促进学科核心素养发展的高中化学实验教学实践研究

何大明

摘要：陶行知强调“教学做合一”，在核心素养的背景之下，高中化学教学要想让核心素养落地，让化学学科核心素养在学习过程中得以培养，关键是要寻找到有效的教学抓手。实验教学是化学学科的重要组成部分，化学实验教学的学科育人功能，对应着化学学科核心素养的培育。文章以化学实验教学的实践研究为载体，探究如何通过实验教学的优化来促进化学学科核心素养的发展。

关键词：高中化学 核心素养 实验教学 实践研究

陶行知有一句教育名言，那就是“教学做合一”，其强调“先生的责任就是教学生学；教师的教要与学合一”。在当前核心素养的背景之下，高中化学教学要想让核心素养落地，要让化学学科核心素养在学生的学习过程中得到培育，关键就是要寻找到有效的教学抓手。只有这样才能让教学做合一真正落到实处，让核心素养的发展真正成为现实。

一、实验是促进化学学科核心素养落地的重要途径

实验是自然科学中发现规律的重要手段，实验本身又是一个专门的学问，在传统的实验教学中，教师往往只强调“做”，但实际上实验本身是有严格要求的，实验过程也应当是培养实验核心素养的。有研究者认为，实验核心素养包括创新能力、信息素养、合作交流能力、科学态度、社会责任，同时认为在化学教学实践中，应重视对化学实验基本操作及其原理的理解，选择重要案例进行充分挖掘，及时渗透转化观与能量观。从核心素养的角度来看，实验教学正是促进核心素养落地的重要途径，具体可以从这样几个方面理解：首先，实验的现象观察与原理探究，对应着化学学科核心素养中的宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想。其次，实验的原理确定与具体设计，对应着化学学科核心素养中的证据推理与模型认知、科学精神与社会责任。最后，实验本身就对应着化学学科核心素养中的实验探究与创新意识。

具体说，实验的现象是需要观察的，现象背后的原理是需要探究的，如“探究金属钠的性质”知识学习过程中，学生可以观察比较的现象是：（1）通常情况下金属钠保存在煤油中，可以观察到金属钠的密度比水大、硬度不大、质软、呈现出银白色的金属光泽；（2）空气中的金属钠，当其暴露在空气中时，钠的切面很快变白，失去光泽；（3）金属钠放在蒸发皿中，用酒精灯加热，可以观察到金属钠先融成闪亮的小球，然后发生剧烈燃烧，产生黄色的火焰并且生成淡黄色的固体；（4）实验中金属钠放置在水中，钠与水发生激烈的反应，现象则是钠浮在水面上融成闪亮的小球，并且四处游动，发出“嘶嘶”声响，溶液变成红色（水中加入了酚酞试液）。通过实验现象观察与比较，学生自然会探究不同现象背后的原因，思考为什么会发生这些化学变化，同时多数学生会从守恒的角度是对实验前现象进行比较、分析，而这些过程与化学学科核心素养中的相关表述是一致的。还可以引导学生反思为什么分这样几种情况去观察实验现象，驱动学生进行深入思考，并在思考的过程中走向核心素养。

二、基于核心素养的化学学科核心素养培育策略

既然化学实验教学有了培养核心素养的需要，那在具体的实验教学中，就需要寻找有效的教学策略。有研究表明，高中化学实验教学可以从培养学生实践操作能力、合作学习能力、德育渗透角度培养学生的核心素养。

策略一：实验过程中的“手脑并用”策略。

实验是需要动手做的，但是有效的实验又不是只动手而不动脑，手脑并用的实验策略，既符合陶行知先生所强调的“教学做合一”，又符合化学学科核心素养的基本指向。在注意安全的前提下，教师可以明确实验的目标——这里所说的明确实验目标不一定是现象与原理目标，可以是探究性的目标，也就是让学生知道瞄准哪个方向去努力，把具体的做与思考过程交给学生。这实际上是赋予了学生足够的空间：不束缚学生的思维，但是要注意激发学生的动机，这样学生就可以形成手脑并用的内在驱动力，从而提升实验教学的质量。这一努力是指向核心素养中的关键能力培养的。

