核心素养理念下高中化学实验教学策略探究

严显本

摘 要：在高中阶段，化学实验教学扮演着将课本知识与实践操作紧密结合的重要角色。通过这种实验教学，学生能够通过实践操作、探究实验和验证理论等多种方式，促进其创新思维、化学知识应用和实验技巧等多方面能力的提升，带动学生化学学科核心素养的提升。自新课标实施以来，优化高中化学实验教学已成为高中化学教学改革的关键途径，代表着教育发展的重要方向。本文细致探讨了高中化学学科核心素养的含义，分析了人教版高中化学实验的特色，并在教学原则的基础上，提出了提高高中化学实验教学质量的三大策略。

关键词：高中化学；实验教学；策略

化学是一门基于实验的学科，其不仅探究物质的成分、结构与特性，还重视培育学生的科学思维和探究技能，融合了丰富的综合性和实践性特点。在传统的教学模式中，化学的实验教学常被边缘化，教师倾向于专注于理论教学，导致学生在化学领域的实际应用能力和科学素质提升受限。根据新课程标准的指引：“高中化学教育应重视通过实验等多样化探究活动，以培育学生的创新能力和实际操作技能。”教师应当更加重视实验教学的实施，努力提升学生的实验技能和科学素养，以促使学生全面而均衡地发展。

一、高中化学学科核心素养的内涵

在新课标的要求中，培养学生的核心素养是实现立德树人根本任务的关键。所谓核心素养，指学生应具备的品格和能力，以适应终身发展和社会需求。这包括学习水平、道德水平、认知与适应能力、智力、劳动能力、审美素质等方面。它体现了社会主义教育事业发展的具体化，联结了宏观教育理念、教学目标与实践，凸显学生的文化、道德素养、核心能力、思想观念等。

依据《普通高中化学课程标准》（2017年版2020年修订），化学学科核心素养涵盖“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。这些维度要求学生从不同角度理解和应用化学知识，通过实验探究、合作学习等培养探究能力、创新意识、实事求是的科学态度，注重绿色发展与生态环保的责任感[1]。

新课标强调，教师需引导学生在化学实验中进行观察、记录、分析和推理，培养其科学探究的学科素养。顺应这个要求，人教版教材采用“教、学、评”一体化教学设计，强调教学评价的“教、学、考”一致性，体现出人教版教材对实现化学学科核心素养的重视。

二、人教版高中化学教材实验特性分析

（一）更注重培养化学思维与能力

人教版高中化学教材侧重通过实验活动培养学生的化学思维与能力，突出现代化学教育理念。化学思维涉及对物质结构、组成、变化的深入理解及化学规律的总结；化学能力则指将理论知识应用于实际问题的技能。教材强调“思考与讨论”环节，促进学生在实验中主动探索，加深理解。

例如，探究卤族元素时，学生通过分析周期表位置推导电子结构，加深对化学性质的理解，锻炼科学思维。有机化学实验中，分析碳原子成键特性，探究烃类化合物结构，提升逻辑思维和操作技能。在化学平衡实验中，学生研究温度、浓度对反应的影响，理解化学平衡动态性，从宏观现象中提炼微观化学规律。这些教学方式提高了学生解决化学问题能力，促进了化学知识的综合运用。

（二）强调实验的探究性与开放性

高中化学教育强调实验的探究性与开放性，旨在培养学生的主动学习态度、探索精神和创新能力。人教版高中化学教材在实验设计上突破传统模式，提供多样化的化学试剂和数据，增强学生的自主性和创造性。这种方法激发学生对化学的兴趣，同时促进分析和归纳能力的发展。例如，在探究含硫物质价态变化的实验中，学生需先理解硫的化合价态，再选择合适试剂进行氧化还原实验。这不仅需要基础化学知识，还要求逻辑推理和实验设计能力。在实验过程中，学生需灵活调整实验方案，加深对化学反应本质的理解，并应用化学原理[2]。

此外，开放式实验教学有效培养学生创新意识。在面对实验中的不确定情况时，学生需独立思考、选择适宜方法，锻炼实验技能，提升问题解决能力。这种教学方式对学生的创造力和应变能力的培养至关重要。

（三）关注引导方法与思路的探究

化学教学深度挖掘物质构成、变化及其结构，尤其注重分子与原子层次的研究。高中化学教育不仅要求学生具备坚实的理论基础，还应培育系统的化学思考方式和方法学。针对此目标，人教版高中化学教材在实验课程设计上进行了创新，着重于“方法引导”，旨在帮助学生把理论知识有效转换成实际操作技巧，并在实验中完全展现化学思维及实验技术。

教学的核心是不仅传递知识，更重在培养学生的独立思维和探究精神。这样的教学布局使学生在实验操作中不仅体现出化学思维，还在处理实际化学问题时显示了独立探究和创新能力，为他们未来的学术及职业生涯打下了坚实基础。

