基于核心素养视域下的高中化学实验的教学研究

张少文

摘要：化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验教学可以激发学生的学习兴趣，提高学生的观察能力、思维能力和实验探究能力，通过实验教学可以提升学生的化学核心素养。本文就基于核心素养视域下，如何开展高中化学实验教学做一浅述。

关键词：核心素养;高中化学;实验教学

文章编号：1008-0546（2022）06x-0084-03   中圖分类号：G632.41   文献标识码： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.06x.022

教育部在《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中，明确把核心素养的内涵界定为“学生应具备的适应终身发展和社会发展必要的必备品格和关键能力”[1]。高中化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个维度，上述五项素养贯穿整个高中化学学习过程，各有侧重，相辅相成。

化学作为一门自然科学的最鲜明的特点就是以实验为基础[2]。化学实验是高中化学的重要组成部分，是学生获取知识的重要手段和有效途径。化学实验趣味之中充满哲理，平淡之中蕴含神奇，在化学实验的过程中，学生可以充分领略化学学科的特殊魅力。笔者在教学过程中感受到，高中化学实验教学不局限于课本上的实验，还可以将课本中的实验进行适当改进，使其更好地为化学教学服务，同时也可以让学生参与一些实验设计，亲身体验实验带来的知识与快乐，做到寓教于乐，更好发展学生的化学核心素养。

一、开展实验教学的三条途径      1.完成书本实验，夯实实验技能，掌握化学知识

笔者统计了苏教版化学课本中的课堂实验，汇总如下（见表1）：

这些实验的设计，可以使学生通过对实验现象的观察，更好、更深入理解教材的知识内容。在教学中，可以设计问题链式的教学来完成这些实验。例如：金属钠与水的反应，可以设计以下问题链（见表2），通过问题的提问与解答，学生不但可以系统掌握钠的相关性质，还可以理解产生实验现象的本质原因，更深入地理解金属钠的相关知识。

2.改进演示实验，拓展实验操作，完善知识体系

对于教材中的某些实验，我们可以通过改进装置、条件、技术等，进行创新，使实验操作更方便、实验现象更直观、更真实展示在学生面前。

苏教版高中化学必修1第49页的课堂实验2：将一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象。理论上的现象应该是生成淡黄色固体，实验结果却得到了黑色的物质（见图1）。仔细观察，也只能看到一点点的淡黄色物质。学生马上提出疑问：为什么没有生成淡黄色固体？教师想了想说到：我也想问问各位同学，为什么没有生成淡黄色的物质？是什么原因造成的？怎样才能得到淡黄色的过氧化钠呢？

步骤一、研究讨论出现黑色物质可能的原因。

A.金属钠表面的煤油未擦净，在加热过程中，煤油中的碳元素没有充分燃烧而出现炭黑。

B.石棉网的原因。加热是在石棉网上进行的，也许是石棉网中的某些物质引起黑色物质的出现。

步骤二、进行实验操作，验证上述假设是否成立。

取一小块金属钠，吸干表面煤油，并将六个面全部切开，露出“新鲜的金属钠”，置于石棉网上加热，反复实验了5次，依然得到黑色的物质，没有生成淡黄色的过氧化钠。从而得出结论，问题出在石棉网上。

步骤三、寻找石棉网的替代者。

用铝片代替石棉网，用镊子取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面煤油，切除钠的表面，放在铝片中央的凹陷处，加热（见图2）。（说明：放置钠的位置，要弄一个凹陷才行，以免加热时金属钠熔化而四处流淌。）

苏教版必修1第21页的“焰色反应”实验，课堂演示时，坐在后面的同学观察现象并不明显，笔者做了一些改进：将相关试剂溶于一定浓度的酒精溶液中并装入喷雾瓶。操作时，将喷嘴对准酒精灯火焰，进行喷雾操作，现象非常明显，并能有效排除试剂承载物本身焰色的干扰，学生观察起来直观性很强（见图3）。

3.设计课堂实验，提升实验能力，丰富知识储备

课堂实验是为了更好展示实验现象，帮助学生理解、识记、掌握相关化学知识。在条件允许的前提下，可以让学生自己动手设计实验，从而提升学生的综合实验能力，丰富学生的化学知识体系，发展科学探究与创新意识素养。

