借助高中化学实验提升学科核心素养探析

摘 要：高中化学实验教学在化学教育中占据着举足轻重的地位，是提升学生学科核心素养的关键途径。本文将从学科核心素养的视角出发，详细探讨高中化学实验在提升学生化学知识与技能、科学思维与方法、科学探究与创新意识以及科学态度与社会责任等方面的作用，并结合具体实践案例进行深入分析，以期为高中化学实验教学提供有益的参考。

关键词：化学实验教学；学生能力培养；评价与反馈机制

学科核心素养的培养，已成为当今教育改革浪潮中教育领域的核心话题。化学学科是一门实验科学，而化学实验这一重要环节上，更离不开其学科核心素养的培养。高中化学实验既是培养学生科学思维、探究能力、创新意识的关键平台，也是学生化学知识和技能获取途径。本文旨在深入探讨高中化学实验对学生学科核心素养提升的重要作用，从知识与技能、思维与方法、探究与创新、态度与责任等多个维度，通过具体的实践案例，展现化学实验是如何帮助学生全面发展的。

一、高中化学实验在提升学科核心素养中的作用

（一）提升化学知识与技能

高中化学实验对于学生理解化学知识并获得技能起着不可低估的作用，因为化学是一门以实验为基础的科学，它的知识体系的建立与发展离不开实验的支撑，而直观的实验现象可以让学生对化学概念和原理有更深入的理解和掌握，从而使学生的化学知识层次得到提高。

化学实验中，学生亲自参与化学反应的观察与体会，对反应物的变化有直观的认识，对反应所放出的热量或气体等有切身的感受，这些都对加深对化学知识的理解起到了很大的作用。如酸碱中和实验中，能对酸碱指示剂的颜色变化有深刻的认识，从而对酸碱中和原理有比较全面的认识，这是通过实验现象来认识和记忆化学知识比较有效的方式。而单纯的文字描述或口头讲解往往不能达到同样的效果[1]。

同时，培养实验操作技能也是化学实验的重要部分。在实验操作中，学生必须熟悉各种仪器的使用方法并有深刻的体会，对药品的使用方法也要有一定的了解和把握。对药品使用方法的认识与熟练掌握有助于锻炼学生动手操作能力，能为其今后的化学学习与研究奠定扎实的理论功底。学生在进行实验技能训练的时候要不断地反复实践与练习，从而逐步使自己的实验操作技能得到提高与完善。

在“金属的电化学腐蚀与防护”实验中，学生通过观察不同金属在不同电解质溶液中的腐蚀现象，对其电化学腐蚀的基本原理有了较直观的认识，同时学习到金属腐蚀的电化学过程，以及如何通过改变环境条件或采用防护措施来减缓或防止金属的腐蚀。通过实验操作，学生还能学会如何制备电解质溶液、在电化学试验中如何连接电路，这些实验技能对学生在实验中取得更好的成绩以及今后从事化学研究或相关领域工作都会有很大的帮助。因此，实验既是一种理论学习，又是一种实验技能的训练[2]。

综上所述，高中化学实验在提升学生化学知识与技能方面具有不可替代的作用。通过直观的实验现象和生动的实验操作，学生可以更加深入地理解和掌握化学概念和原理，并不断提升自己的实验操作技能和化学知识水平。这为其后续的化学学习和研究奠定了坚实的基础，也为其在未来的科学探索或相关领域的工作提供了有力的支持。

（二）培养科学思维与方法

高中化学实验在培养学生科学思维与方法方面具有举足轻重的地位。化学实验不仅是对化学知识的简单证明，还是一个锻炼学生观察分析推理等多种科学思维能力的过程，是学生形成科学素养的有效途径。

学生在实验过程中要仔细观察实验现象，既锻炼了观察力，又培养了他们细致入微全面观察的科学态度，因为每一次细微的变化都可能蕴含着重要的化学信息，学生要学会捕捉这些信息并加以分析推理，以利于自身科学认识水平的提高。

分析化学实验资料是化学实验中不可缺少的环节，也是学生从实验数据中提取有用信息和得出科学结论所必须具备的能力。学生在进行资料的收集和整理过程中，为了得出合理的解释和推断，必须运用逻辑思维进行资料分析[3]。

推理是科学思维的核心。在化学实验中，学生为了得出化学原理或结论，根据观察到的现象和分析的数据进行推理，运用已有的化学知识和实验中的新发现进行创造性思考，通过这种推理过程对化学原理有了深入的认识，并能在解决实际问题时运用这些原理。

