核心素养下高中化学实验教学优化的实践研究

文/陈秋蜜

引 言

对高中生而言，高中化学学科知识的理论性较强，化学实验对逻辑性、思维性等的要求偏高，且化学实验和化学知识存在相互关联和相互影响的关系。所以，高中化学实验教学一直以来都属于教学重难点板块。总体来说，高中化学学科蕴含了大量的化学问题、逻辑问题、思想问题等，其中带有思想引导的教育元素内容较多。对于高中阶段化学教学而言，实验教学内容包括“实验操作”“实验探索”“实验流程”等内容，与化学学科核心素养有重要关联。所以，将核心素养涉及的相关理论和理念作为引导，遵循教材内容有策略、有方法、有思路地优化化学实验教学，是促进高中化学课程改革、高中化学教学创新的必然选择[1]。

一、高中化学学科核心素养的内涵

核心素养培养是社会主义教育过程中落实立德树人根本任务的重要举措，全称为中国学生发展核心素养。具体来说，核心素养主要指的是学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。从宏观角度来看，核心素养是对学生学习水平、道德水平、认知能力、适应能力、智力水平、劳动能力、审美素质等的综合。具体来说，“核心素养”是社会主义教育事业发展的具体化，是将宏观教育理念和教育教学目标、教学实践环节等进行联结的渠道，解释了“教育目的”“人才培养方向”。从社会主义教育事业发展的维度来看，核心素养重点凸显的是学习者的文化素养、道德素养、核心能力、思想观念、学习能力、学习品质、学习习惯等，属于学习者的必备品格和关键能力[2]。

根据《普通高中化学课程标准（2017 年版2020 年修订）》，化学学科核心素养主要集中在“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。其中，“宏观辨识与微观探析”指的是学生能够在认识化学物质基础之上，从宏观角度和微观角度分析物质变化、物质结构、物质性质，并借助化学物质解决实际问题的能力；“变化观念与平衡思想”强调的是学生能够掌握并理解化学变化的基础条件，利用化学反应多角度分析解决实际问题；“证据推理与模型认知”特指化学学科学习过程中的证据意识，即利用物质结构、物质组成、物质变化分析推理化学现象是否存在，掌握化学知识和化学证据之间的逻辑关系，同时通过化学模型解释化学现象，掌握化学的本质和规律；“科学探究与创新意识”更多指的是通过化学实验探究、合作学习养成的探究能力、创新意识、创造能力；“科学精神与社会责任”需要学生养成实事求是和严谨科学的学习态度，同时将绿色发展、绿色环保、可持续发展、生态发展作为自身的理论认知[3]。

二、核心素养下高中化学实验教学优化的实践价值

化学作为高中教育教学体系中“理实一体化”的学科，逻辑性、理论性、实验性和操作性较强，高中化学知识点“牵一发而动全身”，很多内容都相互印证且需要通过化学实验展示。在高中化学实验教学过程中，教师可以引导学生将化学理论、化学概念及化学现象等内化为自身的化学学科知识体系，并科学合理地通过实验进行化学知识验证。最关键的是，将核心素养纳入高中化学实验教学中，可以全方位多角度展现化学学科“育人”特征，将高中生对实验操作、实验探索、化学知识学习的内在驱动力有效激发出来，并将这种内在驱动力转化为学习积极性和实验主动性[4]。这样，借助核心素养培养开展化学实验教学优化，就可以让高中阶段学生全方位、多角度、立体化地对化学实验现象、化学知识内涵、化学理论依据等进行学习和思考，推动学生对化学知识的合理思考、正确思考、规律思考。

三、核心素养下高中化学实验教学优化的实践策略

（一）构建基于核心素养培养的教学情境

化学知识、化学理论的枯燥感较强，而化学实验过程却充满趣味性。所以，核心素养下高中化学实验教学优化的实践首先需要高中化学教师构建核心素养培养的教学情境，将实验教学、实验操作、化学知识不同板块中的趣味元素提取出来，并让学生在以趣味元素为导向的实验学习过程中树立良好的实验学习观念。具体而言，在构建基于核心素养培养的教学情境的过程中，教师需要将核心素养培养的元素作为基本导向，结合高中生的化学学习思维、实验能力、动手能力、化学探索能力等实际情况，以高中生的化学学习兴趣为核心。同时，高中化学教师还可以将高中生日常学习、日常生活中的一些化学现象和化学实验建立联系，尽可能使化学现象或者化学理论呈现出“生活化”状态。这样，高中生就能在化学实验操作过程中了解化学现象，探究化学规律，归纳化学原理，实现自身化学学科核心素养的提升[5]。

