学科核心素养引导下的高中化学实验教学研究

李先琼

摘 要：核心素养概念已经提出多年，并且在大部分学校得到实施，但教学所达到的效果与目标悬殊仍较大。对于高中学生，结合近年来的高考题不难发现，核心素养对学生的重要性、对教育的重要性，因此对学生核心素养的培养刻不容缓。化学作为一门实验性学科，实验是学生学习和研究必不可缺的重要手段，借助实验教学落实核心素养，十分有必要。但是在实际教学过程中，教学效果并不良好，仍存在一些问题。为此，本文将研究高中化学实验的教学策略，使学生在学习知识的同时能够提升自己的综合能力，为教学决策者和高中化学教师提供参考。

关键词：高中化学；学科核心素养；实验教学

实验教学作为化学学科的重要基础，学科核心素养与化学实验教学之间存在密不可分的联系，其重要性不言而喻。新课标为新时代的教学工作提供了新的指引作用，在化学教学工作中，新课标明确了化学实验教学的重要性，指出了在化学教学的过程中应当以化学实验的探究为核心，引导学生在探究的过程中学习知识，促使学生对化学实验和生活现象有更深的理解。在人教版高中化学教材中，虽然设置了大量实验内容，但受到现实因素限制，学生在化学实验课上亲自动手操作机会少、仅观看实验视频或者听教师口头描述实验过程，无法落实新课标中科学探究的教学目标[1]。因此，教师需重视化学实验教学，充分利用现有的实验素材和教学资源，合理设计实验教学案例，引导学生在学习基础知识和操作的同时实现化学知识应用。

一、化学学科核心素养概述及化学实验原则、作用

（一）化学学科核心素养概念

化学学科核心素养在课程总体目标和具体目标中都有鲜明的体现，是指学生在学习化学过程中形成的一种品质、能力。高中阶段作为学生发展的黄金期，通过化学教学，可帮助学生掌握化学核心概念和化学学科观念，让学生从化学角度出发，认识客观事物，培养学生对化学问题的实验探究与创新能力，从而形成严谨求实的科学态度与崇尚真理的科学意识。

新课标指出，高中化学学科核心素养主要包括五大方面：

1.宏观辨识和微观探析。新课标要求，一方面，学生需要正确理解宏观和微观的关系，从微观分析宏观表现，在实验操作的过程中，正确描述实验現象与微观变化的本质联系，具备正确书写化学方程式的能力。另一方面，学生能够从微观角度出发，预测物质的性质，从原子、离子和分子等角度，理解宏观化学性质。

2.变化观念与平衡思想。学生需以变化的观点看待事物，正确理解事物的变化性，辩证看待，能多角度、全方位、动态地分析化学反应。当条件发生变化，物质也会随之发生相应变化。同时，学生还需理解平衡是具有必然性的，平衡是变化后产生的必然结果，平衡与变化二者密不可分。

3.证据推理和模型认知。化学实验结果作为证据，学生在推理证据的过程中获得认知结果，培养自身的证据推理能力。而在今天，化学教学中的无数证据在前人推理获得的基础上，最终转变、上升为理论，在该过程中，学生需能运用化学模型揭示某些化学现象的规律和本质，不断发现其中存在的问题，并提出假设，利用推理验证假设，可用于实际问题的解决。

4.实验探究和创新意识。学生在学习化学的过程中，离不开实验探究活动，学生借助实验判断是非，解决实际问题。同时，实验与创新又是相伴相生的，想要设计出一个合理的实验，要具备创新意识，而创新意识又可在实验操作中逐渐养成。

5.科学精神和社会责任。探究与创新作为化学学科的典型特征，严谨认真、实事求是是学好化学的基础，而这些品质也正需要探索与创新。化学的不断发展在给人们带来丰富的物质文明的同时，随之而来的是一些负面问题，如环境破坏、生态污染、食品安全等。因此，教师需将现代社会的新闻时事与化学课本进行联系，推行绿色化学理念，学生在了解时事内容时，其化学学科素养也同时会得到有效提升。