三、核心素养理念下高中化学实验教学的原则

（一）主体性原则

核心素养的培养关注于如何根据学科特色塑造人才，其中“人”的培养始终是核心。化学知识的建立是通过观察、实验、抽象化及假设检验等方式完成的，显示了科学探索在化学发展中的重要作用。为实现核心素养的培育目标，化学实验教学应以学生为中心，先唤起学生对化学实验的兴趣，再让他们在教师的引领下，模拟科学研究的过程，经历困惑和挑战，体验研究的激动和成就感。同时，让学生理解科学知识的不断演变和更新，认识到科学是一种探索和怀疑并存的认识世界方式。这种探究活动能帮助学生全面深入理解知识，形成关键能力，为实际问题的解决提供灵活运用知识的基础[3]。

（二）开放性原则

支持探究教学的理查德·萨其曼（美国，教育学教授）强调，探究式学习应具有开放性，创造多样的学习场景，以激发学生兴趣。高中生已具备丰富的化学知识和较强的思维、理解能力，因此，提高探究学习的开放度是必要的。首先，教师应设计多答案、多条件或多方法的探究实验，让学生的见解因个人知识和经验而异，虽然对基本概念和理论的探究结果相对稳定，但探究结果应保持开放。其次，分析人教版教材中的“探究”栏目，可见教师有机会打破时间、空间限制，安排多样的实验活动，如学生实验、教师演示、微型实验等，以培养学生的观察、记录、分析和反思习惯，逐步形成结果预测和实验分析的思维模式，实现核心素养的培养目标。相较于传统教学，探究式教学更能激发学生的主动性和参与度，符合新课程改革对学生全面发展的要求，将开放性融入评价标准和教学手段至关重要。

（三）层次性原则

提升学生的探究技能是一个逐步的过程，需要持续的实践和训练。教师在规划探究活动时应遵循由浅入深的原则，逐步提高教学的难度和复杂性。化学实验的教学过程应充满灵活性，根据教学目标的不同，可以选择性地开展部分探究环节。例如，对初学者而言，简单的实验足以让他们熟悉科学探究的步骤。针对特定的课程，可以集中在如何提出科学问题，或如何制订合理的假设，以及如何根据这些假设设计实验。教学中，根据课程内容的不同，可以安排各类探究环节，帮助学生逐步掌握探究技能。从不完整的探究过程到完整的实践体验，学生对科学探究的理解将更加深入和全面。教师在此过程中需仔细观察学生的表现，及时提供必要的指导和支持，同时在总结环节融合传统教学的精华，解决学生在学习中的困惑。

（四）自主性原则

关于自主学习的理论提示教师在教学设计中应融入“想学—能学—会学”三个层面。教师可以通过激发学生的学习兴趣来促使他们“想学”，通过深入了解教材和学生状况设计符合学生兴趣和能力的实验活动，让学生“能学”。在组织实验活动时，指导学生观察、思考和实践，不仅建立知识和能力，更重要的是让学生学会应用这些知识和技能解决实际问题，达到“会学”的水平。探究活动中，学生应学会自我分析和指导，培养强大的自控能力，适应快速变化的信息时代，获得适应和创造生活的能力。

（五）合作性原则

每位学生都拥有独特的经验，在探究过程中可能因个人差异形成不同的观点和结论。小组合作在探究式教学中占有重要地位，它促进学生之间的全面交流和讨论。通过共同的探究活动，学生相互协作，共同完成学习任务。这样的合作不仅提升了他们的探究和思考能力，还帮助他们建立团队合作的技能，学会从不同角度看待问题，并通过交流合作得出更加全面的结论。

四、核心素养理念下高中化学实验教学策略

（一）以核心素养为中心设定目标

在高中化学课程的实验教学中，强调探究性实验的开放性，是为了激发学生的探索欲和创新意识，这是现代化学教育的重要方向。教师在开展高中化学实验教学时，应当深入贯彻核心素养理念，创新教学框架，同时充分考虑实验环节可能出现的问题，如实验的不足之处和环保性问题。这不仅涉及实验器材的选择和使用，还包括实验过程的优化。确保实验目标的精准设定是实现学生全面发展的关键一环。

以“化学沉淀法去除粗盐中杂质离子”的实验为例，教师应围绕宏观辨识与微观探析、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这四方面核心素养细则来设定教学目标。在教学过程中，教师需要引导学生理解并掌握化学沉淀法的原理，通过实验操作的实际体验，帮助学生分离和提纯粗盐。在此过程中，学生不仅要运用定性和定量分析技术，还要学会如何归纳和判断实验过程中的关键步骤，这样的实践操作能有效提升学生的实验操作技能，并且培养他们的科学探究意识与严谨的科学态度。通过这种实验教学方法，学生在实际操作中还能加强对化学反应原理和方法的理解，提高他们解决实际问题的能力。这种以核心素养为导向的实验教学不仅提升了学生的科学素养，还促进了他们批判性思维和创新能力的发展，为学生的未来学术和职业生涯打下了坚实的基础。

