基于核心素养的高中化学实验改进策略

吕晶铭 翟宏菊 张悦 曹旭

摘 要：党的十八大报告指出，把立德树人作为教育的根本任务，而培养核心素养是落实立德树人根本任务的重要环节，如何才能更高效地培养学生的核心素养，是各学科教师都应认真思考的问题。就高中阶段的化学学科而言，高中化学实验教学能够高效地培养学生的化学学科核心素养，但是在实际的一线教学当中还存在一些有待改进的地方，研究基于化学学科核心素养改进高中化学实验教学，提出具有实际意义的高中化学实验教学改进建议，是十分必要的。据此，本文结合高中化学实验教学现状分析，分别从实验内容和实验教学角度提出改进建议，以期充分发挥高中化学实验教学在培养学生化学学科核心素养方面的作用。

关键词：核心素养；高中化学实验；实验改进

党的十八大报告指出，把立德树人作为教育的根本任务，而培养化学核心素养是落实立德树人根本任务的重要环节。教育部颁布的《普通高中化学课程标准（2017年版）》明确指出：化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。可见化学实验具有非常丰富的教学功能，和化学学科核心素养的具体内容有所重叠，在培养学科核心素养领域更是有着至关重要的影响，但是现阶段部分高中化学实验教学还存在一些问题，如果能够及时发现和解决实验教学中存在的问题，将会大大提高实验的育人价值。在强调培养学生核心素养的大背景下，化学实验改进是新课程改革的有效前提［1］，可以解决高中化学实验教学存在的问题，进一步提高和明确实验的时效性和目的性迫在眉睫［2］。

一、高中化学实验教学现状分析

（一）高中实验教学现存问题分析

现阶段部分高中化学实验教学存在的问题，大体可以分为实验本身存在的问题和实验教学开展存在的问题两类。化学实验本身存在的问题包括：实验条件要求苛刻、实验成功率低、实验现象不明显等，在高中化学实验中，有些实验需要高温、严格的密闭环境、高纯度的药品试剂等；此外，由于实验环境的差异，有些实验现象和结论与教材中的描述有出入，还有些实验现象的时间短，学生可能还没有来得及仔细观察，现象就消失了［3］。在大环境下，有些教师过于看重教材理论知识的讲解，忽略化学实验教学的育人价值，就算是开展了实验课程，往往也是围绕理论内容的阐述和讲解［4］。一些教师对于化学实验教学存在误解，认为化学实验教学一定会花费非常多的时间和精力，从而影响整体的教学进度；认为现有的实验视频可以完全取代演示实验和小组实验。有些学校和教师对于化学实验很重视，但由于经验不足也会导致化学实验教学缺乏一定的创新性和灵活性。

（二）学校实验条件分析

目前看来，绝大多数的学校都具有化学实验室，且拥有能够完成教材中大部分基础实验的实验条件，但不具备探究实验改进的条件和完成实验教学改进的条件。这些不是单单依靠教师就能够解决的，例如如果教师想要展开实验改进教学，但是学校的实验室不具备进行实验探究和实验教学的条件也是没办法进行下去的，这会大大阻碍教师开发多样化的高中化学实验教学模式。而且，从节省资源、人力物力的角度来看，想要真正实施实验改进教学，需要整个年级教研组甚至整个学校的教研组共同努力，共同开发，各司其职，才能真正地发挥实验改进教学的育人作用，才能让实验改进教学被真正实施。

（三）实验教学人员情况分析

从学生对于化学实验教学的态度角度来看，学生对于实验教学的态度普遍呈现感兴趣，可见化学实验对于学生来说有着很大的吸引力。而对于学校现有的实验教学模式，大部分学生呈现出不太满意的情绪，可见对于化学实验教学的改进是十分有必要的。

从教师对于化学实验教学的认知角度来看，教师对于化学实验教学的流程、作用等问题了解非常充分，但是缺乏进行实验教学改进、建立化学实验教学体系等方面的研究的时间、条件、精力。从教师对于化学实验教学的态度角度来看，大部分教师都对于实验教学有极大的热情，非常愿意带领学生进行实验且充分认可实验教学对于学生学习化学的帮助。

二、化学实验改进原则

（一）简约性原则

为了方便学生实验，增大实验成功率，化学实验的改进必须符合简约性原则。高中生掌握的知识和技能都有限，过于复杂的实验对于他们来说不仅会降低实验的成功率，还会消磨他们对于化学实验的兴趣。所以在进行化学实验改进时，力求实验装置、实验步骤的简约，让高中生进行起来也毫无压力。

