核心素養理念下高中化學實驗教學策略探究

嚴顯本

摘 要：在高中階段，化學實驗教學扮演著將課本知識與實踐操作緊密結合的重要角色。通過這種實驗教學，學生能夠通過實踐操作、探究實驗和驗證理論等多種方式，促進其創新思維、化學知識應用和實驗技巧等多方面能力的提升，帶動學生化學學科核心素養的提升。自新課標實施以來，優化高中化學實驗教學已成為高中化學教學改革的關鍵途徑，代表著教育發展的重要方向。本文細致探討了高中化學學科核心素養的含義，分析了人教版高中化學實驗的特色，并在教學原則的基礎上，提出了提高高中化學實驗教學質量的三大策略。

關鍵詞：高中化學；實驗教學；策略

化學是一門基于實驗的學科，其不僅探究物質的成分、結構與特性，還重視培育學生的科學思維和探究技能，融合了豐富的綜合性和實踐性特點。在傳統的教學模式中，化學的實驗教學常被邊緣化，教師傾向于專注于理論教學，導致學生在化學領域的實際應用能力和科學素質提升受限。根據新課程標準的指引：“高中化學教育應重視通過實驗等多樣化探究活動，以培育學生的創新能力和實際操作技能。”教師應當更加重視實驗教學的實施，努力提升學生的實驗技能和科學素養，以促使學生全面而均衡地發展。

一、高中化學學科核心素養的內涵

在新課標的要求中，培養學生的核心素養是實現立德樹人根本任務的關鍵。所謂核心素養，指學生應具備的品格和能力，以適應終身發展和社會需求。這包括學習水平、道德水平、認知與適應能力、智力、勞動能力、審美素質等方面。它體現了社會主義教育事業發展的具體化，聯結了宏觀教育理念、教學目標與實踐，凸顯學生的文化、道德素養、核心能力、思想觀念等。

依據《普通高中化學課程標準》（2017年版2020年修訂），化學學科核心素養涵蓋“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”五個維度。這些維度要求學生從不同角度理解和應用化學知識，通過實驗探究、合作學習等培養探究能力、創新意識、實事求是的科學態度，注重綠色發展與生態環保的責任感[1]。

新課標強調，教師需引導學生在化學實驗中進行觀察、記錄、分析和推理，培養其科學探究的學科素養。順應這個要求，人教版教材采用“教、學、評”一體化教學設計，強調教學評價的“教、學、考”一致性，體現出人教版教材對實現化學學科核心素養的重視。

二、人教版高中化學教材實驗特性分析

（一）更注重培養化學思維與能力

人教版高中化學教材側重通過實驗活動培養學生的化學思維與能力，突出現代化學教育理念。化學思維涉及對物質結構、組成、變化的深入理解及化學規律的總結；化學能力則指將理論知識應用于實際問題的技能。教材強調“思考與討論”環節，促進學生在實驗中主動探索，加深理解。

例如，探究鹵族元素時，學生通過分析周期表位置推導電子結構，加深對化學性質的理解，鍛煉科學思維。有機化學實驗中，分析碳原子成鍵特性，探究烴類化合物結構，提升邏輯思維和操作技能。在化學平衡實驗中，學生研究溫度、濃度對反應的影響，理解化學平衡動態性，從宏觀現象中提煉微觀化學規律。這些教學方式提高了學生解決化學問題能力，促進了化學知識的綜合運用。

（二）強調實驗的探究性與開放性

高中化學教育強調實驗的探究性與開放性，旨在培養學生的主動學習態度、探索精神和創新能力。人教版高中化學教材在實驗設計上突破傳統模式，提供多樣化的化學試劑和數據，增強學生的自主性和創造性。這種方法激發學生對化學的興趣，同時促進分析和歸納能力的發展。例如，在探究含硫物質價態變化的實驗中，學生需先理解硫的化合價態，再選擇合適試劑進行氧化還原實驗。這不僅需要基礎化學知識，還要求邏輯推理和實驗設計能力。在實驗過程中，學生需靈活調整實驗方案，加深對化學反應本質的理解，并應用化學原理[2]。

此外，開放式實驗教學有效培養學生創新意識。在面對實驗中的不確定情況時，學生需獨立思考、選擇適宜方法，鍛煉實驗技能，提升問題解決能力。這種教學方式對學生的創造力和應變能力的培養至關重要。

（三）關注引導方法與思路的探究

化學教學深度挖掘物質構成、變化及其結構，尤其注重分子與原子層次的研究。高中化學教育不僅要求學生具備堅實的理論基礎，還應培育系統的化學思考方式和方法學。針對此目標，人教版高中化學教材在實驗課程設計上進行了創新，著重于“方法引導”，旨在幫助學生把理論知識有效轉換成實際操作技巧，并在實驗中完全展現化學思維及實驗技術。

教學的核心是不僅傳遞知識，更重在培養學生的獨立思維和探究精神。這樣的教學布局使學生在實驗操作中不僅體現出化學思維，還在處理實際化學問題時顯示了獨立探究和創新能力，為他們未來的學術及職業生涯打下了堅實基礎。