策略二：实验过程中的“单兵、组合作战”策略。

高中化学实验内容丰富，有的相对简单，有的比较复杂。简单的实验可以让学生独立自主完成，复杂的实验可以让学生合作完成，这就类似于单兵作战与组合作战。如果说前者是培养学生自主操作能力的话，那后者就是培养学生的合作能力。

具体可以看一个例子：“铜与浓硫酸反应”的实验。这个实验的目的是为了让学生认识到铜与浓硫酸反应可以放出能够让紫色石蕊变红的气体，而反应后的生成物水溶液显蓝色，进而推理出其中有铜离子Cu2+。有教学经验的老师都知道，这个实验看起来简单，但是要想完美操作却不容易，但是如果教师完全包办，又不利于培养学生的核心素养。因此，可以考虑这个过程交由学生去探究并完成。考虑到安全因素，可以让学生个体或小组基于自己的思考“指挥”教师的“操作”，如果学生实验素养较高，则可以让学生自己完成。一個有意义的环节是让学生对实验中可能出现的情况进行分类，分这样的几种情形：

这三种情形实际上分别对应着铜过量和硫酸过量的情形，相应的实验装置也有所不同，而这也是学生参与实验的重要环节。浓硫酸过量的时候，学生在实验的过程中会分步尝试：起初有学生将铜与冷的浓硫酸放在一起，结果发现没有发生反应。于是他们就改进实验，对浓硫酸进行加热，结果发现，在温度升高的过程中，金属铜的表面会变黑，同时还产生气泡，生成的黑色物质进入浓硫酸之后变成了黑色的悬浊液，学生自然要思考的两个问题就是：此时黑色的物质是什么？产生的气泡是什么物质？而随着实验进一步加热，刚刚生成的黑色物质又与浓硫酸反应，结果生成了灰白色的细小的颗粒状物质，同时还产生了一些白烟雾……

在这样的过程中，学生边看边做边思考，是一个强度较高的动手动脑、自主合作的实验过程，对照化学学科核心素养的各个要素可以发现，核心素养的落地得以保障。

三、在化学实验与化学学科核心素养之间搭建桥梁

核心素养成为高中化学教学的重要目标，化学实验教学必须瞄准核心素养来努力。尽管从理论的角度可以认为化学是以实验为基础的，通过实验教学能更好地培养化学核心素养。但是，从实践的角度来看，还是需要教师改变教学理念，优化实验教学，只有这样，才能切实提升学生的化学核心素养。

换句话说，在化学实验与化学学科核心素养之间，教师要能够搭建一个有效桥梁，真正用自己的“教”去引导学生的“学”，并在学的过程中实现核心素养的落地。陶行知说过，“先生须一面教一面学”，尤其是在核心素养的背景下，教师必须认识到，自己面临着一个新生事物，需要从理论学习与实践探索两个角度积累经验，这样才能真正在实验教学过程中，把握学生的思维过程，明确核心素养的培养途径。

参考文献

[1]潘则南，曹育红.高中化学实验核心素养培养途径的思考与实践——以“物质的分离与提纯”一课为例[ J ].实验教学与仪器，2017（10）：6-9.

[2]何贵明.基于学生发展核心素养的高中化学实验教学策略分析[ J ].数理化解题研究（高中版），2017（5）：82.

[3]刘小亮.核心素养视域下的高中化学实验教学[ J ].中学化学教学参考，2017（22）：44.

基金项目：本文系广西教育科学“十三五”规划2019年度自筹经费课题（C类）“促进学科核心素养发展的高中化学实验教学实践研究”，课题编号：2019C380。