核心素养视角下初中化学实验教学路径

化学学科的核心素养包括“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，是学生通过化学课程学习建立起来的结构化知识、思维方式与品质。基于核心素养下开展实验教学，更利于推动教育改革，提升教学质量，促进学生的全面发展，实现综合育人目标。为此，本文将探讨基于核心素养的化学实验教学意义，阐述基于核心素养的化学实验教学策略，旨在打造高效课堂。

一、基于核心素养的初中化学实验教学意义

（一）提升教学质量

基于核心素养的实验教学注重指向“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，通过创新实验设计、丰富实验形式、强化实验活动等策略来优化实验教学，可显著提升整体教学水平，确保教学的有效性。

（二）促进全面发展

基于核心素养的实验教学与以往“灌输式”教学方法不同，它体现了“以人为本”的育人思想和“立德树人”的教育理念，注重明确核心素养的意义，紧紧围绕核心素养内涵选取具有启发性、探究性的实验内容，科学引导学生分析、讨论实验，以此培养学生的探究能力、证据推理能力，并通过分析实验现象增进学生对物质变化、化学模型等的认识。同时，基于核心素养的实验教学，提倡采取探究式教学、推理模式教学、情境教学等教学方法，不仅能激发学生学习兴趣，还能促进学生全面发展。

（三）加深知识理解

基于核心素养下开展实验教学，有利于通过理论联系实践的方式，帮助学生理解抽象知识，以及将知识运用到实际情境。同时，基于核心素养的实验教学给学生创造了更多主动参与、深入探究的学习机会，通过设计问题等教学策略，指引学生用科学探究的方法解决问题。如此，能将学生对知识的认知逐步引向更深层次。通过观察实验现象、分析实验结果，学生也将真正理解相关化学原理，牢牢掌握基础化学知识。

二、基于核心素养的初中化学实验教学策略

（一）创设教学情境，培养科学精神

严谨求实、探索未知、崇尚真理的科学态度更利于学生学好化学，因而，基于核心素养的实验教学，要注重为学生创设适合的教学情境，并结合化学史实、科学家故事等为学生创设喜闻乐见的故事情境，让学生能在历史背景下感受科学家的探索精神，以科学家为榜样，自觉树立起科学精神。同时，实验课教学中教师要注重为学生创设生活情境，让学生认识到化学知识在生活中的实际应用，以此增强学生科学探索意识。此外，教师要重视在实验课教学中为学生创设问题情境，利用问题唤醒学生科学探索意识，达到科学精神培养目的。具体到“燃烧条件的探究”实验课教学时，为了帮助学生建立起严谨求实的科学态度，促进学生形成探索未知的科学精神，可于实验导入环节为学生创设一个故事情境，声情并茂地向学生讲述拉瓦锡坚决摈弃“燃素学说”，并且通过用大量实验作为依据，阐述了燃烧本质的故事。基于这个故事情境下，重点讲述拉瓦锡所做的著名实验“钟罩实验”，即“二十天实验”，向学生简单介绍这个实验长达二十天，需要将少量的汞放在密闭的容器里连续加热二十天之久。当学生听了拉瓦锡的故事以后，会被他身上的科学精神所感染，并以拉瓦锡为榜样，保持严谨求实的科学态度参与本节课学习。随即，教师可为学生准备所需的酒精灯、大烧杯、试管等实验器材，先为学生演示“烧不坏的手帕”实验，再组织学生分组进行燃烧条件探究实验，如白磷与红磷的燃烧对比实验、热水中白磷的燃烧实验等，结合实验结果得出燃烧的三个条件。在这里，用拉瓦锡的故事为学生创设生动的教学情境，学生能主动学习拉瓦锡身上的科学精神，保持严谨求实的科学态度进行燃烧条件探究的实验，从中养成良好学科核心素养。

