基于核心素养培养的中学化学实验教学探究

张小香

摘要：实验是学生学习化学的一种方式。化学实验有助于学生理解化学基本概念、化学反应原理，有助于培养学生的创造性思维，提高学生的分析问题、解决问题能力。针对核心素养培养目标下中学化学实验教学存在的不重视实验教学、演示实验多、验证实验多、评价体系不健全等问题，教师可从突出核心素养培育导向、将演示实验变为学生实验、改验证实验为探究实验以及建立健全教学评价体系等方面入手，促进化学实验教学质量的提升，促进学生化学核心素养的提升。

关键词：核心素养；中学化学；实验教学；演示实验；验证实验；评价体系

中图分类号：G633.8文献标志码：A文章编号：1008-3561（2023）17-0085-04

中学化学教学重在为学生提供未来发展需要的基础化学知识和技能，实验是化学教学的重要内容，对于培养学生的创造性思维，帮助学生巩固化学基础知识，激发学生的学习主动性，具有重要意义。具体来说，化学实验可使学生树立严谨求实、探索未知、崇尚真理的科学品质，形成对立与统一、量变与质变、实践出真知、抽象理论形象化、平衡与守恒的思想，形成崇尚简约适度、绿色低碳的生活方式。本文针对当前核心素养培养目标下中学化学实验教学存在的问题，结合具体教学案例，探究提升学生化学核心素养的实验教学策略。

一、借助化学实验培养学生核心素养的背景分析

核心素养以培养“全面发展的人”为核心，是指学生为适应未来社会需求，通过不断学习、积累所形成的品质与能力，体现了时代发展对人才的新要求。化学新课标要求教师遵循學生的身心发展规律和学习规律开展教学，积极培养学生的化学学科核心素养。

初中是学生化学学习的启蒙阶段，也是学生开启化学之门的重要时期。将创新意识、科学精神、思维能力、自主探究、动手操作等贯穿化学实验全过程，可使学生透过微观领域探究宏观世界，建立起证据意识与实证思维。这就要求教师运用科学的教育理念和方法优化实验教学，积极提升学生的实验技能及思维品质，夯实学生的理论知识基础，以此提升学生的化学学科核心素养，落实立德树人根本任务。通过化学实验教学，学生可形成认真观察实验现象、缜密思考的良好学习习惯，这样，在面对生活中的问题时，就能够迅速捕捉问题的关键点，提出合理解决方案，同时建立模型思维和证据意识，能清晰地认识到科学概念的内涵和外延，形成个性化的化学学习方法，为进一步学习化学奠定基础。

可见，以实验为载体打造的新型化学教学体系，有助于提升学生的化学核心素养。这就要求教师将核心素养培养贯穿化学教学全过程，利用化学实验提升学生的观察能力、思维能力、操作能力和探究能力。同时，通过引导学生解析化学实验现象，使其形成化学核心观念、科学思维，树立绿色环保意识。

二、基于核心素养的化学实验教学培养内容

1.观察理解与比较分类能力

化学作为一门以实验为基础的学科，首先要培养学生的观察与理解能力。学生在实验过程中可认识量筒、量杯、容量瓶、滴定管等计量仪器，试管、烧杯、烧瓶、锥形瓶等加热仪器以及集气瓶、广口瓶、滴瓶等容器的用途。可了解常用化学药品，如碳酸钠、碳酸钾、硫酸钠、硫酸铜、氯化钠、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铜、高锰酸钾等的颜色、气味及性能，可掌握氢氧化钠、盐酸、硫酸等腐蚀品灼伤的救助措施。在化学实验过程中，学生还能学会观察与辨别所发生的各类化学现象与物质形态变化，进而结合理论知识，建构酸、碱、盐、单质、化合物等物质的共性特征与相互转化关系，学会运用化学的思维和语言来记录、解释、描述、展示化学实验的过程和结果。同时，教师还要引导学生掌握更多的化学实验技巧与方法，逐步提高学生的化学理论知识实践转化率，并在此基础上引导学生从微观层面形成对化学物质及其变化的认识，帮助学生逐步搭建起符合自身认知习惯的化学知识框架。