（二）高中化学实验教学原则

1.主体性原则。学生主体地位是否得到充分尊重，学生的主观能动性是否充分发挥，是影响化学教学效果的关键因素。教师需充分尊重学生的主体地位，将学生作为中心，确保学生能够自主设计、自主学习，真正实现师生交流、共同讨论、共同成长的目的。同时，发挥教师的引导作用，适时指导，从旁协助，及时解答学生的问题，通过问答、讨论等多种方式加强学生的参与度，引导学生的操作，以帮助学生在实验操作中更好地领悟到化学知识的奥秘。

2.探究性原则。化学实验的根本目的便是引导学生在掌握相关理论知识后，通过实验探究印证猜想，或加深对相关知识的研究，以实现教学拓展和延伸的目的[2]。因此，教师需积极遵循探究性原则，积极采取探究式教学策略，使学生在探究实验的过程中养成理性思维和追求真理的科学精神。

3.趣味性原则。趣味性实验是学生最感兴趣的实验类型，其次是探究性实验，学生更加喜欢追求新奇、有趣的实验，但对于传统的验证性实验兴趣不高。因此，教师在化学实验教学中，可结合当下的时事热点，提高学生的学习兴趣，转变“为了实验而实验”的思想，让学生体会到实验的乐趣。

4.安全性原则。在化学实验教学中，隐藏着一些不安全因素，加之学生缺乏丰富的专业知识和安全意识，若操作不当，极易引发安全事故。因此，教师需做好实验方案的设计，预测其中潜在的危险因素，并在实验开始前向学生说明注意事项，保证化学实验教学的安全性。

（三）化学实验在高中化学教学中的作用

1.有助于学生深入学习化学知识

化学作为一门操作性较强的学科，化学实验能够向学生展示一条探索真理的道路，实验的创新过程，既是实验思路的创新，更是新旧知识的有机结合和实践运用的过程。学生通过亲自动手实践证明了各种化学原理和现象，或者是推导出化学公式，加深对化学知识的理解和影响，拓展化学思维，实现深度学习，掌握化学学科的本质。

2.有助于提高学生学习兴趣

新课程标准要求，学生对世界具有与生俱来的好奇心和探究欲，科学教师需悉心呵护。学习兴趣作为学生学习主动性与探究欲的动力，也是提高学生学习效率的重要因素。上课时，教师演示化学实验，学生在惊叹于其中的神奇之处时，也会想要自己动手实验，从而激发学生的求知欲，学生在树立兴趣意识后，其学习动机自然得以促成，能够更好地投入化学学习当中。

3.有助于培养学生的思维探究能力

在化学实验中，每一个实验步骤都是有章可循的。通过引导学生熟悉每一个步骤，从而帮助学生基本了解整体化学实验，进而了解化学实验背后包含的化学原理，两者相结合，加深对该化学知识点的了解，培养学生的思维探究能力。

4.在高考中的重要性

高考试题中，会涉及很多化学实验题，很多原理都是来源于多次反复的实验。化学实验不仅考验学生的动手能力，也是考验学生对所考的化学知识点是否掌握完全。学生在日常的上课过程中，对于实验课以及老师上课演示的实验要有充分的了解，才能保证满足高考对化学实验的考查要求。

二、高中化学实验教学现状

（一）学校实验条件

目前，基本上高中学校的实验室设备都相对齐全，实验室条件良好。但是，实验室的使用频率却不高，学生对实验室的具体情况不了解，还有的学校实验室简陋，其中的仪器药品缺乏，导致化学实验完成率较低。而导致该问题产生的主要原因为各级领导的不重视，对化学实验教学的重要性了解不足，过分关注学生的成绩，而忽视了学生自主能力和创新能力的培养。在化学实验室的建设上投入不足，导致实验设备不齐全，加之经济影响，实验材料采购困难，部分学校甚至不具备开设全部实验的条件。