三、核心素養理念下高中化學實驗教學的原則

（一）主體性原則

核心素養的培養關注于如何根據學科特色塑造人才，其中“人”的培養始終是核心。化學知識的建立是通過觀察、實驗、抽象化及假設檢驗等方式完成的，顯示了科學探索在化學發展中的重要作用。為實現核心素養的培育目標，化學實驗教學應以學生為中心，先喚起學生對化學實驗的興趣，再讓他們在教師的引領下，模擬科學研究的過程，經歷困惑和挑戰，體驗研究的激動和成就感。同時，讓學生理解科學知識的不斷演變和更新，認識到科學是一種探索和懷疑并存的認識世界方式。這種探究活動能幫助學生全面深入理解知識，形成關鍵能力，為實際問題的解決提供靈活運用知識的基礎[3]。

（二）開放性原則

支持探究教學的理查德·薩其曼（美國，教育學教授）強調，探究式學習應具有開放性，創造多樣的學習場景，以激發學生興趣。高中生已具備豐富的化學知識和較強的思維、理解能力，因此，提高探究學習的開放度是必要的。首先，教師應設計多答案、多條件或多方法的探究實驗，讓學生的見解因個人知識和經驗而異，雖然對基本概念和理論的探究結果相對穩定，但探究結果應保持開放。其次，分析人教版教材中的“探究”欄目，可見教師有機會打破時間、空間限制，安排多樣的實驗活動，如學生實驗、教師演示、微型實驗等，以培養學生的觀察、記錄、分析和反思習慣，逐步形成結果預測和實驗分析的思維模式，實現核心素養的培養目標。相較于傳統教學，探究式教學更能激發學生的主動性和參與度，符合新課程改革對學生全面發展的要求，將開放性融入評價標準和教學手段至關重要。

（三）層次性原則

提升學生的探究技能是一個逐步的過程，需要持續的實踐和訓練。教師在規劃探究活動時應遵循由淺入深的原則，逐步提高教學的難度和復雜性。化學實驗的教學過程應充滿靈活性，根據教學目標的不同，可以選擇性地開展部分探究環節。例如，對初學者而言，簡單的實驗足以讓他們熟悉科學探究的步驟。針對特定的課程，可以集中在如何提出科學問題，或如何制訂合理的假設，以及如何根據這些假設設計實驗。教學中，根據課程內容的不同，可以安排各類探究環節，幫助學生逐步掌握探究技能。從不完整的探究過程到完整的實踐體驗，學生對科學探究的理解將更加深入和全面。教師在此過程中需仔細觀察學生的表現，及時提供必要的指導和支持，同時在總結環節融合傳統教學的精華，解決學生在學習中的困惑。

（四）自主性原則

關于自主學習的理論提示教師在教學設計中應融入“想學—能學—會學”三個層面。教師可以通過激發學生的學習興趣來促使他們“想學”，通過深入了解教材和學生狀況設計符合學生興趣和能力的實驗活動，讓學生“能學”。在組織實驗活動時，指導學生觀察、思考和實踐，不僅建立知識和能力，更重要的是讓學生學會應用這些知識和技能解決實際問題，達到“會學”的水平。探究活動中，學生應學會自我分析和指導，培養強大的自控能力，適應快速變化的信息時代，獲得適應和創造生活的能力。

（五）合作性原則

每位學生都擁有獨特的經驗，在探究過程中可能因個人差異形成不同的觀點和結論。小組合作在探究式教學中占有重要地位，它促進學生之間的全面交流和討論。通過共同的探究活動，學生相互協作，共同完成學習任務。這樣的合作不僅提升了他們的探究和思考能力，還幫助他們建立團隊合作的技能，學會從不同角度看待問題，并通過交流合作得出更加全面的結論。

四、核心素養理念下高中化學實驗教學策略

（一）以核心素養為中心設定目標

在高中化學課程的實驗教學中，強調探究性實驗的開放性，是為了激發學生的探索欲和創新意識，這是現代化學教育的重要方向。教師在開展高中化學實驗教學時，應當深入貫徹核心素養理念，創新教學框架，同時充分考慮實驗環節可能出現的問題，如實驗的不足之處和環保性問題。這不僅涉及實驗器材的選擇和使用，還包括實驗過程的優化。確保實驗目標的精準設定是實現學生全面發展的關鍵一環。

以“化學沉淀法去除粗鹽中雜質離子”的實驗為例，教師應圍繞宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任這四方面核心素養細則來設定教學目標。在教學過程中，教師需要引導學生理解并掌握化學沉淀法的原理，通過實驗操作的實際體驗，幫助學生分離和提純粗鹽。在此過程中，學生不僅要運用定性和定量分析技術，還要學會如何歸納和判斷實驗過程中的關鍵步驟，這樣的實踐操作能有效提升學生的實驗操作技能，并且培養他們的科學探究意識與嚴謹的科學態度。通過這種實驗教學方法，學生在實際操作中還能加強對化學反應原理和方法的理解，提高他們解決實際問題的能力。這種以核心素養為導向的實驗教學不僅提升了學生的科學素養，還促進了他們批判性思維和創新能力的發展，為學生的未來學術和職業生涯打下了堅實的基礎。