2.分析归纳与演绎综合能力

在观察与理解的基础上，教师要引导学生运用分析归纳、演绎综合的方法对化学知识加以整合，根据知识之间的内在联系，以思维导图的方式构建化学知识树，将化学实验中分散、直观的知识点综合为对规律与本质的概括，形成个性化的化学知识体系。在化学实验过程中，学生会围绕探索目标，结合观察到的化学实验现象以及记录的实验数据，对物质形态变化、质量变化、结构与性质进行分析，探究化学反应发生的条件与规律，从而真正理解化学基本概念，掌握化学基本思想，形成适合自身情况的化学学习方法。同时，会通过化学实验掌握置换反应、化合反应、分解反应和复分解反应等反应类型，理解化学反应质量守恒定律和金属活动性顺序等，学会从微观层面认识物质，用化学语言表达化学变化，以符号形式描述物质。还会建立宏观与微观、变化与守恒思想，在生活中能运用所学的化学知识，从宏观和微观相结合的视角寻找解决问题的方案，形成化学学科的核心观念。

3.自主探究与创新能力

在化学实验教学中，教师在向学生传授基础化学知识，引导学生形成化学知识框架的同时，还要积极培养学生的创新能力、探究能力，使学生可以独立解决遇到的具有复杂性、特殊性的问题。一方面，教师要培养学生的发散性思维，使其可以敏锐捕捉到生活中、实验中的问题，结合所学的化学知识，独立进行分析，并解决问题。另一方面，要着重培养学生的想象与创新能力，通过开放式的实验教学，引导学生自主设计实验方案，搜集信息，进行科学论证与分析、交流合作与反思，然后在此基础上，让学生对原实验方案进行优化完善，形成“敢于质疑、勇于探索、科学论证”的科学品质。学习主动性是学生进行化学学习的前提与基础，也是核心素养形成的基本条件。而化学实验教学可为学生提供更多的实践操作机会，有助于学生形成动手、动脑的良好学习习惯，以及以挑战自我为目标的主动学习能力，使其自觉地将学到的化学理论知识与实践相结合。与此同时，化学实验教学强调培养学生的科学探究意识，使他们在学习过程中自觉探究事物发展变化所遵循的规律，发现客观事物的共性与特性，形成实事求是、严谨的科学态度。

4.科学态度与社会责任感

化学实验可使学生树立严谨求实、探索未知、崇尚真理的科学品质，形成对立与统一、量变与质变、实践出真知、抽象理论形象化、平衡与守恒的思想，形成崇尚简约适度、绿色低碳的生活方式。化学是创造自然、改造自然，维系人类生存的强大武器，在保证人类的衣食住行、提高人类生活质量方面，有着重要作用。社会的发展离不开化学技术，传统化学工业又造成了环境污染，因此，教师要在化学实验中引导学生理解化学技术、社会发展和环境保护之间的关系，让学生关注与化学有关的社会热点问题，并作出正确判断，如SO2和NO2排放造成的大气污染问题。要让学生认识到环境保护的重要性，树立“绿色化学”观念和可持续发展意识，树立社会责任感和担当意识。同时，还要引导学生运用化学的思想和规律深层次地认识物质世界的发展变化特点，使学生形成科学的世界观、人生观、价值观以及方法论。

三、基于核心素养培养的中学化学实验教学存在的问题

1.对化学实验教学缺乏重视

化学新课程标准要求教师注重理论教学与实验教学的有效融合，促进学生实践操作与探究能力的提升。但部分学生经过一年的化学学习后，实验操作与探究能力仍处于较低水平。究其原因，主要是九年级学生面临毕业和中考，学习时间紧、学业任务重，学校与教师分配在语数外等学科的时间较多，对化学实验教学缺乏重视。同时，在化学实验中，仪器药品的取用、溶液的配制、实验废液的回收、容器的洗涤和归置以及安全问题等非常复杂。为省时、省事，部分教师对化学实验采取走马觀花式的“集中做”“简单做”，甚至用“讲实验”“背实验”代替做实验。很显然，这种让学生以机械记忆的方式掌握化学知识的化学实验教学方式偏重理论知识的灌输，没有把化学实验提升到培养学生的探究意识、科学精神、社会责任感的高度，不符合核心素养的培养要求。

