學科核心素養引導下的高中化學實驗教學策略

【摘要】化學是高中階段的基礎性學科，而實驗教學是高中化學教學的重要環節。當前的高中化學實驗教學存在學生重視程度不夠、創新意識不足、實操能力欠缺等問題。新課程改革背景下，學科核心素養概念的提出為高中化學實驗教學指明了方向。文章針對學科核心素養引導下的高中化學實驗教學展開探究，從教學目標、教學情境、教學流程、教學指導、教學評價等方面出發，提出具體教學策略，以期為一線教師提供有效參考，提高高中化學教學質量。

【關鍵詞】核心素養；高中化學；實驗教學

作者簡介：毛用三（1978—），男，安徽省六安市金安區張店中學。

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《標準》）中強調了高中階段化學學科需要培養的核心素養，包括宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理和模型認知、實驗探究和創新意識、科學精神與社會責任五大方面。作為高中化學教學的重要組成部分，實驗教學要充分落實《標準》的要求，以學科核心素養為指導，充分發揮自身價值，切實提升學生的化學核心素養。

一、學科核心素養引導下的高中化學實驗教學的重要價值

在核心素養視域下，化學實驗不再是單純的操作練習，而是探究化學原理、解決化學問題的重要手段。通過實驗，學生能夠更加直觀地感受到化學現象的變化，從而增強對化學實驗的興趣和好奇心。此外，教師可以將化學實驗與學生的實際生活、社會熱點等相結合，讓學生充分認識到化學學科的價值以及化學實驗在解決問題過程中的重要作用，從而充分發揮化學實驗教學的積極作用，激發學生學習化學知識和參與化學實驗的興趣，促使學生在實踐中深入理解化學理論知識，提高化學學習效果。

二、學科核心素養引導下的高中化學實驗教學策略

（一）依托學科核心素養，明確實驗教學目標

在新課程改革背景下，高中化學實驗教學的重要前提是依托核心素養要求，明確實驗教學目標，以此為教學活動指明方向，為評價活動明確標準。教師可以將總的化學實驗教學目標設定為：引導學生從宏觀角度辨識實驗現象，從微觀層面探析化學反應的實質，并要求學生在這一過程中認識和理解化學反應中的變化觀念和平衡思想，培養學生的證據推理和模型認知能力，同時注重培養學生的實驗探究和創新意識、科學精神和社會責任感［1］。

以人教版高中化學必修二第五章第一節“硫及其化合物”的教學為例。在該節課中，教師需要組織學生開展實驗“硫酸、硫酸根離子的檢驗”。實驗開始之前，教師可以設置以下教學目標。

第一，培養學生的宏觀辨識與微觀探析素養，引導學生充分認識到硫元素在物質中具有同價態這一性質，并能通過實驗實現含有不同價態的硫元素物質的相互轉化；第二，培養學生的變化觀念與平衡思想，促使學生通過實驗探究，掌握不同價態含硫物質的轉化原理；第三，培養學生的證據推理和模型認知能力，要求學生能夠通過實驗學習，借助分析、推理等實驗方法，從物質類別和硫元素化合價的角度認識硫酸的性質；第四，培養學生的實驗探究能力和創新意識，要求學生采用科學、規范的實驗操作完成硫酸根離子的檢驗，并能在實驗過程中與他人積極合作，敢于質疑和創新；第五，培養學生的科學精神與社會責任感，在實驗過程中培養學生的安全意識和嚴謹求實的科學態度，促使學生認識到硫、氧化硫等物質在生產中的應用和對生態環境的影響。

綜上，科學合理的實驗目標對實驗教學具有重要的指導作用。在高中化學實驗教學中，教師應基于學科核心素養，設置明確的實驗教學目標，并在此基礎上充分整合實驗素材，創設多元實驗情境，設計科學實驗流程，從而有效引導學生通過化學實驗掌握知識原理，運用邏輯推理和科學方法建立模型，提升學生觀察、思考和解決問題的能力，促進學生全面發展化學核心素養。