例如，在人教版高中化学“配制一定物质的量浓度的溶液”实验教学过程中，为了实现核心素养培养和实验教学的同步推动，教师需要构建一个既符合核心素养培养又与实验教学内容相匹配的教学情境。具体来说，教师需要借助动画、视频、图片等对实验教学涉及的烧杯、胶头滴管、容量瓶、滤纸、托盘天平、氯化钠固体、蒸馏水等器材进行用法操作说明，让学生对实验器材的具体使用做到了然于心。其次，教师在“配制一定物质的量浓度的溶液”实验教学设计过程中，可以利用PPT、动画等趣味形式演示“计算”“称量”“溶解”“移液”“洗涤”等实验流程，让学生直观掌握整个实验流程。这样，学生就可以在教师的引导下，借助“配制一定物质的量浓度的溶液”的实验学习、实验操作、实验分析、实验对比、实验观察、实验计算等流程，逐渐提高核心素养。

（二）开展小组合作实验

小组合作实验教学的开展可以让高中生在化学实验学习以及化学实验操作过程中提高自身探究素养、合作素养、协作意识，进而推动化学学科核心素养培养。这是因为在小组合作实验过程中，高中生的合作能力、探索精神、探索积极性、自主学习意识等都能够得到激发，进而养成良好的化学学习观念、化学学习态度、化学探究素养[6]。更重要的是，教师依托合作学习开展实验教学，能够营造师生之间、生生之间团结协同和相互学习的氛围，推动化学实验教学优化。具体来说，高中化学教师需要结合学生情况，按照班级学生的学习能力、学习素养、性格特征、实验能力、动手能力等，将学生划分为若干小组，按照“组内合作，组间竞争”原则，组织学生开展小组合作实验操作以及小组合作实验学习。这样借助小组合作实验的开展，学生的团队合作能力、主动学习能力、合作学习水平及化学探究素养均能得到提高。

以人教版高中化学教材中“搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”相关实验教学为例，教学内容涉及“甲烷分子结构认识”“甲烷分子的球棍模型搭建”等。所以，高中化学教师在开展实验教学的过程中，可以将“搭建乙烷分子、乙烯分子和乙炔分子的球棍模型并进行比较”作为小组合作实验任务，组织实验小组自主进行实验器材选择、实验步骤确定、实验过程观察等。“搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”相关知识点涉及的实验操作内容呈现出高度开放性和自由性特点。在小组合作实验学习过程中，教师更多发挥的是辅助作用，对学生进行实验指导，让学生充当“实验人员”。这样借助小组合作实验，学生就能借助合作探究、合作实验、合作学习加深对“搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点”相关知识的理解和掌握。最终，借助小组合作实验学习，高中生的自主探索能力、化学知识应用能力、化学实验设计能力等均能得到不同程度的提高，自身核心素养也能获得发展。

（三）拓展学生的化学思维

要想在核心素养下优化高中化学实验教学，高中化学教师还需要积极转变自身传统实验教学理念，摒弃以往流程化和模式化的实验教学模式，将学生作为教学主体，结合学生实际，进行实验方式的创新，依托实验过程从不同维度展现化学知识，让高中生将注意力集中在化学实验操作过程，在无形中拓展和延伸化学思维，推动学生“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”等核心素养的发展[7]。

例如，高中化学知识体系涵盖化学定律、化学理论、化学知识、化学规律及化学实验等。尤其是高中化学实验现象呈现出化学概念和化学规律的形成过程，所以化学概念、化学规律、化学实验之间是相互促进的。高中化学教师在进行化学教学的过程中，需要明确化学规律、化学概念等内容，引导学生在学习化学概念、化学规律等内容的过程中，把握化学知识和化学实验之间的联系，建立化学规律的事实依据，掌握化学操作的方法。这样，高中生才能凭借思维拓展、思维延伸、思维学习推动化学学科核心素养的发展。

结 语

化学是学生认识化学现象、掌握化学知识、应用化学理论的课程，更是最贴近高中生生活的重要理科课程。高中化学实验教学为高中生的高效高质化学知识学习注入了“强心针”，属于高中化学课程教学的重要辅助和核心组成[8]。此外，高中化学实验教学自身带有培养学生核心素养的属性，可以使学生在实验操作、实验观察、实验分析等流程中形成“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”核心素养[9]。因此，核心素养下高中化学实验教学优化实践是高中化学教育发展的必然趋势。广大高中化学教师务必及时转变自身教学理念，贴近高中阶段学生的生活环境、学习场景、兴趣爱好等，科学合理地打造趣味性强的化学实验教学情境，将“以人为本”“以生为本”等理念彻底融入高中化学实验教学全过程，推动高中生化学学科核心素养的提升。