从实验教学入手培育高中化学学科核心素养

【摘要】新课程改革背景下，要求化学教师在教学过程中充分利用化学教学的有利契机，以培养学生核心素养为导向，在实验探究过程中检验学生的知识掌握能力，进一步提升学生动手能力，实现知识与实践相结合，从整体上提升学生的核心素养，使实验教学走深走实。

【关键词】实验教学 高中化学 科学素养

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）09-0175-03

传统高中化学实验教师一般采用讲授或示范的方式，由于时间短、学生多、器材有限，学生真正参与化学实验操作过程的机会相对较少，更难有时间对参与过程进行积极讨论，也难以围绕高中化学学科核心素养提升学生动手能力。虽然在化学实验教学后，教师会总结实验结果，分析化学概念和规律，但这一过程中学生的动手能力、实验操作能力、总结归纳能力、推理能力、社会责任、科学态度都没有得到充分锻炼。

一、实验教学与高中化学学科核心素养培养的关联

高中化学学科核心素养培养对学生的发展起着至关重要的作用。从其构成看，包含学生在化学学习过程中所涉及的知识、技能、态度、情感、方法、过程、价值观等[1]。具体看，高中化学学科核心素养培养又可以从三个方面进行阐释。首先，化学素养。在高中化学教学开展过程中，要将学生的化学素养培养作为基础。只有学生掌握必要化学素养，才能够形成化学思维，具备化学能力，教师在化学素养培养过程中要竭尽全力，既要在方法上有所创新，也要结合学生实际学习情况，让学生了解化学基础知识，培养学生的自主学习能力，进而将化学知识进行内化，作为重要的学习工具，使学生的化学学习向更高层次迈进。其次，化学能力素养。化学能力素养是学生化学核心素养的重要组成部分，能力素养是指学生的合作动手能力，在实验学习中尤为重要，教师在化学教学过程中结合学生的基本情况，适当地增加化学实验次数，延长化学实验时间，为学生提供更多接触化学实验的机会，进一步提升学生实践水平和动手操作能力。同时，学生也会在实践动手过程中将所学到的理论知识进行重组和内化，让学生在学习过程中有更大的收获感，更好地调动学生的学习积极性，提升学生的学习效率。教师在教学过程中也要做好分组工作，让学生在组内进行充分讨论，更好地发现问题、分析问题、解决问题，在提升学生问题意识和协作精神方面有所作为。此外，通过化学实验也能够更好地培养学生的探索精神和求知欲望。最后，化学思维素养。只有具备化学思维才能更好地解决实际问题，教师在实验教学过程中要将学生的化学思维作为培养重点，让学生通过化学实验学会分析、总结、归纳，将化学知识与化学问题解答进行有效串联。

在高中化学学科核心素养培养背景下，有必要将实验教学作为重要手段，让学生在实验教学过程中核心素养得到锻炼。高中化学实验教学在学生核心素养培养方面具有得天独厚的优势。一是高中化学实验教学有助于培养学生的科学探究素养[2]。高中化学实验不仅涉及化学问题的解答，在实验设计和实验操作过程中还需要学生对问题进行假设，并通过实验的方式对这些假设进行证明，在这一过程中，需要学生主动思考，培养学生的问题解决能力，进一步提升学生的问题探究能力，让学生在探究过程中有更大的收获。二是实验教学有助于培养学生的批判性思维。学生在实验过程中要选择合适的仪器和试剂，在实验之后还要对实验现象进行分析，进而对实验的可靠性进行评判，在这一过程中，学生需要对获得的信息和数据进行审视，不能轻信结论，有助于培养学生的批判性思维。三是高中化学实验有助于提升学生的问题分析能力和信息整合能力。学生在实验过程中会对实验数据进行收集和整理，运用必要的统计方法对化学概念进行理解，进而培养学生的数据分析能力。

二、以学生化学核心素养培养为导向的化学教学原则

高中化学涉及很多实验，通过实验方式才能对实验之前的假设进行验证，而且化学知识也需要学生通过实验的方式来求证，可见在高中化学教学阶段，实验教学占据着“半壁江山”，这就要求高中化学教师在实际教学过程中以实验教学作为主导方向，为学生核心素养培养提供空间载体，引导学生通过化学实验小组合作方式不断提升自身核心素养，培养学生的科学探究精神，在以学生化学核心素养培养为导向的实验室教学过程中也要遵循其自身原则和基本规律。

