基于核心素養的高中化學實驗改進策略

呂晶銘 翟宏菊 張悅 曹旭

摘 要：黨的十八大報告指出，把立德樹人作為教育的根本任務，而培養核心素養是落實立德樹人根本任務的重要環節，如何才能更高效地培養學生的核心素養，是各學科教師都應認真思考的問題。就高中階段的化學學科而言，高中化學實驗教學能夠高效地培養學生的化學學科核心素養，但是在實際的一線教學當中還存在一些有待改進的地方，研究基于化學學科核心素養改進高中化學實驗教學，提出具有實際意義的高中化學實驗教學改進建議，是十分必要的。據此，本文結合高中化學實驗教學現狀分析，分別從實驗內容和實驗教學角度提出改進建議，以期充分發揮高中化學實驗教學在培養學生化學學科核心素養方面的作用。

關鍵詞：核心素養；高中化學實驗；實驗改進

黨的十八大報告指出，把立德樹人作為教育的根本任務，而培養化學核心素養是落實立德樹人根本任務的重要環節。教育部頒布的《普通高中化學課程標準（2017年版）》明確指出：化學實驗有助于激發學生學習化學的興趣，創設生動活潑的教學情境，幫助學生理解和掌握化學知識和技能，啟迪學生的科學思維，訓練學生的科學方法，培養學生的科學態度和價值觀?？梢娀瘜W實驗具有非常豐富的教學功能，和化學學科核心素養的具體內容有所重疊，在培養學科核心素養領域更是有著至關重要的影響，但是現階段部分高中化學實驗教學還存在一些問題，如果能夠及時發現和解決實驗教學中存在的問題，將會大大提高實驗的育人價值。在強調培養學生核心素養的大背景下，化學實驗改進是新課程改革的有效前提［1］，可以解決高中化學實驗教學存在的問題，進一步提高和明確實驗的時效性和目的性迫在眉睫［2］。

一、高中化學實驗教學現狀分析

（一）高中實驗教學現存問題分析

現階段部分高中化學實驗教學存在的問題，大體可以分為實驗本身存在的問題和實驗教學開展存在的問題兩類?；瘜W實驗本身存在的問題包括：實驗條件要求苛刻、實驗成功率低、實驗現象不明顯等，在高中化學實驗中，有些實驗需要高溫、嚴格的密閉環境、高純度的藥品試劑等；此外，由于實驗環境的差異，有些實驗現象和結論與教材中的描述有出入，還有些實驗現象的時間短，學生可能還沒有來得及仔細觀察，現象就消失了［3］。在大環境下，有些教師過于看重教材理論知識的講解，忽略化學實驗教學的育人價值，就算是開展了實驗課程，往往也是圍繞理論內容的闡述和講解［4］。一些教師對于化學實驗教學存在誤解，認為化學實驗教學一定會花費非常多的時間和精力，從而影響整體的教學進度；認為現有的實驗視頻可以完全取代演示實驗和小組實驗。有些學校和教師對于化學實驗很重視，但由于經驗不足也會導致化學實驗教學缺乏一定的創新性和靈活性。

（二）學校實驗條件分析

目前看來，絕大多數的學校都具有化學實驗室，且擁有能夠完成教材中大部分基礎實驗的實驗條件，但不具備探究實驗改進的條件和完成實驗教學改進的條件。這些不是單單依靠教師就能夠解決的，例如如果教師想要展開實驗改進教學，但是學校的實驗室不具備進行實驗探究和實驗教學的條件也是沒辦法進行下去的，這會大大阻礙教師開發多樣化的高中化學實驗教學模式。而且，從節省資源、人力物力的角度來看，想要真正實施實驗改進教學，需要整個年級教研組甚至整個學校的教研組共同努力，共同開發，各司其職，才能真正地發揮實驗改進教學的育人作用，才能讓實驗改進教學被真正實施。

（三）實驗教學人員情況分析

從學生對于化學實驗教學的態度角度來看，學生對于實驗教學的態度普遍呈現感興趣，可見化學實驗對于學生來說有著很大的吸引力。而對于學?，F有的實驗教學模式，大部分學生呈現出不太滿意的情緒，可見對于化學實驗教學的改進是十分有必要的。

從教師對于化學實驗教學的認知角度來看，教師對于化學實驗教學的流程、作用等問題了解非常充分，但是缺乏進行實驗教學改進、建立化學實驗教學體系等方面的研究的時間、條件、精力。從教師對于化學實驗教學的態度角度來看，大部分教師都對于實驗教學有極大的熱情，非常愿意帶領學生進行實驗且充分認可實驗教學對于學生學習化學的幫助。

二、化學實驗改進原則

（一）簡約性原則

為了方便學生實驗，增大實驗成功率，化學實驗的改進必須符合簡約性原則。高中生掌握的知識和技能都有限，過于復雜的實驗對于他們來說不僅會降低實驗的成功率，還會消磨他們對于化學實驗的興趣。所以在進行化學實驗改進時，力求實驗裝置、實驗步驟的簡約，讓高中生進行起來也毫無壓力。