（二）实验开展情况

许多高中学校的化学实验教学太过于形式化，在教学的过程中通常是根据应试教育的影响，针对考查内容所进行的教学，化学实验变得重结果、轻过程。条件好的学校，老师基本把演示实验演示一遍，学生也只是看了一遍，基本没有动手操作；条件差的学校，化学实验就只能是老师讲、学生背来完成化学实验教学。同时，总体而言，学生参加化学实验的次数较少，化学实验在化学课堂上所占的时间比例也较少。化学实验作为一个系统的过程，从设计实验方案，再到小组合作完成实验，最后对实验中的化学现象进行合理的解释，通过短短的几分钟是难以完成的[3]。但是，为了节约教学时间，平衡实验教学与理论知识教学，常常单纯地在黑板上“画”实验，或者用播放实验视频来代替，教师局限于传统的教学方法。

（三）实验药品、器材的选择缺乏创新

目前在高中化学实验教学中，大多由教师准备相应的实验设备和用品，学生按照教材和教师指导开展实验，该种实验方式虽然能够在一定程度上保证实验操作的顺利进行，提高实验效率，但是却缺乏创新，简单机械，学生缺乏自主思考和创新的机会。同时，在实验仪器的选择上较为单一，缺乏多功能实验仪器，不利于培养学生对化学仪器的辨析能力。例如：在“分液蒸馏在有机实验中的考查”一课中，教师按照教材引入相关题目并进行讲解，再由学生对相关问题展开小组讨论，教师向学生展示蒸馏操作示意图，学生根据示意图操作，实验操作过程较为固化，学生可能会片面认为蒸馏装置仅仅只有课本中展示的这一种，不利于拓宽学生的视野。

（四）实验评估情况

在教学评价的过程中，教师需从探究式的教学角度出发，一方面要对整体的课堂设计进行评价，了解是否在教学过程中融入新课标的要求，核心素养的要素是否在课堂中得以完全体现，从而明確在日后的教学过程中需要注重哪些方面的提升。另一方面教师还需要根据学生的反馈和成果了解教学设计存在哪些不足，在教学设计及教学方法方面不断进行完善，提升实验教学的课堂效率，还要落实科学探究素养的培养。但是，在传统的化学实验教学中，教师往往过分关注实验结果与成绩，而忽视了学生是如何开展实验的，未关注学生在实验操作中的情感体验与收获。许多高中学校对于化学实验并未制订明确的考核标准，有的通过实验探究题考核，有的通过具体实验操作考核，有的依靠平时成绩考核，导致教师、学生对化学实验的不重视。

三、学科核心素养引导下的高中化学实验教学策略

（一）展开标准化实验操作，树立正确的实验认知

基于化学实验室本身的特殊性，其存在一定的潜在危险，若学生对化学实验室中的药剂、器材使用方法不明确，则容易引起安全事故。因此，在展开化学实验操作前，教师需向学生详细讲解、明确演示实验器材的使用方法，以保证学生安全。

例如：在探究“浓硫酸的性质”一课中，使用到的实验器材主要有：天平、量筒、烧杯、验温器、酒精和玻璃棒，在使用以上器材时，教师需提醒学生注意不可使用手直接触碰砝码，避免砝码受到手上汗液的腐蚀而影响质量。同时，在使用酒精灯时重点提醒学生安全，指导学生合理点火、关掉火焰、酒精灯意外碰倒起火的正确处理手法。展开标准化的化学实验操作，不仅能够保证师生的生命安全，确保学校公共器材安全，还能使学生顺利完成实验操作，掌握浓硫酸的性质。同时，在实际的化学实验操作中，以上实验器材中的部分器材可使用其他器材代替，但是在使用方法上千差万别，学生勇于创新、乐于发挥是好事，不断地尝试能够帮助学生加深认知，但是盲目地尝试却并不可取，否则可能使学生的生命健康遭受威胁。因此，教师需从正面、反面角度讲授化学实验器材规范操作的意义，以加深学生的安全意识，在保证学生人身安全的基础上，树立对于化学实验的正确认知，落实化学学科核心素养教育。