（二）直观性原则

为了便于学生观察，突出实验的重点，化学实验的改进必须符合直观性原则。当有些实验不方便学生进行分组实验、采取教师演示实验进行实验教学时，要保证实验的直观性，要让整个教室的学生都能清晰地观察到实验现象，改进的方向要考虑采用能够清晰演示的实驗装置，采用具有明显实验现象的实验方案。

（三）环保性原则

为了保证学生的安全，培养绿色化学意识，化学实验的改进必须符合环保性原则。在改进实验时要考虑实验是否对于学生的安全有威胁，是否会污染环境，减少有毒有害的物质产生，如果无法避免地产生有毒有害物质要正确处理，同时还要节能、节约药品等，培养学生绿色化学的意识。

（四）可行性原则

为了培养科学精神，充分考虑外在条件，化学实验的改进必须符合可行性原则。在改进实验时，要保证实验的科学性和可行性，有充分的理论依据，有成功的先例或者教师提前进行了预实验再在课堂中进行，还要充分考虑外在条件，例如学校化学实验室的实验仪器、实验药品是否能完成实验，实验环境是否能实验成功等。

（五）循序渐进原则

为了培养学生逻辑思维，培养科学探究能力，化学实验的改进必须符合循序渐进原则。在改进实验时不能破坏化学学科的内在逻辑，符合教材的编排，系统地展开教学。同时也要符合学生的认知规律，要从学生的已知出发，选用符合现阶段学生能够理解的实验，运用学生能够理解的方式进行教学。

三、高中化学实验内容改进建议

（一）重视实验微观视角

化学学科核心素养中的素养一是“宏观辨识与微观探析”，从高中化学实验的特点来看，在这一核心素养具体要求中，“能从元素和原子、分子水平认识物质的变化；能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题”为实验的改进提供思路。体现在实验内容改进中，要求教师要重视实验的微观视角，将实验的原理改良，使之符合学生学情，能够让学生理解现象与原理之间的关系，在课堂中引导学生观察实验现象，再着重利用微观实质解释宏观现象，让学生深入理解各种实验现象出现的缘由，帮助学生记忆实验相关重点，学会从宏微观结合的视角分析化学变化。例如，在《影响化学反应速率的因素》实验教学中，教师在从微观角度分别解释浓度、催化剂和温度能够影响化学反应速率的原因时，结合动画等方式，帮助学生理解微观实质，并在讲解微观实质后让学生解释探究实验中的实验现象，强化现象和原理之间的联系。

（二）选择最优实验条件

化学学科核心素养中的素养二是“变化观念与平衡思想”，从高中化学实验的特点来看，在这一核心素养具体要求中，“知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度、速率，是可以调控的”为实验的改进提供思路。体现在实验内容改进中，教师要根据学校的实际实验环境，改良成能够满足条件的化学实验完成教学，并在教学中强调化学实验的条件，让学生认识到改变实验条件能够影响实验的成败，甚至会有危险发生；并且让学生了解可以通过人为手段调控化学反应的限度和速率，在实际生产生活中都十分重要的意义。例如，在《影响化学反应速率的因素》实验教学中，教师可以通过给学生展示实际生产生活中利用人为手段控制反应速率的例子，来培养学生这一素养。

（三）加强新旧实验联系

化学学科核心素养中的素养三是“证据推理与模型认知”，从高中化学实验的特点来看，在这一核心素养具体要求中，“具有证据意识，能基于证据对物质变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；建立觀点、结论和证据之间的逻辑关系”为实验的改进提供思路。体现在实验内容改进中，教师要将新实验与学生的已知建立联系，将实验改良成与做过的实验相类似或有关，在课堂中引导学生，在实验前利用已有知识推测实验现象，培养学生的证据意识和推理能力。例如，在《影响化学反应速率的因素》实验教学中，教师可以通过让学生回忆分子热运动相关知识来推测温度对化学反应速率的影响，利用初中氧气的制取实验来推测其他催化剂对化学反应速率的影响，进而推测实验现象。

（四）注重实验的探究性

化学学科核心素养中的素养四是“科学探究与创新意识”，从高中化学实验的特点来看，在这一核心素养具体要求中的“能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究；勤于实践，善于合作，敢于质疑，勇于创新”为实验的改进提供思路。体现在实验教学中，教师要把控好实验的内容强度，将实验内容改良成学生能够完成的实验探究过程，在课堂上让学生根据实验内容分组合作与探究，培养学生探究意识和合作精神，最后还可以让学生思考这个实验是否还有其他改进的角度，培养学生发现和提出有探究价值的问题以及运用化学实验进行实验探究的能力。例如，在《影响化学反应速率的因素》实验教学中，教师可以借助教材中的探究实验，或者在实验后让学生在课后思考其他可行的实验方案、改进方案，培养学生的探究意识。