学生亲自参与“探究影响化学反应速率的因素”实验，通过不同条件下的化学反应速率的比较来学会如何控制变量进行实验设计，这是科学实验设计中的基本原则之一，也是培养学生科学思维的方法之一。学生根据对比分析实验数据得出了影响化学反应速率的因素，如温度的影响是主要因素，还有浓度的影响和催化剂的作用等。这一过程既锻炼了学生的科学思维能力，又使他们掌握了如何运用科学方法进行实验探究的方法。因此，“探究影响化学反应速率的因素”实验对学生科学思维方法的训练起到了很好的效果。

综上所述，高中化学实验在培养学生的科学思维与方法方面具有不可替代的作用。通过实验过程中的观察、分析和推理，学生可以学会如何运用化学知识解决实际问题，培养严谨的科学态度，掌握正确的方法，这将为他们未来的科学探索或从事相关领域的工作提供有力的支持。

（三）增强科学探究与创新意识

高中化学实验的一个重要作用是使学生在科学探究和创新意识方面得到显著提高。化学实验为学生搭建了一个自主探究和创新实践的平台，使学生在平台上能够有限度地大胆尝试和勇于创新。可以这样说，化学实验对培养学生的科学探究能力和创新意识起到了推波助澜的作用。

学生在实验中可以独立设计实验方案，这要求他们既要有基本的化学知识，又要能够运用这些知识来解决实际问题。设计实验方案的过程即是一个锻炼学生科学探究能力的过程。学生在进行实验方案的设计时需要思考如何控制实验条件、如何选择合适的实验方法、如何预测和解释实验结果等内容，既锻炼了学生的逻辑思维能力和问题解决能力，又使学生学习到了如何进行科学探究的方法和技巧。学生在设计实验方案的过程中，既提高了科学素养，又增强了能力。

在“制备并检验乙烯的性质”实验中，教师赋予学生充分的自主权，让他们自主选择实验原料和实验条件进行探究。学生通过比较不同的原料和条件下的实验结果，既掌握了乙烯的制备方法和性质检验方法，又学会了在实验中进行创新和优化的方法。有的学生提出了用微波加热来加快反应进程的创新方法，既缩短了实验时间，又提高了实验效率；有的学生通过改变反应物的比例来优化实验条件，使实验结果更加准确可靠；等等。通过对比实验结果，学生不仅掌握了已有的实验技术和方法，而且通过实验的创新和优化，提高了自己的实验能力。这既有利于学生在实践中锻炼实验技能，又可以培养学生创新思维[4]。

开展创新实践活动，既锻炼了学生的科学探究能力，又激发了学生的创新意识，使他们在运用所学化学知识解决实际问题中能发挥自己的创造力和想象力，对今后的学习和工作产生正面影响。因此，开展创新实践活动对学生的成长具有十分重要的意义，是培养学生创新意识和科学探究能力的重要途径。

综上所述，高中化学实验对增强学生的科学探究与创新意识具有举足轻重的作用。学生在实验探究过程中能够学习到科学探究的基本步骤和方法，提高科学探究的能力，还能学会如何创新实验方法、优化实验条件，提高创新意识，这对今后的科学探究或从事相关领域的工作都会有很大的帮助。

（四）培养科学态度与社会责任

高中化学实验在教学中具有举足轻重的地位，在培养学生科学素养和社会责任方面发挥着不可低估的作用。实验既重视学生对化学知识的理解与把握，又着眼于实验安全和环保意识的训练，以使学生在实践中对科学探索与社会责任的相互联系有深刻的认识和体会。

学生在实验中被要求严格执行实验操作规程，并时刻注意安全要求，这既是为了保证学生的人身安全，也是为了培养学生严谨细致的科学态度。学生在进行实验前必须进行充分的安全准备，熟悉实验药品的特性和使用注意事项，保证实验的顺利开展。另外，学生在实验的过程中还必须了解实验器材的正确使用方法，了解如何避免实验中出现的安全事故与相关安全知识，这些都要求学生具备高度的责任心和严谨细致的科学态度。

培养环保意识也是高中化学实验的重要目标之一。除了保证实验安全的考虑外，学生在化学实验中要学会正确处理实验废弃物，为保护环境贡献自己的一份力量。这不仅是对学生环保知识的教育，更是对学生作为社会一分子所应尽的社会责任感的培养[5]。