（二）更新教学理念，创设实验教学环境

对于高中学生来讲，已经具备了一定的分析问题、解决问题的能力，因此教师在课堂教学方面要大胆放手，充分发挥学生在学习上的积极性和主动性，给学生自我发展的空间和平台。采取更加科学、高效的教学策略：为学生指明学习目标，设置科学合理、梯度适当的问题，指导学生自学[4]。同时，传统的教学模式正是由于在固定的教学模式下，仅依靠课堂中的教学内容为学生们开展实验教学，从而造成一系列的弊端。而要想改变这一现状，就必须设置教学情境，基于教学情境使传统的化学变得更加多样，学生能够从情境中进行发散性的思考和探究。通过展示与课堂知识相关的真实情境，激发学生对课堂知识学习的欲望。因此，在高中化学实验的教学中，教师应当为学生构建一定的教学情境，使学生能够基于教学情境去探究知识，帮助学生用身边的事或物深入理解教材，使学生对化学实验教学产生浓厚的兴趣，愿意为其投入更多的精力。

例如：在学习“铁盐的性质”时，教师可先表演一个趣味小魔术：茶水变墨水。在学习“铝及其化合物”时，老师可扮演患者：最近胃不舒服，老是反酸；让学生扮演医生，思考给患者用什么药物进行治疗？又如：在学习“二氧化硫”时，教师可以先让两个学生扮演推销员，分别推销一种雪白（被漂白）和发黄（原色）的银耳，让学生思考：如果让你购买，你选哪一种？

（三）联系实际生活，引导学生运用化学知识

结合生活现象构建教学的模式，能够使学生们对生活中的各种现象产生更为浓厚的兴趣，不仅能够使实验教学以更为新颖的模式开展，还可以充分引导学生们对现实生活中的各种现象和问题进行思考，使核心素养充分落实在实验教学的过程中。因此，教师需重视化学学科教学的整体性、进阶性、包容性、多样性、生本性和创造性，以学生对化学知识认知和学习能力发展为学习设计依据。鼓励学生积极发掘生活中的化学，善于运用化学思维和知识去解决生活中的问题，促进学生知识水平的提高和学习能力的螺旋式递进式发展，有利于学生化学学科核心素养的培养。

例如：在“生活中两种常见的有机物之一——乙醇”教学中，教师可以日常生活中乙醇的用途为探究话题，通过用途反映性质，性质反映结构的思想，逐一讲解乙醇的结构与性质的相关知识。在此过程中，学生更好地理解化学是一门研究物质、结构和转化的学科，学好化学首先要建立化学观念、体会思维方法、动手实验操作，要树立科学的态度。

又如：在“醛”的教学中，教师可以学生日常生活中的案例为导入，如“泡在福尔马林中的小鱼仍鲜活如初”，并提出问题：福尔马林是如何防腐的？让学生体会化学在日常生活中的重要性。通过了解醛的化学反应，如与银氨溶液、新制氢氧化铜混悬液，让学生推测醛还能与氧气反应，结合生活中喝酒脸红或“千杯不醉”，进一步强化醇到醛（或酮）、醛到酮的氧化反应，同时让学生意识到饮酒的危害。由生活实际再回到化学知识点，有利于强化学生对醛酮化学性质的掌握，培养学生独立思考与概括总结的能力。

（四）应用问题驱动策略，培养探究性思维

问题驱动式教学很符合探究式教学策略的方向，在不断抛出问题的过程中，学生会对这些问题进行不断思考，利用学生的好奇心去解决一系列的问题。在逐步解决问题的过程中，学生的思维模式也会更加活跃，符合实验探究的流程。同时，高中化学实验的主要目的是锻炼学生的思维模式，而锻炼思维就必须要通过学生的思考，思考的过程是基于解决问题的过程[5]。