在此教学策略下，教师的角色转变为指导者，学生则成为实验的主体。通过这种互动，学生不仅学会实验技能，还能深入理解化学知识，将理论与实践有效结合。这种教学方式有利于培养学生的自主学习能力和创新思维，同时也满足了核心素养理念下的教学需求。

（二）生活联系下的核心素养培育

在实施高中化学实验教学的改良过程中，教师应当深入实践陶行知提出的“生活即教育”理念，通过融入日常生活情境的实验内容来激发学生的参与热情和创新思维。这样的教学方法旨在提升学生的核心素养，同时提高化学实验的现实应用效果。

以人教版高中化学课本中的《硫酸根离子的检验》单元为例，教师在实验指导过程中不仅需阐释制硫酸的工业原理，更应将实验内容与学生的实际生活相结合。例如，在探索硫酸根离子的特性时，教师可以引导学生收集污水样本，设计并开展针对污水处理和净化的实验，使学生能够深入了解并掌握相关的处理步骤和技术方法。此外，将硫酸根离子的检测过程与生活实际相联系的实验材料相结合，可以使学生在实验过程中体验和理解化学知识与日常生活的紧密联系。这种实验教学方式不仅有助于加深学生对于绿色化学的理解，还能强化他们对化学、技术、社会以及环境相互作用关系的认识，增强他们的社会责任意识，实现实验教学的全面提升[4]。在设计这些富有生活气息的实验教学活动时，教师需要细致评估实验内容的相关性与可操作性，确保实验活动与教学目标的紧密融合。

（三）立足整体设计实验

在高中化学教学中，教师对实验的整体设计应予以高度重视，采纳“一体化”设计方案，以确保实验的科学性、规范性及整体性。这种方法不仅提高了教学的效果，更为学生提供了一个更为严谨和综合的实验环境。例如，在探究“氨及其化合物”的实验中，教师应创新性地设计实验器材，将气体的收集与喷泉实验装置进行一体化设计，这样不仅简化了操作流程，更提高了实验的效果和安全性。此类设计的优势在于其增强了实验的气密性，大幅降低了对环境的潜在污染。特别是通过特殊处理的尖嘴和自制的单向阀，使得学生能够直观地观察氨气的收集过程，提高了实验的可操作性和成功率。这种实验设计的创新和优化，不仅使得学生能够更加深入地理解化学原理，而且有助于他们在实践中培养解决问题的能力。这样的实验设计还对学生的核心素养产生了积极的影响。通过参与这些创新且综合的实验，学生不仅能够加深对化学知识的认识，而且能够体会到实验创新对于社会发展的重要性。在实验过程中所获得的经验，能够丰富学生的实践感知，加强他们对化学与日常生活联系的理解，更好地准备他们面对未来的挑战[5]。

结束语

综上所述，在核心素养理念下，高中化学的实验教学应该受到重视，并且需要选择合适的教学策略进行教学。教师需深入理解核心素养理念，明确学科素养的内涵，以此为指导制订教学计划，把握实验教学的特点，包括培养学生的化学思维与能力，强调探究性和开放性，以及关注引导方法与思路的探究。此外，教师还应遵循主体性、开放性、层次性、自主性和合作性等原则，实现高中化学实验教学的全面提升。最后，教师需要及时调整教学策略，以确保学生能够有效内化核心素养，提升他们的实验操作技能和创新思维。通过这样的教学策略，不仅能够提高教学效果，也能够激发学生的学习兴趣，为他们的综合素质发展奠定坚实基础。在新时代教育背景下，这种以核心素养为导向的教学方法将更加凸显其重要性，为高中化学教育提供创新的路径和实践的参考。

参考文献

[1]孙园园.新课标背景下高中化学实验教学优化实践研究[J].启迪与智慧，2023（3）：60-62.

[2]高涛.指向核心素养培养的实验探究课教学：以“探究NaHCO_（3）性质异常”为例[J].实验教学与仪器，2023，40（8）：25-27.

[3]马芳莉.高中化学生活化教学实践探析[J].实验教学与仪器，2023，40（5）：28-30.

[4]毕占龙.核心素养视域下高中化学实验教学改革[J].实验教学与仪器，2023，40（2）：7-9.

[5]张盛.基于STEM理念的高中化学实验探究：以“氢氧化铝制备”实验为例[J].实验教学与仪器，2022，39（1）：24-25.