苏教版实验化学有一节内容为：反应速率的影响因素，教材中着重讨论了“浓度”“温度”对反应速率的影响。能不能设计一个与生活紧密相关的与反应速率有关的实验呢？苹果汁变色就是一个很好的范例[3]。

实验用品：新鲜苹果、维生素C、食盐、饮用水、榨汁机、杯子、量杯。

实验记录（见表3）。

这样一个实验的设计，既贴近日常生活，又与化学相关知识联系紧密，且实验现象明显，真正做到了“源自生活的化学课堂”。

二、开展实验教学的三点思考

1.注重学科素养的提升

实验教学过程中，不论是书本实验的完成、演示实验的改进还是课堂实验的设计，都要注重科学探究与创新意识素养的培养和提升。教师应通过化学实验，因势利导，激发学生的学习兴趣，让学生通过实验获得新知识。教师还应通过实验，教育学生尊重事实，引导学生理性思维，激发学生探索未知世界的热情。

例如：苏教版必修2“化学能转化为电能”的教学过程中，有一个实验：用导线将锌片和铜片连接起来，观察实验现象。这时，学生会明显看到铜片上产生气泡，老师也会设计很多问题来进行课堂教学。这时往往会忽略锌片上的现象，此刻锌片上还是有气泡产生的，可以就此让学生思考，电子通过导线转移到铜片上，为何锌片上还有气泡呢？作为一个讨论题来引发学生的思辨，提升学生的探索求知欲望。

2.注重教学情境的创设

真实教学情境的创设，即依据教学目标和教学内容，从学生经验或自然、社会生活中选取典型的场景、事物，利用某种教学媒体，辅以教师的语言描绘，鲜明地展现在学生眼前，为开展学习活动提供场景，为学生提供观察研究的客体。教学情境创设是课堂教学的基本要素，也是化学学科核心素养导向的教学转型的重要前提[4]。实验教学中，教师应坚持“以人为本”的教学理念，通过教学情境的创设，激发学生学习参与的主动性和积极性，让学生在完成实验的过程中掌握知识，锻炼能力。通过创设生动、逼真的情境，可以让实验教学取得更佳的效果。

例如：在讲解金属钠的性质时，可以先引导学生复习“金属活动顺序表”，然后抛出问题：若将金属钠投入到硫酸铜溶液中，将出现什么现象？有的学生马上会回答：把金属铜置换出来。此时教师便可以通过实验来验证，是否真的可以将铜置换出来。演示实验完成，看到了产生大量气体，得到蓝色沉淀，并没有红色的金属铜析出，答案一目了然。

3.注重课堂实验的创新

实验是化学的核心，创新是实验的生命。不论是实验试剂的创新、实验仪器的创新还是实验设计的创新，都会赋予实验新的生命与活力。创新也是化学学科核心素养的主要内容。当然，在实验创新过程中，要遵守实验的科学性，不能脱离实验教学本身，无边无际地胡乱创设，看上去华丽完美，实际上只是一只“花瓶”，对教学完全没有帮助。实验创新的目的是使实验教学更易操作，现象更加明显，学生更容易理解和接受实验所赋予的知识。

例如：苏教版必修2“乙醇”这一节的“乙醇的催化氧化实验”，笔者将这个实验做了改进：在酒精灯的外焰和焰心之间上下反复移动铜丝，当移至外焰时，铜丝变黑，移至焰心时，铜丝又变红，现象非常明显，金属铜的催化作用显而易见。

高中化学实验教学研究，看似一个老话题，但却是一个永恒的话题，基于核心素养视域的高中化学实验教学研究，是高中化学教师在实验的教學中孜孜以求的研究。通过化学实验的有效实施与开设，在点亮化学课堂的同时，也可以充分激发学生的学习兴趣，从更深层次培养学生理解知识、形成分析和解决问题的能力。对化学实验教学的思考和优化过程，也是师生获得情感、态度、价值观的一部分。

参考文献

[1]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2018.

[2]郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]于涛.利用苹果汁的变色研究化学反应速率的影响因素的实验创新[J]实验教学与仪器，2019（11）：35-36.

[4]王祖浩.普通高中课程标准教师指导书（化学）[M].上海：上海教育出版社，2020.