（二）直观展示实验，丰富微观探析

“宏观辨识与微观探析”是学生应具备的重要学科核心素养，其要求学生能从不同层次认识物质多样性。为此，为了能让学生从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，教师可利用直观的实验开展教学。在具体教学中，用好多媒体教学工具，通过动画模拟、视频展示等方式为学生动态、直观地呈现实验过程。同时，通过将实验现象放大，让实验细节变得可视化，帮助学生从微观角度清楚观察实验中物质结构和性质，以此发展学生微观探析素养。实验教学中，还要重视通过实物投影的方式来直观展示实验，让实验变得更为清晰，方便学生从微观角度观察实验，并从中深刻理解和掌握化学知识。如在“探究分子运动现象”实验课教学中，可通过虚拟实验与实物实验相结合的方式加深学生对分子运动概念的理解，让学生学会从分子水平认识物质。具体教学中，教师可以结合香水扩散、糖溶于水等生活实例引出分子运动现象，激发学生对本节课的学习兴趣，并结合实例提出问题：“这些现象背后隐藏着怎样的科学原理？”让学生带着这个问题认真观察虚拟实验。在这个环节，使用分子运动模拟软件为学生展示分子在温度、浓度等不同条件下的运动状态。其间，启示学生重点观察实验中分子运动的轨迹、速度等，以此理解分子运动的基本性质。接着，鼓励学生通过设计简单的实物实验，验证分子运动原理。具体操作过程中，教师要为学生提供烧杯、酚酞溶液、浓氨水、蒸馏水、滴管、玻璃棒、温度计等实验器材以及标签纸、实验记录表等实验材料，指导学生利用酚酞溶液和浓氨水反应实验观察分子运动现象，并通过在不同温度下进行实验验证虚拟实验中温度对分子运动的影响，最终总结出分子运动的基本性质。

（三）建构推理教学，提升证据推理

核心素养导向下，为了通过实验教学提升学生证据推理能力，教师要重视紧密联系课程教学内容，建构归纳推理教学模式、类比推理教学模式、演绎推理教学模式等适合的推理式教学模式，为学生创造更多推理机会，高效培育学生证据推理素养。即在“碳与某些氧化物的反应”实验课教学时，尝试采取类比推理教学模式，以此提升学生证据推理能力，助力学生学科核心素养良好发展。具体教学中，教师可先为学生演示碳与氧化铜反应的实验，边做实验边为学生耐心讲解本次实验的步骤，再组织学生根据老师的演示进行分组实验，认真观察实验现象并写出相关化学方程式，以深入理解反应原理。当学生做完碳与氧化铜反应的实验以后，向他们提出类比对象，如碳与氧化铁的反应实验、碳与氧化锌的反应实验，让学生大胆分析碳与不同氧化物反应的相似性。在这个环节，学生将分析出它们都是氧化还原反应，碳都是作为还原剂。接着，指导学生运用类比推理方法预测碳与氧化铁、氧化锌等不同氧化物反应的产物。期间，教师可要求学生自行查阅相关资料，验证类比推理的正确性，再进行碳与氧化铁、碳与氧化锌的反应实验，用实验验证推理，以此总结碳与氧化物反应的一般规律，推理出碳与氧化物的反应通常属于氧化还原反应，需要高温条件，会生成金属等。

（四）分组操作实验，加深探究体验

分组实验是培养学生科学探究能力的有效途径，在课堂上，教师可紧密联系课程教学内容为学生设计一些具有探究价值的实验，向学生明确实验目的、步骤等，再考虑学生不同的认知水平、能力等，将他们分为若干个学习小组，指导学生分组操作实验，观察实验现象并记录好实验结果和数据。在进行组内讨论时，学生相互交流实验心得，共同分析实验中的问题和发现。这种分组实验教学模式，能吸引学生积极参与实验探究活动，确保学生有序、高效完成实验探究任务，以此养成良好科学探究能力。即在“探究空气中氧气的含量”实验课教学时，为了丰富学生科学探究体验，首先，可于本节课教学时先用10分钟时间为学生简单介绍红磷的燃烧性质，并讲明红磷燃烧需要消耗集气瓶中氧气，生成五氧化二磷固体的原理，并为学生演示实验步骤，包括检查装置气密性、放入红磷和水、点燃红磷等。其次，将全班学生分为若干个学习小组，保证每个小组都有4人，让学生以小组为单位完成探究空气中氧气含量的实验，先检查装置气密性，再准备实验材料，后将燃烧匙内红磷放入集气瓶中，用橡胶塞紧，并把导管一端插入橡胶塞内，并导入水槽之中。最后，点燃红磷，把燃烧匙伸入集气瓶，观察实验现象和水进入集气瓶的情况。分组实验过程中，为学生解答疑问，并要求学生仔细观察实验现象，认真记录进入集气瓶的水体积，以此推算氧气含量。当学生完成了实验探究任务以后，请各个小组汇报本组的实验结果，包括进入集气瓶的水的体积、推算出的氧气含量等，引导学生共同分析个别小组产生实验误差的原因，组织学生针对装置漏气、红磷不足、未冷却至室温就读数等实验误差原因进行讨论，并提出改进实验的可行性措施。教师还要求学生撰写一份实验报告，从而清晰整理本次实验目的、原理、步骤、现象、结果、误差讨论等。通过参与这样一次分组实验探究活动，学生的实验探究能力将得到高效锻炼。