首先，遵循直观性原则。化学实验是创新性和思维性的有机统一，是培养学生化学核心素养的重要载体。当前部分学生之所以对化学学习会产生逆反和排斥心理，就在于在化学知识学习过程中内容过于枯燥，很多抽象难懂的知识难以消化。相应地学生在学习过程中就难以产生满足感和获得感，直接影响学习效果[3]。而通过化学实验方式，可以将抽象的化学知识转化为直观的现象摆在学生眼前，学生在化学实验过程中还可以看到化学现象的奇异，有助于调动学生化学学习积极性，有助于学生将知识与实践相结合，进而降低知识理解难度，有助于学生将化学知识内化为自身的能力。

其次，遵循过程性原则。无论是化学知识学习，还是化学实验操作都是一个循序渐进的过程，同时新课程改革也强调了学生的学习重要性。教师在化学教学过程中要将学习过程作为化学实验教学的重要原则，让学生在化学实验过程中从设计到猜想，再到具体的操作、数据整合、总结、反思都要有所尝试，有所收获，这样学生才会感受到实验的价值，才会成为知识学习的探究者。在化学实验过程中不断地积累经验，通过循序渐进的方式锻炼自身能力，实现知识迁移运用，进一步提升学生的化学核心素养。

最后，遵循深度性原则。化学学科核心素养渗透到了化学教学的全过程。教师在化学教学过程中不能仅停留在单纯的实验验证之上，要以实验作为过程和载体，培养学生的科学态度、社会责任、辩证思维和探究能力[4]。教师在化学教学设计过程中要以问题为导向，引导学生主动思考，让学生在化学实验过程中培养发散思维，同时要兼具能力和品格的共同成长，进而使学生获得更全面的能力和品格，在坚持深度性原则过程中，学生的化学核心素养也会得到深化，进一步提升学生的综合能力和素质。

三、以学生化学核心素养培养为导向的化学教学策略

在高中化学实验教学过程中，以学生化学核心素养培养为导向，在具体教学过程中要选择合适的教学方式，既让学生在化学实验教学中有所收获，又不会产生畏难情绪。同时，要将实验设计融入现代技术，用现代技术支持化学实验，让学生在掌握化学实验基本原理的基础之上，对现代信息技术有更为深刻的了解，进一步提升学生的技术素养。在实验教学过程中还应增强学生的规范意识，化学实验本身具有一定的危险性，只有学生规范操作才能将风险降到最低，才能在培养学生核心素养的同时保障学生安全。

（一）选择适宜的实验教学方式

化学实验教学方法选择是否得当对化学实验教学结果产生直接影响，这就要求在实验教学中选择适宜的教学方式，进一步提升实验教学质量。当前在化学实验教学中常见的教学方法包含以下几种。首先，可以选择演示实验教学。在教学过程中，教师为主导，学生在教师操作过程中进行认真观察。教师需要提前为学生布置观察任务，学生根据教师的操作过程记录相关数据，并根据实验对象的变化情况回答教师提出的问题，在这一过程中学生的观察素养和思辨思维能够得到培养[5]。但这一方法也存在自身的局限性，无法充分调动学生的积极性，另外，学生的创新思维也会受到限制。其次，随堂实验教学法。这一教学法是指教师在教学中实现知识讲解与实验同步操作，让学生能够将理论知识与实践应用进行整合，学生在学习过程中既能发挥其主观能动性，又能对相关问题进行思考，有助于培养学生创新意识。但这些方法的局限性在于，对学生综合素质要求较高，同时对教师的时间把控能力要求较高，因此，实验难度较大。最后，趣味实验教学。这一教学方法是指在原有的教学大纲的基础之上，对实验过程进行趣味性改造，能将学生注意力吸引到实验过程中，有助于培养学生的探究意识和创新精神，但这一方法对教师的教学能力提出了较高要求，需要教师具备一定的创新能力。