2.演示实验多，学生实验少

在人教版初中化学教材中，大部分实验是教师演示实验，学生分组实验很少。演示实验是一种直观教学方式，通常为教师做实验，学生观察剧烈燃烧、溶液变色、沉淀生成等实验现象，然后得出结论。在这个过程中，有的学生以看热闹的状态参与，对实验要领、仪器安装、操作规范、注意事项等一知半解，对物质的性质、化学变化的原理等理解不深。这种方式不利于培养学生的思维能力、质疑能力、动手能力和观察能力，不利于学生形成独立思考、敢于验证的学习品质，难以激发学生对化学实验的热情与兴趣。同时，这种实验方式因缺乏开放性，不利于培养学生的探索能力与研究能力，制约了学生核心素养的发展。

3.验证实验多，探究实验少

分组实验以验证实验为主，一般在本节课教学完成后进行。对于实验的目的、器材、药品、步骤、反应现象、结论等，教材都有详细的表述，教师也讲得很清晰，学生只需按规定的实验程序动手操作，就可得到预期的实验现象和实验结果。这种“照方抓药”“菜单式”的实验教学方式缺少实验设计、实验论证、情境设置、合作交流、问题探讨、自主总结、课后反思等环节，学生只是忠实的验证者、记录者。显然，这种实验教学方式不利于培养学生的科学探究精神、质疑精神以及创新能力、思维能力，直接影响到学生的化学核心素养提升。

4.未构建有效的核心素养评价体系

科学合理的评价体系不仅能直观反映化学实验教学成效，还能促进化学实验教学的优化完善，从而更好地完成核心素养的培养目标。但目前，部分教师以笔试成绩作为衡量学生核心素养培育情况的标准。很显然，这种化学实验教学评价方式是宏观的、笼统的，不能精准反映化学实验教学中核心素养的培养成效。

四、基于核心素养培养的中学化学实验教学优化策略

1.突出核心素养培育导向

对于化学实验，学校和教师必须认识到其在化学学科教学和核心素养培养中的重要作用，高质量地开展化学实验教学。这其中，在“知识和技能”层面，教师可通过互动式、开放式的实验教学设计，加深学生对化学反应现象以及结论的认知与理解，使其尊重事实、证据，掌握基本的化学原理和方法，逐步形成规范化操作实验的良好学习习惯。在“过程与方法”层面，教师可引导学生完成从感官认识到抽象逻辑思维的过渡，以此增强学生的实证意识，使其养成严谨的求知态度，掌握实验设计与实验操作的正确方法，学会多角度、辨证地分析问题、解决问题。在“探究与创新”层面，教师要突破原有教学思维定式的束缚，通过设立探索性的化学实验课题，引导学生主动思考、大胆质疑与提问，并让学生结合自身所学知识进行论证，积极寻找解决问题的方法，从而达到培养学生创新精神的目的，即以多层面、融合式的化学实验教学设计，全方位培养学生的核心素养。

2.将演示实验变为学生实验

为培养学生注重实证、严谨求实的科学态度，教师可结合课程教学实际，在条件许可的情况下将演示实验变为学生实验，让学生进行小组合作探究，以此激发学生进行实验探索的积极性，提升学生的协同合作意识，使其主动思考问题，并设计解决问题的方案。例如，“金属的化学性质”蕴含着建立认知模型并运用模型解释化学现象的思想和方法。“金属与盐酸、稀硫酸的反应”是金属的重要化学性质，不同的金属与酸反应的时间、速度和剧烈程度不同，那么金属与酸的反应有什么规律呢？怎样通过实验来探究呢？教师可引导学生利用已学过的“燃料及其利用”中的锌与稀硫酸反应来制取氢气的方法，作为解决新问题的探究起点和抓手，让学生以小组为单位探讨实验设计方案。首先，可将学生分成四个小组，让每组学生分别用锌、镁、铁、铜和盐酸、稀硫酸开展自主实验。每组学生要分别观察、记录气泡产生的多少、反应程度的强弱以及反应速度的快慢，用燃着的木条在试管口检验生成的气体。然后，各组合作，运用对比分析的方法认识置换反应，归纳总结金属与酸的反应规律，以此发现物质的共性，体会运用共同规律指导实践的意义，初步构建研究一类物质化学性质的思维模型。