在“制备硫酸亚铁铵并检验其性质”实验中，学生在科学态度和社会责任方面得到了很好的培养。在实验前，教师对学生进行了详细的安全教育，使学生对硫酸亚铁铵等实验药品的性质及使用方法有了充分的了解和认识；在实验过程中，学生严格遵守操作规程，做到了实验安全万无一失，充分体现了其严谨的科学态度。另外，学生在实验过程中还学到了如何正确运用实验器材及避免实验意外发生等有关安全方面的知识，使自己的安全意识得到了进一步的提高，也使自己具有了较好的自我保护能力。总之，这次实验不仅使学生在实践中得到了锻炼，也使他们的科学态度及社会责任得到了很好的发展。

二、高中化学实验教学的改进策略

为了更好地发挥高中化学实验在提升学生学科核心素养中的作用，需要对实验教学进行改进和优化。以下是一些具体的改进策略：

（一）创新实验教学方法和手段

为提高教学质量，培养学生科学素养，创新教学方法和手段是化学实验教学中的一条重要途径。教师应引导学生在实验中主动思考、积极动手，用探究式、问题式等先进的教学方法，对化学知识进入较深的理解，对科学探究能力进行较好的培养。

探究式教学法强调学生在实验过程中的主体地位，鼓励学生发现化学现象背后的规律和原理，并通过自主观察、实验、分析和推理的方式进行教学。在这样的教学模式下，教师成为学生学习的引导者和陪伴者，不再是单纯的知识传授者。教师引导学生在实验中不断提出问题、寻找答案，通过设计具有探究性的实验项目，培养学生的科学探究精神和创新思维，从而激发学生的好奇心和求知欲。

问题式教学法是以培养学生解题能力为主要目的的化学授课法，它是以问题为中心，引导学生在学习中运用化学知识和解题技巧的一种教学方法。教师在授课过程中紧扣化学教学内容和学生的实际情况设计具有挑战性和启发性的问题，促使学生对化学知识和解题技巧进行融会贯通，从而锻炼学生的解题能力和团队协作精神。运用问题式教学法不仅可以激发学生的学习兴趣，而且可以使学生在解题过程中体会到成功的喜悦，从而增强自信心。因此，在化学学科教学中进行以问题为中心的授课方式是非常有必要的。

综上所述，在化学教学中创新实验教学方式与手段是一个有效促进教学质量提高的重要方式。教师在教学中运用探索式授课方式结合问题导向的教学方法，以现代信息技术手段为支撑，以激发学生的学习兴趣和学习热情为重点来提供更为丰富、更多方位的实验环境与资源的同时，也促使学生的动手操作能力和创新意识得到有效的锻炼和培养，从而促进其科学素养与实验技能的提高。因此，化学实验教学质量的提高是培养学生创新意识的重要途径之一。

（二）加强实验与生活的联系

加强化学实验与生活的联系是化学教学中必不可少的一环，因为化学不是脱离实际生活的一门学科。化学知识与我们日常生活的方方面面都有着千丝万缕的联系，作为教师应该积极地指导学生如何将学到的化学知识运用到实际生活中去，并解决一些实际问题。这样既能增加学生学习化学的兴趣，也能提高学生对化学的认识和运用能力。

为此，教师可设计一些与日常生活联系紧密的实验项目，如家庭用水质量检测。教师可指导学生学习水质检测的基本原理和方式，然后由学生自己采集水样进行测试，从而使学生既了解水质检测的重要性，又在实验中学会运用化学知识对家庭用水质量进行评价与提高。

另一个与生活息息相关的实验项目是检测食品中的添加剂。现在食品添加剂在食品工业中得到了广泛的应用，但超量或不当的使用可能对人体健康造成危害。所以教师可引导学生对食品添加剂有基本的了解，并向学生介绍如何检测食品中的添加剂含量。开展此项实验既能使学生对食品安全有深入的认识，又能锻炼学生的实验技能和科学探究能力，可谓一举多得。

除设计具体实验项目之外，教师还应鼓励学生在日常生活中多观察多思考，对身边的化学问题进行探究并运用所学知识加以解决。例如：观察家中各种化学产品的成分表，了解其中的化学成分及其作用原理；对周边环境污染问题进行调查，提出改善意见等。

加强实验与生活的联系，可使学生对化学知识有更深刻的认识，并培养学生运用化学知识解决实际生活问题的能力，激发学生对化学的浓厚兴趣和学习动力，使学生具有科学素养和创新能力。因此，在化学教学过程中，教师应重视实验与生活的联系，使学生在学有所成的基础上学以致用，真正达到化学教育的目的。