（二）直觀性原則

為了便于學生觀察，突出實驗的重點，化學實驗的改進必須符合直觀性原則。當有些實驗不方便學生進行分組實驗、采取教師演示實驗進行實驗教學時，要保證實驗的直觀性，要讓整個教室的學生都能清晰地觀察到實驗現象，改進的方向要考慮采用能夠清晰演示的實驗裝置，采用具有明顯實驗現象的實驗方案。

（三）環保性原則

為了保證學生的安全，培養綠色化學意識，化學實驗的改進必須符合環保性原則。在改進實驗時要考慮實驗是否對于學生的安全有威脅，是否會污染環境，減少有毒有害的物質產生，如果無法避免地產生有毒有害物質要正確處理，同時還要節能、節約藥品等，培養學生綠色化學的意識。

（四）可行性原則

為了培養科學精神，充分考慮外在條件，化學實驗的改進必須符合可行性原則。在改進實驗時，要保證實驗的科學性和可行性，有充分的理論依據，有成功的先例或者教師提前進行了預實驗再在課堂中進行，還要充分考慮外在條件，例如學?；瘜W實驗室的實驗儀器、實驗藥品是否能完成實驗，實驗環境是否能實驗成功等。

（五）循序漸進原則

為了培養學生邏輯思維，培養科學探究能力，化學實驗的改進必須符合循序漸進原則。在改進實驗時不能破壞化學學科的內在邏輯，符合教材的編排，系統地展開教學。同時也要符合學生的認知規律，要從學生的已知出發，選用符合現階段學生能夠理解的實驗，運用學生能夠理解的方式進行教學。

三、高中化學實驗內容改進建議

（一）重視實驗微觀視角

化學學科核心素養中的素養一是“宏觀辨識與微觀探析”，從高中化學實驗的特點來看，在這一核心素養具體要求中，“能從元素和原子、分子水平認識物質的變化；能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題”為實驗的改進提供思路。體現在實驗內容改進中，要求教師要重視實驗的微觀視角，將實驗的原理改良，使之符合學生學情，能夠讓學生理解現象與原理之間的關系，在課堂中引導學生觀察實驗現象，再著重利用微觀實質解釋宏觀現象，讓學生深入理解各種實驗現象出現的緣由，幫助學生記憶實驗相關重點，學會從宏微觀結合的視角分析化學變化。例如，在《影響化學反應速率的因素》實驗教學中，教師在從微觀角度分別解釋濃度、催化劑和溫度能夠影響化學反應速率的原因時，結合動畫等方式，幫助學生理解微觀實質，并在講解微觀實質后讓學生解釋探究實驗中的實驗現象，強化現象和原理之間的聯系。

（二）選擇最優實驗條件

化學學科核心素養中的素養二是“變化觀念與平衡思想”，從高中化學實驗的特點來看，在這一核心素養具體要求中，“知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律；認識化學變化有一定限度、速率，是可以調控的”為實驗的改進提供思路。體現在實驗內容改進中，教師要根據學校的實際實驗環境，改良成能夠滿足條件的化學實驗完成教學，并在教學中強調化學實驗的條件，讓學生認識到改變實驗條件能夠影響實驗的成敗，甚至會有危險發生；并且讓學生了解可以通過人為手段調控化學反應的限度和速率，在實際生產生活中都十分重要的意義。例如，在《影響化學反應速率的因素》實驗教學中，教師可以通過給學生展示實際生產生活中利用人為手段控制反應速率的例子，來培養學生這一素養。

（三）加強新舊實驗聯系

化學學科核心素養中的素養三是“證據推理與模型認知”，從高中化學實驗的特點來看，在這一核心素養具體要求中，“具有證據意識，能基于證據對物質變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽；建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系”為實驗的改進提供思路。體現在實驗內容改進中，教師要將新實驗與學生的已知建立聯系，將實驗改良成與做過的實驗相類似或有關，在課堂中引導學生，在實驗前利用已有知識推測實驗現象，培養學生的證據意識和推理能力。例如，在《影響化學反應速率的因素》實驗教學中，教師可以通過讓學生回憶分子熱運動相關知識來推測溫度對化學反應速率的影響，利用初中氧氣的制取實驗來推測其他催化劑對化學反應速率的影響，進而推測實驗現象。

（四）注重實驗的探究性

化學學科核心素養中的素養四是“科學探究與創新意識”，從高中化學實驗的特點來看，在這一核心素養具體要求中的“能從問題和假設出發，依據探究目的，設計探究方案，運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究；勤于實踐，善于合作，敢于質疑，勇于創新”為實驗的改進提供思路。體現在實驗教學中，教師要把控好實驗的內容強度，將實驗內容改良成學生能夠完成的實驗探究過程，在課堂上讓學生根據實驗內容分組合作與探究，培養學生探究意識和合作精神，最后還可以讓學生思考這個實驗是否還有其他改進的角度，培養學生發現和提出有探究價值的問題以及運用化學實驗進行實驗探究的能力。例如，在《影響化學反應速率的因素》實驗教學中，教師可以借助教材中的探究實驗，或者在實驗后讓學生在課后思考其他可行的實驗方案、改進方案，培養學生的探究意識。