例如：在“化学反应速率的影响因素”一课中，教师可引导学生自主探究、思考，在开展实验前，教师可先与学生展开交流，让学生在已有知识的基础上进行推测，由学生小组讨论。然后，在教师的引导下展开实验操作，教师需在对学生知识积累情况进行了解的基础上，针对性地优化、调整教学方案。学生在实验过程中，通过使用催化剂、更改溶液浓度等实验操作，记录下实验数据和过程，最终分析得出结论。

又如：在“重要离子的检验”教学过程中，教师首先可抛出问题：“在离子溶液中，我们通常无法通过颜色来判断溶液中还有哪种离子，那我们可以通过怎样的方式去检验溶液中的离子呢？”然后提出第一个问题：氯离子的检验方式，應怎样检验？引导学生思考，实验验证。然后抛出第二个问题：硫酸根离子的检验方式又是怎样的？再次鼓励学生们进行思考，并通过实验的模式论证自己的猜想。在这样提出问题、思考问题、论证猜想的过程中，学生的思维模式将会得到很好的锻炼。

（五）小组合作学习，开展实验探究

“自主、合作、探究”是现代课堂教学的基本要求，教师需尽最大可能挖掘每一位学生的学习潜力，激发学习积极性和创造性。通过小组合作学习和实验探究过程，使课堂教学不再死气沉沉，不再是老师的一言堂，体现了学生为主体、高效的教学模式，不仅能够发展学生的思维能力，也能增强学生的合作能力、动手能力。不同成员之间对实验自然会产生不同的见解，在真实的情境实验中，学生小组合作能力提高，有助于培养学生的集体荣誉感。

例如：在学习“氯水成分”时，教师将学生分成不同的小组讨论：猜想氯水中有哪些微粒成分？并与小组成员合作设计实验方案，验证之前的猜想。通过小组讨论，得出最优方案：在紫色石蕊溶液中滴入氯水，检验其酸性和漂白性，再在碳酸氢钠溶液、硝酸银溶液中滴入氯水，验证H+和Cl-的存在，验证实验猜想。

又如：在“离子晶体”教学中，教师可以单元主题教学为指导思想，设置氯化钠晶体的生长情境为课堂引入，设计3个活动单元：1.推测氯化钠晶体结构；2.模型探究——氯化钠型晶体；3.类比迁移分析氯化铯晶体。让学生通过小组合作，设计实验方案，发现方案的不足，改进优化得出实验方案，指导学生开展实验探究活动，进而拓展化学实验教学空间。学生在原有知识储备的基础上，逐步推导出氯化钠、氯化铯与氟化钙晶体结构，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。

结束语

综上所述，随着学科核心素养的不断发展，高中化学实验教学也需与时俱进，创新教学设计。因此，高中化学教师需不断提高教学水平，认识到化学实验教学的重要性，摒弃以往重知识传授、轻实验教学的思维，积极推动化学实验课程的升级改造。同时，努力挖掘教材，利用现代化科学技术，提升课堂体验，激发学生兴趣，以学生为本，合理采纳学生建议。学校方面需加快化学学科培养方案改革，重视实验教学，注重学生综合素质。

参考文献

[1]李守来.基于学科核心素养的高中化学实验教学模式的构建[J].新课程，2022（42）：52-53.

[2]钱张敏.情境教学驱动下的化学学科核心素养研究：以高中化学实验复习教学为例[J].现代教学，2022（21）：57-58.

[3]张有新.学科核心素养导向下高中化学实验教学实践探究[J].新课程研究，2022（23）：117-119.

[4]杨家勇.基于学科核心素养引导下的高中化学实验教学[J].数理化解题研究，2022（21）：109-111.

[5]王婷婷.基于学科核心素养构建高中化学实验教学模式[J].新课程教学（电子版），2022（8）：8-9.