在此教學策略下，教師的角色轉變為指導者，學生則成為實驗的主體。通過這種互動，學生不僅學會實驗技能，還能深入理解化學知識，將理論與實踐有效結合。這種教學方式有利于培養學生的自主學習能力和創新思維，同時也滿足了核心素養理念下的教學需求。

（二）生活聯系下的核心素養培育

在實施高中化學實驗教學的改良過程中，教師應當深入實踐陶行知提出的“生活即教育”理念，通過融入日常生活情境的實驗內容來激發學生的參與熱情和創新思維。這樣的教學方法旨在提升學生的核心素養，同時提高化學實驗的現實應用效果。

以人教版高中化學課本中的《硫酸根離子的檢驗》單元為例，教師在實驗指導過程中不僅需闡釋制硫酸的工業原理，更應將實驗內容與學生的實際生活相結合。例如，在探索硫酸根離子的特性時，教師可以引導學生收集污水樣本，設計并開展針對污水處理和凈化的實驗，使學生能夠深入了解并掌握相關的處理步驟和技術方法。此外，將硫酸根離子的檢測過程與生活實際相聯系的實驗材料相結合，可以使學生在實驗過程中體驗和理解化學知識與日常生活的緊密聯系。這種實驗教學方式不僅有助于加深學生對于綠色化學的理解，還能強化他們對化學、技術、社會以及環境相互作用關系的認識，增強他們的社會責任意識，實現實驗教學的全面提升[4]。在設計這些富有生活氣息的實驗教學活動時，教師需要細致評估實驗內容的相關性與可操作性，確保實驗活動與教學目標的緊密融合。

（三）立足整體設計實驗

在高中化學教學中，教師對實驗的整體設計應予以高度重視，采納“一體化”設計方案，以確保實驗的科學性、規范性及整體性。這種方法不僅提高了教學的效果，更為學生提供了一個更為嚴謹和綜合的實驗環境。例如，在探究“氨及其化合物”的實驗中，教師應創新性地設計實驗器材，將氣體的收集與噴泉實驗裝置進行一體化設計，這樣不僅簡化了操作流程，更提高了實驗的效果和安全性。此類設計的優勢在于其增強了實驗的氣密性，大幅降低了對環境的潛在污染。特別是通過特殊處理的尖嘴和自制的單向閥，使得學生能夠直觀地觀察氨氣的收集過程，提高了實驗的可操作性和成功率。這種實驗設計的創新和優化，不僅使得學生能夠更加深入地理解化學原理，而且有助于他們在實踐中培養解決問題的能力。這樣的實驗設計還對學生的核心素養產生了積極的影響。通過參與這些創新且綜合的實驗，學生不僅能夠加深對化學知識的認識，而且能夠體會到實驗創新對于社會發展的重要性。在實驗過程中所獲得的經驗，能夠豐富學生的實踐感知，加強他們對化學與日常生活聯系的理解，更好地準備他們面對未來的挑戰[5]。

結束語

綜上所述，在核心素養理念下，高中化學的實驗教學應該受到重視，并且需要選擇合適的教學策略進行教學。教師需深入理解核心素養理念，明確學科素養的內涵，以此為指導制訂教學計劃，把握實驗教學的特點，包括培養學生的化學思維與能力，強調探究性和開放性，以及關注引導方法與思路的探究。此外，教師還應遵循主體性、開放性、層次性、自主性和合作性等原則，實現高中化學實驗教學的全面提升。最后，教師需要及時調整教學策略，以確保學生能夠有效內化核心素養，提升他們的實驗操作技能和創新思維。通過這樣的教學策略，不僅能夠提高教學效果，也能夠激發學生的學習興趣，為他們的綜合素質發展奠定堅實基礎。在新時代教育背景下，這種以核心素養為導向的教學方法將更加凸顯其重要性，為高中化學教育提供創新的路徑和實踐的參考。

參考文獻

[1]孫園園.新課標背景下高中化學實驗教學優化實踐研究[J].啟迪與智慧，2023（3）：60-62.

[2]高濤.指向核心素養培養的實驗探究課教學：以“探究NaHCO_（3）性質異常”為例[J].實驗教學與儀器，2023，40（8）：25-27.

[3]馬芳莉.高中化學生活化教學實踐探析[J].實驗教學與儀器，2023，40（5）：28-30.

[4]畢占龍.核心素養視域下高中化學實驗教學改革[J].實驗教學與儀器，2023，40（2）：7-9.

[5]張盛.基于STEM理念的高中化學實驗探究：以“氫氧化鋁制備”實驗為例[J].實驗教學與儀器，2022，39（1）：24-25.