（二）創設實驗教學情境，提高實驗教學效果

在高中化學實驗教學中，創設生動、直觀的教學情境，是提升教學效果、促進學生化學核心素養發展的關鍵途徑。具體來說，教師可以結合生活中的實際情境，設計具有啟發性和趣味性的化學實驗，讓學生感受到化學實驗的實用性和魅力；也可以在實驗開始之前借助多媒體設備播放相關視頻，展示正確的實驗操作步驟和實驗現象，激發學生參與化學實驗的興趣，為學生開展實驗做好準備；還可以在化學實驗過程中創設問題情境，充分激發學生的好奇心和求知欲，促使學生在內在動機的驅使下積極思考和探究，提高實驗教學效果［2］。

以人教版高中化學必修二第六章第一節“化學反應與能量變化”的教學為例。在該節課中，教師需要引導學生通過開展實驗“化學反應與電能”，掌握化學能與電能之間轉化的實質，理解原電池的概念、構成條件和工作原理，學會判斷原電池的正負極，進而學會分析物質化學變化中能量變化與物質微觀結構的關系。

首先，教師可通過創設生活情境，讓學生了解我們日常生活中使用的主要能源，明白電能主要來自火力發電，是由化學能經過燃燒（即氧化還原反應）間接轉化成電能這一過程實現的；其次，教師可以為學生科普火力發電的優缺點，由此引出“能否找到一種裝置將化學能直接轉化成電能”這一問題，激發學生的實驗探究興趣；再次，教師可以借助多媒體設備，為學生展示原電池實驗，使學生調動多重感官，全方位觀察實驗現象與結果，形成對實驗流程與原理的直觀認知，為動手實驗奠定基礎；最后，教師再指導學生開展實驗“化學反應與電能”。

綜上，在高中化學實驗教學中，教師應結合學生的生活實際創設教學情境，利用多媒體技術創設直觀、生動的視頻情境，讓學生充分認識到化學實驗的重要性，從而激發實驗熱情。除此之外，教師還應設置合理的問題情境，引導學生思考，從而提高其實驗操作能力和問題解決能力，提高實驗教學效果。

（三）設計實驗教學流程，融入核心素養要求

在設計化學實驗流程時，教師也應將學科核心素養培育要求融入其中。比如，教師可在實驗準備、實驗操作、實驗觀察、實驗總結等不同階段中融入核心素養培養目標，制訂具體的教學計劃，整合實驗所需資源，做好學情調查、科學分組等安排，確保實驗教學目標的落實［3］。

以人教版高中化學選擇性必修一第一章第一節“反應熱”的教學為例。在實驗“中和反應反應熱的測定”中，教師需要引導學生了解實驗過程及實驗原理，學會根據測定記錄的數據計算反應熱，并學會分析產生誤差的原因，不斷完善和改進測定方法，培養從微觀視角理解化學反應、進行實驗探究的能力和尊重科學的態度。

教師可以設計如下實驗教學流程。首先，教師可將學生分為不同小組，引導學生思考和交流，初步了解實驗原理，明確應該測量的實驗數據以及為保證實驗準確度可采取的措施。這一環節注重培養學生的科學思維。其次，教師需要讓學生領取實驗所用到的器材和材料，如簡易量熱器、量筒、50mL的0.50mol/L鹽酸和0.55mol/L NaOH溶液等，并帶領學生根據步驟進行實驗，分別測量反應物的溫度和反應后體系的溫度。這一環節注重培養學生的合作探究精神。最后，引導學生制作表格，分別計算三次實驗過程中反應前體系的溫度和反應后體系的溫度的差值，并將三次測量所得溫度差的平均值作為計算依據，根據比熱容計算反應熱。這一環節注重培養學生的實驗探究能力和科學態度。

綜上，教師應將核心素養培育要求科學地融入實驗教學流程的各個環節，使學生具備科學探究與創新意識，提升推理能力和實踐能力，樹立科學態度和社會責任感，從而有效落實實驗教學目標。

（四）科學指導實驗過程，促進核心素養發展

在高中化學實驗教學中，教師要注重加強科學指導，確保核心素養的有效落實。比如：教師要指導學生正確操作實驗器材，鼓勵學生在解決問題、探索未知的過程中提出新的問題、新的假設和新的方法，優化實驗方案，完成實驗操作；指導學生學會在實驗中觀察、收集記錄和分析實驗數據，并且能夠運用平衡思想來分析和解決化學問題，運用模型知識來解釋實驗現象、預測化學反應的結果。此外，教師還應該進行示范和講解，糾正學生的錯誤操作，指導學生做好實驗收尾工作，注意實驗安全［4］。