（二）实验设计融入现代技术

传统化学实验教学需要依赖现实场地和基本的实验器材，学生在分组过程中进行实践操作，进而观察化学现象，获得化学结论。但在这个过程中也存在一定的风险，随着现代信息技术的不断发展，为实验教学方法创新提供了技术支撑，特别是现代信息技术的出现为教师实验教学提供了新的方式方法。首先，虚拟实验室有助于丰富学生的教学手段。虚拟实验室是以虚拟技术作为“底色”，允许学生在计算机上进行化学实验模拟，在这一过程中完全能够对实验过程进行精准的数据反馈。同时，也消除了安全风险。一方面，传统实验过程中涉及的相关物质和操作存在一定的潜在风险，而虚拟实验则将这种风险转嫁在系统上，学生在虚拟环境中不必担心自身的安全问题。另一方面，虚拟实验不需要真正的实验器材和试剂，在虚拟实验过程中完全由计算机软件完成，节省了大量的资源。现代信息技术改变了实验教学过程，有助于调动学生的自主学习积极性。传统实验主要由教师指导，学生根据实验步骤按部就班进行操作，在这个过程中学生虽然能够锻炼实践技巧，但其创新性很容易被掩盖。为了更好地培养学生的创新意识，提升学生核心素养，有必要赋予学生更多的自主权，让学生在实验过程中自主地提出问题、假设，明确实验步骤，对数据进行分析。比如，在学习“酸碱中和反应”时，教师可以让学生在虚拟实验中模拟不同的“酸碱中和反应”，进而观察数据获得结果。在这一过程中，学生会自主进行实验设计，对不同浓度的酸碱中和数据进行分析，进而获得不同浓度酸碱中和的具体数据。在技术支撑下的实验教学方法，能够更好地调动学生的学习兴趣，使学生带着问题进行实验，同时也有助于培养学生的实验设计和数据分析能力，让学生在虚拟空间中可以重复不同数据的实验，进而对其进行对比，加深学生对化学知识的理解。

（三）实验教学增强规范意识培养

规范实验意识是保证学生安全，提升学生核心素养的重要前提，同时也有助于培养学生的科学态度和社会责任感。在具体教学过程中，要充分认识到化学实验的危险性，特别是高中化学实验很多涉及的物质在反应过程中难免会出现意外，这就要求教师在教学过程中一定要关注学生的实验，培养学生严谨求实的科学态度，让学生在实验过程中既能够完成整个操作，也能够保证自身安全。要大胆地鼓励学生进行实验创新，培养学生在化学实验中有意识地联系社会和环境问题，让学生在化学实验过程中能够有生态环境意识和实践运用意识，在科学态度的指引下进行化学操作。例如，在“铜与浓硫酸”演示实验教学中就可以鼓励学生对化学流程进行创新，在“铜与浓硫酸”实验中让学生尝试分析社会问题和环境问题，引导学生形成正确的生态观。教师还可以在“铜与浓硫酸”实验中对出现的二氧化硫气体泄漏问题展开探讨，在互动过程中形成有效的防范措施阻止二氧化硫气体泄漏，保障实验顺利进行，同时也能够减少空气污染。学生在化学实验教学过程中，随着规范意识的不断提升，这种意识也会转移到其他方面，学生在其他学科学习过程中也会将规范意识融入学习过程，进一步提升学生的综合素养。

总之，新时期，高中化学学科核心素养培养是高中化学教学的重要目标，实验教学是培养学生核心素养的重要方面，拥有巨大的潜力，这就要求高中化学教师在教学过程中要给予实验教学足够重视，将实验教学与培养高中化学学生核心素养进行有机融合，通过实践教学方式培养学生的探究精神、规矩意识、科学态度，让学生在实验过程中注重数据分析，学会团队交流，使学生成为具备综合素质的高中生。

参考文献：

[1]杨弢，朱志江.高中化学实验教学的目标任务和方法路径[J].化学教学，2024（1）：33-36.

[2]车耀.基于学科核心素养的高中化学实验教学策略[J].中国教育学刊，2023（12）：98.

[3]裴晨阳，夏军，徐琴.核心素养视域下高中化学教学中的提问时机研究——以“铁及其化合物”教学为例[J].化学教学，2023（5）：42-47.

[4]孙幸，何婧，姚停停，等.基于表现性评价的核心素养目标达成分析——配制一定物质的量浓度的溶液[J].化学教育（中英文），2023，44（9）：25-30.

[5]李砚耘，谢海婷，邓阳.基于核心素养发展的高中化学深度教学——探究配合物的性质[J].化学教育（中英文），2023，44（1）：50-55.

作者简介：

王剑韬（1980年—），男，汉族，福建省福州市人，本科学历，研究方向：化学实验教学。