的品质之一，这就需要打破传统教学方式在时间和空间上的局限，多组织开放性课外实验，将实验教学活动从课堂延伸到生活中，鼓励学生自主进行实验探究活动，从而引入更加丰富的实验教学资源，使课外实验活动成为课堂教学的补充与延伸，拓展学生的知识面，使他们的化学综合素养获得进一步的提升。

开放性课外实验是指学生自主确立实验课题，并利用课下的时间进行实验探究。学生在学习中、生活中发现了新的问题，且该问题具有探究的价值，就可以与感兴趣的同学组成实验小组，共同设计实验方案，申请进行实验，通过教师审核后，可在预约时间进入实验室，进行操作实验。实验结束后，还可以进行自我评价、组员互评，以深化实验探究效果。课外实验具有较强的开放性、自主性与创造性，学生自主提出实验课题，能够对课堂实验内容形成重要的补充作用，有利于培养学生的科学创新意识，加强对化学知识的掌握，进而促进其化学素养的发展。比如在学习了关于晶体的知识后，有的学生想要对五水硫酸铜晶体结晶的最佳条件和操作方法进行探究，学生自主结成实验小组，查阅资料，讨论交流，然后制备晶种，并对晶体的多种培养方法进行比较，体现了认真、求实的科学精神，对相关知识的掌握也更加牢固，化学综合素养得到了有效的提升。

综上所述，核心素养对于学生的发展具有重要意义，对教育改革背景下化学实验教学的改进与创新发挥着指导性的作用。在高中化学实验教学中，教师应当注重核心素养的融入，对传统的教学方法进行必要的优化与革新，体现学生在化学实验学习过程中的主体作用，通过构建真实化的问题情境、创设实验探究的机会、融入科学的思想与方法、积极组织开放性课外实验等措施，提升化学实验教学的效果，落实以素养为中心的教育理念，充分发挥实验教学的优势，从而深化学生对化学知识的理解，发展其探究、思维、创新等多方面的能力，促进学生化学核心素养的发展。

参考文献：

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编辑 赵飞飞