（五）树立正确化学观念

化学学科核心素养中的素养五是“科学态度与社会责任”，从高中化学实验的特点来看，在这一核心素养具体要求中，“具有安全意识；深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献；具有节约资源、保护环境的可持续发展意识”为实验的改进提供思路。教师在实验改进时，减少有毒有害物质生成，改良实验装置保证实验的封闭性，将实验微型化或实现药品的重复利用和再利用，减少实验药品的浪费和仪器的损坏，实践绿色化学观念；教师在课前收集与本实验相关的实际应用，并适当生活化改进实验，让学生感受化学在生产生活中的重要作用，以培养学生对化学学科的兴趣，树立正确的化学观念。例如，在《影响化学反应速率的因素》实验教学中，教师可以通过调整探究浓度对反应速率的影响的实验内容，制取出探究催化剂对反应速率的影响实验中的催化剂，通过这样的药品二次利用培养学生这一核心素养。

三、高中化学实验教学改进建议

（一）挖掘多样化的实验教学策略

由于重视程度不够、师资力量不够等原因，化学实验教学模式陷入僵化，实验教学照本宣科，实验和实验教学创新度都不够，导致实验教学很难完成、学生兴趣下降而陷入恶性循环。所以学校和教师要重视对于多样化实验教学策略的挖掘，不仅仅要对实验进行改进，还要研发新颖的实验教学模式。例如，从趣味化、生活化、绿色化、信息化角度去改进实验，或者将某些实验融合，考虑如何将实验教学与知识的讲授紧密结合，如何设置有趣的情境和环节吸引学生的注意力，让他们更愿意、更认真地完成实验的学习。当化学实验教学融入化学核心素养和教师自己的小设计，化学实验教学就会变得多样化，更加精彩纷呈。

（二）重视高中化学实验教学作用

目前来看，化学教学的重点还是放在纸笔测验上，对于化学实验更加重视的也是考点的考查和记忆，没有什么机会进行实验的具体操作，在期中期末也没有对于实验操作的考查，致使学生对于化学实验的学习和了解只停留于课本，不具备实际操作的能力。新高考的形势下，选择化学作为选考科目，未来发展方向也很可能与化学息息相关，掌握实验操作是十分重要的。实验教学的价值不仅仅在于对于学生实验技能的培养，对于学生核心素养的培养也有着十分重要的价值。所以化学实验教学不仅仅对于学生未来发展有帮助，还能提升学生自身素质，学校、教师、学生、家长都应该给予足够的重视，为实验教育提供更多的实施空间。

（三）完善高中化学实验教学体系

现阶段学校的基础实验设施都比较完备，教师对于做好实验教学的意愿也比较强烈，学生对于化学实验也有比较强烈的学习需求，但是由于实验教学体系不完备，导致化学实验依然不能充分发挥其在培养学生化学学科核心素养的作用。首先应该根据学校的实验条件、师资力量、教材以及课标对于化学实验的要求，研定一套符合学校自身情况的化学实验教学体系，并严格执行。该体系应该包括每学期的具体实验内容、实验时间安排、实验教学方案，让每个班级在同一周进行相同的实验内容，这样在实验准备上能够节省很多的人力物力。当这样一套完备的实验体系出现在化学课程当中，无论是教师、学生、家长都能够重视起来，并且能够最大程度地保证实验的进行。

结语

本文针对核心素养的五个维度对实验内容提出改进建议供高中教师参考，为实验的核心素养化提供新思路；针对高中化学实验教学现存问题对实验教学提出建议，供学校参考，以望整体提升高中化学实验教学质量。相信通过学者和一线教师的共同努力，高中化学实验教学体系能够得到完善，学生能通过教师展开的丰富多彩的高中化学实验教学内容提升化学学科综合素养，成为全面发展的具有综合素质的人才。

参考文献：

［1］何俊阳.浅析高中化学实验教学改进［J］.考试周刊，2019（40）：164.

［2］周晓萍.高中化学实验改进探究［J］.考试与评价，2020（11）：121.

［3］阚慧，王慧琳，王秀艳.中学化学实验改进的策略［J］.实验教学与仪器，2021，38（10）：3233.

［4］张复政.新时期高中化学实验教学的不足与改进措施探讨［J］.科学咨询（教育科研），2021（08）：256257.

项目基金：吉林师范大学校级教育教学改革研究课题（职业教育与成人教育），项目名称：核心素养背景下中职学校化学教学改革研究，基金项目编号：2021年5号

作者简介：吕晶铭（1999— ），女，汉族，吉林长春人，硕士研究生在读，研究方向：学科教学（化学）。

*通讯作者：翟宏菊（1973— ），女，汉族，吉林四平人，博士研究生，教授，研究方向：学科教学（化学）、功能微纳米材料。