3.改驗证实验为探究性实验

科学探究是一种重要的学习方式，对发展学生的科学素养具有重要作用。在借助化学实验教学培养学生的核心素养时，教师要勇于打破传统实验教学框架的束缚，以激发学生的学习兴趣为基本出发点，推动实验教学的优化创新。一是开展生活化实验教学。化学是一门与生活密切相连的学科，学生在生活中遇到的许多问题都可在化学实验中找到答案。因此，教师可以生活场景作为切入点，创新实验教学设计，将现实生活中的化学现象与化学实验教学有机结合。例如，教师可指导学生探究“常见的金属中，哪些更容易被酸腐蚀”“食用油的乳化现象”“波尔多液的制法”等，或引导学生利用生活中常见的物品，如食用醋、鸡蛋壳、小苏打、石灰水、喇叭花（遇酸变红、遇碱变蓝、中性是紫色）、塑料袋、塑料瓶、吸管等，灵活开展生活化实验、开放性实验，以此激发学生探究化学奥秘的兴趣。二是基于简约、绿色、有趣原则，设计趣味化学实验，如“神火”显字（酒精灯、玻璃棒、白纸、稀硫酸）、鸡蛋游泳（烧杯、鲜鸡蛋、水槽、浓盐酸等）、易拉罐鼓瘪之谜（易拉罐、二氧化碳、氢氧化钠溶液、胶带），让学生从实验探究中获得自主发现的快乐。可见，开放性的探究实验可加深学生对理论知识的认知与理解，提升学生的实验操作水平，使学生树立化学学习信心。

4.建立健全化学实验教学评价体系

对于教学评价，教师要有充分认识，依据化学新课标，多层次、全方位对学生在不同学习阶段、不同章节核心素养的培养情况进行评价。一是要加大化学实验教学评价模块在化学课程整体评价中的比重。二是要科学设置化学实验教学评价指标，采用量化评价的方式，对化学核心素养涉及的各项内容进行客观性评价，并建立评价指标动态调整机制。三是要灵活实现教师评价、学生自评、生生互评的有机组合，通过多样化评价的应用，形成全面、客观的评价结果。四是要倡导“教、学、评”一体化，评价结果产生之后及时向学生反馈，以发挥评价的激励作用。教师可在此基础上改进、优化、完善实验教学方式、内容，引导学生反思实验过程中的不足，形成“评价→反馈→改进”的良性循环，以此提高教学成效，提高学生的化学学科核心素养。

五、结语

化学实验是学生学习、验证、实践化学原理的重要途径，是化学核心素养培养的重要载体，是化学理论教学的“点睛”之笔。在实验教学中，化学教师可通过优化、创新教学设计，培养学生的探究意识、问题意识、团结协作精神及社会责任意识，使学生成为兼具扎实的知识功底、综合实践能力、高尚品德的社会主义建设者和接班人。

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Exploration of Middle School Chemistry Experimental Teaching Based on Core Competence Cultivation

Zhang Xiaoxiang

（Dongfang No.2 Middle School， Luoyang City， Henan Province， Luoyang 471004， China）

Abstract： Experiments are a way for students to learn chemistry. Chemical experiments help students understand the basic concepts and principles of chemical reactions， cultivate their creative thinking， and improve their ability to analyze and solve problems. In response to the problems of low emphasis on experimental teaching， excessive demonstration experiments， validation experiments， and incomplete evaluation systems in middle school chemistry experimental teaching under the goal of cultivating core competence， teachers can promote the improvement of chemistry experimental teaching quality by highlighting the orientation of core competence cultivation， increasing demonstration experiments into student experiments， changing validation experiments into exploratory experiments， and establishing a sound teaching evaluation system， promote the improvement of students core chemical competence.

Key words： core competence； middle school chemistry； experimental teaching； demonstration experiments； validation experiments；evaluationsystem