（五）樹立正確化學觀念

化學學科核心素養中的素養五是“科學態度與社會責任”，從高中化學實驗的特點來看，在這一核心素養具體要求中，“具有安全意識；深刻認識化學對創造更多物質財富和精神財富、滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻；具有節約資源、保護環境的可持續發展意識”為實驗的改進提供思路。教師在實驗改進時，減少有毒有害物質生成，改良實驗裝置保證實驗的封閉性，將實驗微型化或實現藥品的重復利用和再利用，減少實驗藥品的浪費和儀器的損壞，實踐綠色化學觀念；教師在課前收集與本實驗相關的實際應用，并適當生活化改進實驗，讓學生感受化學在生產生活中的重要作用，以培養學生對化學學科的興趣，樹立正確的化學觀念。例如，在《影響化學反應速率的因素》實驗教學中，教師可以通過調整探究濃度對反應速率的影響的實驗內容，制取出探究催化劑對反應速率的影響實驗中的催化劑，通過這樣的藥品二次利用培養學生這一核心素養。

三、高中化學實驗教學改進建議

（一）挖掘多樣化的實驗教學策略

由于重視程度不夠、師資力量不夠等原因，化學實驗教學模式陷入僵化，實驗教學照本宣科，實驗和實驗教學創新度都不夠，導致實驗教學很難完成、學生興趣下降而陷入惡性循環。所以學校和教師要重視對于多樣化實驗教學策略的挖掘，不僅僅要對實驗進行改進，還要研發新穎的實驗教學模式。例如，從趣味化、生活化、綠色化、信息化角度去改進實驗，或者將某些實驗融合，考慮如何將實驗教學與知識的講授緊密結合，如何設置有趣的情境和環節吸引學生的注意力，讓他們更愿意、更認真地完成實驗的學習。當化學實驗教學融入化學核心素養和教師自己的小設計，化學實驗教學就會變得多樣化，更加精彩紛呈。

（二）重視高中化學實驗教學作用

目前來看，化學教學的重點還是放在紙筆測驗上，對于化學實驗更加重視的也是考點的考查和記憶，沒有什么機會進行實驗的具體操作，在期中期末也沒有對于實驗操作的考查，致使學生對于化學實驗的學習和了解只停留于課本，不具備實際操作的能力。新高考的形勢下，選擇化學作為選考科目，未來發展方向也很可能與化學息息相關，掌握實驗操作是十分重要的。實驗教學的價值不僅僅在于對于學生實驗技能的培養，對于學生核心素養的培養也有著十分重要的價值。所以化學實驗教學不僅僅對于學生未來發展有幫助，還能提升學生自身素質，學校、教師、學生、家長都應該給予足夠的重視，為實驗教育提供更多的實施空間。

（三）完善高中化學實驗教學體系

現階段學校的基礎實驗設施都比較完備，教師對于做好實驗教學的意愿也比較強烈，學生對于化學實驗也有比較強烈的學習需求，但是由于實驗教學體系不完備，導致化學實驗依然不能充分發揮其在培養學生化學學科核心素養的作用。首先應該根據學校的實驗條件、師資力量、教材以及課標對于化學實驗的要求，研定一套符合學校自身情況的化學實驗教學體系，并嚴格執行。該體系應該包括每學期的具體實驗內容、實驗時間安排、實驗教學方案，讓每個班級在同一周進行相同的實驗內容，這樣在實驗準備上能夠節省很多的人力物力。當這樣一套完備的實驗體系出現在化學課程當中，無論是教師、學生、家長都能夠重視起來，并且能夠最大程度地保證實驗的進行。

結語

本文針對核心素養的五個維度對實驗內容提出改進建議供高中教師參考，為實驗的核心素養化提供新思路；針對高中化學實驗教學現存問題對實驗教學提出建議，供學校參考，以望整體提升高中化學實驗教學質量。相信通過學者和一線教師的共同努力，高中化學實驗教學體系能夠得到完善，學生能通過教師展開的豐富多彩的高中化學實驗教學內容提升化學學科綜合素養，成為全面發展的具有綜合素質的人才。

參考文獻：

［1］何俊陽.淺析高中化學實驗教學改進［J］.考試周刊，2019（40）：164.

［2］周曉萍.高中化學實驗改進探究［J］.考試與評價，2020（11）：121.

［3］闞慧，王慧琳，王秀艷.中學化學實驗改進的策略［J］.實驗教學與儀器，2021，38（10）：3233.

［4］張復政.新時期高中化學實驗教學的不足與改進措施探討［J］.科學咨詢（教育科研），2021（08）：256257.

項目基金：吉林師范大學校級教育教學改革研究課題（職業教育與成人教育），項目名稱：核心素養背景下中職學?；瘜W教學改革研究，基金項目編號：2021年5號

作者簡介：呂晶銘（1999— ），女，漢族，吉林長春人，碩士研究生在讀，研究方向：學科教學（化學）。

*通訊作者：翟宏菊（1973— ），女，漢族，吉林四平人，博士研究生，教授，研究方向：學科教學（化學）、功能微納米材料。