（五）分析实验现象，增强变化观念

通过观察、分析实验现象，学生能感受到物质在特定条件下的变化，其利于增进学生对物质变化的认识，让学生从中树立起正确的变化观念。在教学实践中，教师要重视指导学生全神贯注地观察实验现象，注意实验细节，通过绘图、做笔记等方式认真记录关键点，再整理、分析实验数据，对实验数据进行比较、总结和解释，深入思考实验现象中物质变化的本质，以此加深对实验现象的理解b5fd75bb1813d46b063e309c1375718c。在“电解水实验”教学时，可先为学生搭建实验装置，确保电解池内装有适量的蒸馏水，再加入少量稀硫酸，后将两根电极分别插入电解池两端，并连接直流电源。实验开始后，调节至适合的电压和电流，开始观察实验现象。对实验现象进行观察，学生将直观地观察到电解过程中电解池两端有气泡产生，并随着时间的推移气泡逐渐增多。具体观察实验现象时，为了让学生认识化学变化的本质是有新物质生成，且化学变化遵循一定规律，指导学生尝试收集两极产生的气体，并对气体体积进行测量。对气体体积进行测量时，学生将发现正极气体体积大约是负极的一半。接着，引导学生继续进行气体性质检验，用带火星的木条靠近从正极收集到的气体e614979d57660adbaf5aefc21fda686b，以此发现正极产生的气体是O2，再点燃一根火柴靠近从负极收集到的气体，以此得出该气体为H2。当学生从中观察到一些实验现象以后，教师可以带领他们进一步分析现象本质，得出以下结论：水在直流电作用下可以分解为H2和O2；水是氢元素和氧元素组成的，且氢元素和氧元素的个数比为2：1；该实验验证了水的化学式，展示了化学反应中元素守恒原则。通过开展这样一次实验教学活动，指导学生根据化学反应前后元素种类不变的原则分析实验现象，推断水是由氢元素和氧元素组成的结论，让学生建立起了正确的变化观念与平衡思想。

（六）联系日常生活，渗透社会责任

基于核心素养的实验教学要注重渗透社会责任，在具体教学中，与现实生活紧密结合，用生活实例导入实验，以激发学生学习兴趣，引发学生对社会生活中化学现象的关注。同时，贴近现实生活为学生设计具体可行的实验，组织学生动手操作实验。实验结束后，引导学生与现实生活相联系，将化学实验结果应用到日常生活，如环境保护、资源节约等，以提高学生对社会的关注，高效培养学生社会责任感，让学生形成正确价值观。在教学实践中，教师要注重关注学生的实际生活经历，从学生现有认知出发开展教学，确保学生能获得更好的学习体验，达到社会责任培养目的。具体到“倾倒二氧化碳”实验课教学中，教师可先指导学生按照实验步骤用注射器将二氧化碳注入集气瓶，再缓慢倒入放有高低蜡烛的烧杯内，让学生认真观察。在实际观察中，将从高低蜡烛由下到上依次熄灭的实验现象总结出二氧化碳密度比空气大、不支持燃烧的性质。当学生通过实验理解了二氧化碳性质以后，可紧密联系现实生活，并结合实验现象引发学生讨论：“二氧化碳过量排放对全球气候有哪些影响？”讨论中，学生将了解到二氧化碳过量排放会造成温室效应加剧、极端天气增多等。接着，继续引发学生讨论：“日常生活中如何减少二氧化碳的排放？”讨论中，学生将尝试提出植树造林、乘坐公共交通、节约用电等策略。组织学生分组讨论如何在校内推广节能减排理念，让学生提出具体的措施。整个实验课教学中，结合“倾倒二氧化碳”的实验现象和原理强调二氧化碳在环境保护中的重要性，提高了学生对社会的关注，增强了学生社会责任意识。

三、结语

综上可知，基于核心素养下开展实验教学对推动教育改革、提升教学质量、促进学生全面发展以及实现综合育人具有重要意义。在教学实践中，学科核心素养为学生创设适合的实验教学情境，以唤醒学生科学精神，并通过直观的展示实验，丰富学生微观探析体验。同时，通过建构推理教学模式，引领学生探究实验过程、分析实验现象，并联系日常生活开展教学，来提升学生学科核心素养。