（三）培养学生的团队合作和交流能力

化学实验教学中，培养学生的协作与交流能力，其意义十分重大，既能使学生较好地完成实验任务，又能提高学生的社交技能与团队协作能力，为今后的学术和职业生涯打下坚实的基础。这也是化学实验教学的一项重要内容。

教师应组织学生进行小组合作实验，使学生有机会各展所长，又能从同伴那里学到新的知识和技能，通过共同面对实验中的挑战和问题，使学生学会如何有效沟通、协商妥协，从而达成团队的共同目标。这种合作经验对学生来说是十分宝贵的，它能帮助学生适应今后的团队工作环境，在合作中实现个人与团队的共同目标。

（四）注重实验评价和反馈

将化学实验教学中对实验的评价和反馈作为重点来抓，推动教学质量的提高并促进学生的全面发展是必不可少的一环。教师对学生实验过程中的各个环节进行全面客观的评价，同时给予及时的反馈和建设性建议，可以促使学生在学习中发现自身不足并加以改进提高。

对学生的实验表现进行测评时，既要以实验技能与知识的掌握情况为基础进行综合考核，又要以学生在实验过程中所表现出来的科学探究能力、创新意识以及科学态度和社会责任等为重点进行评价。对培养学生的科学素养与综合能力具有十分重要的导向性作用是评价学生在实验过程中所表现出来的科学探究能力、创新意识以及科学态度和社会责任等方面的表现。

科学探究能力是综合反映学生提出问题的能力、设计实验的能力、分析数据的能力，以及得出实验过程中的结论。教师需要评价学生在遇到问题的时候，是否能够独立地进行科学探究，是否能够积极地思考问题并寻求解决办法。创新意识，就是考核学生在实验过程中能不能提出新观点、新方法，敢不敢试、敢不敢创新。在科学态度和社会责任方面，学生是否能对科学保持敬畏之心、对实验操作是否能负责任、是否关注实验结果对社会和环境的影响等问题，都需要教师对学生进行评价。

教师在给予学生反馈时要做到及时、具体和有针对性。及时反馈能使学生及时了解自己的实验情况并及时调整学习策略和改进实验办法；具体的反馈能使学生对自己在哪些方面做得好有更清晰的认识；有的放矢的反馈能根据学生的个体差异和实验情况，有的放矢地给予个性化的建议和指导，从而帮助学生在发挥自己的优势的同时，对不足进行有效的弥补。通过及时、具体、有的放矢的反馈，学生能在实验中取得较好的成绩。

此外，教师对学生开展自我评价和相互评价的引导与启发作用，可以促使学生对学习过程进行全方位的反思和评价。自我评价可以使学生对自身的实验过程有更深入的了解和思考；相互评价可以让学生多方位地观察他人的实验表现和学习他人的优点与长处。这样既能提高学生的自我评价能力和批判性思考能力，又可以培养学生的团队协作精神与沟通技巧。

综上所述，注重实验评价和反馈是化学实验教学中不可或缺的一环。教师需要全面、客观地评价学生的实验表现，并给予及时的反馈和建议，以帮助学生不断改进提高，培养他们的科学素养和综合能力。

结束语

综上所述，高中化学实验在提高学生的学科核心素养方面起着举足轻重的作用，学生在化学实验的教学和练习中，将能较好地掌握化学知识与技能，发展科学思维与方法，增强科学探究和创新意识。在今后的化学教学中，为了进一步突出化学实验在教学中的地位和作用，提高化学实验教学与练习的质量和效果，提高学生的化学实验素养和动手操作能力，教师需要在实验教学方式创新上多下功夫，注重实验与生活的联系，加强对学生的团队协作交流能力的培养，注重实验的评价与反馈。

参考文献

[1]蔡德洋.借助高中化学实验提升学科核心素养探析[J].高考，2023（24）：9-11.

[2]郑璇玲.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考探析[J].速读（中旬），2019（2）：196.

[3]许丽莉.探析核心素养导向下的高中化学实验教学策略[J].华夏教师，2022（23）：88-90.

[4]辛金芝.核心素养下的高中化学实验教学策略探究[J].中学课程辅导，2024（16）：21-23.

[5]刘丽华.基于核心素养培养的高中化学实验教学策略探析[J].考试周刊，2019（47）：1.