以人教版高中化學必修一第二章第二節“氯及其化合物”的教學為例。在引導學生開展實驗“氯氣的實驗室制法”前，教師需要引導學生回顧初中學過的二氧化碳的實驗裝置，利用二氧化錳和濃鹽酸的反應，選擇合適的實驗裝置制取氯氣，再通過對比實驗，掌握氯離子的檢驗方法。

在實驗過程中，教師需要重視對學生的實驗指導。首先，教師需要引導學生掌握實驗室制取氯氣的反應式：MnO2+4HCl （濃） △ MnCl2+Cl2↑+2H2O；其次，教師要注意引導學生選擇合適的實驗材料，如必須用濃鹽酸，因為MnO2與稀鹽酸不反應；再次，教師要注意引導學生在實驗過程中采取科學方法，提升實驗結果的準確性和科學性，如為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，以減少HCl的揮發；最后，實驗結束后，教師還要引導學生先使反應停止并排除裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。

綜上，在學科核心素養引導下的高中化學實驗教學中，教師要注重科學指導，引導學生扎實掌握實驗原理，合理選擇實驗器材和裝置，在實驗過程中采取科學方法，順利完成實驗操作，培養學生的科學精神和責任態度。

（五）優化實驗評價反饋，落實核心素養目標

在評價的幫助下，學生能夠在實驗中充分吸取經驗和教訓，切實提高理論水平與實踐技能。因此，教師應結合評價的適應性與動態性特征，以提升學生參與化學學習的主動性和參與實驗的積極性為目標，根據學生的學習差異和個性化需求，科學選擇評價方法，動態調整評價策略，充分發揮實驗教學的價值，促進學生化學核心素養的全面發展［5］。

以人教版高中化學選擇性必修三第四章實驗活動3“糖類的性質”為例。在該實驗活動中，教師要帶領學生開展對單糖、二糖、多糖等代表性糖類物質的探究，引導學生進一步加深對葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖類物質性質的認識，使學生掌握科學的檢驗方法，體驗化學實驗的樂趣。

具體來說，教師可以從以下方面出發，制訂實驗評價標準。第一，學生能否通過實驗，加深對葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖類物質性質的認識，并從宏觀和微觀視角，掌握認識有機物的基本思路和方法，理解糖類結構及其性質的關系；第二，學生能否通過實驗，掌握糖類還原性的檢驗方法，提升實驗探究能力；第三，學生能否通過對葡萄糖性質的預測和探究實驗的設計，掌握類比遷移的學習方法，學會運用對多糖的水解反應條件及其產物的檢驗方法解決實際問題；第四，學生能否通過實驗教學，了解生活中有關血糖、糖尿病的相關知識，拓展生活常識，培養科學精神和社會責任感。教師可以根據以上標準，對學生在實驗中的表現進行評價，并根據評價結果給予學生及時的反饋和具體的改進建議。

總之，在學科核心素養引導下的高中化學實驗教學中，教師應注重評價與反饋的針對性和過程性，關注學生對理論知識的掌握程度與實踐應用的能力，關注學生實驗操作的規范性及思維方式的邏輯性與創新性，關注學生科學態度和實驗精神等核心素養的發展，通過優化實驗評價與反饋過程，調整教學策略，以更好地發揮實驗教學的價值。

結語

綜上所述，在核心素養的引導下開展高中化學實驗教學，不僅能夠加強學生對化學實驗的重視，還能夠促使學生深入理解化學知識，充分發揮化學實驗的教學價值。在實踐中，教師應基于核心素養培養要求，重視實驗教學的情境創設和目標設計，將學科核心素養的培養要求融入實驗教學的各個環節，并為學生提供科學的實驗指導，優化實驗評價與反饋流程，促使學生主動參與實驗活動，提升實驗教學效果，促進學生化學核心素養的發展。

【參考文獻】

［1］葉巧燕.核心素養下高中化學實驗教學研究與實踐［J］.數理化解題研究，2023（36）：131-133.

［2］車耀.基于學科核心素養的高中化學實驗教學策略［J］.中國教育學刊，2023（12）：98.

［3］丁景艷.核心素養培養理念下的高中化學實驗教學策略探究［J］.高考，2023（31）：6-8.

［4］劉尚峰.學科核心素養在高中化學實驗教學中的滲透［J］.數理化解題研究，2023（30）：131-133.

［5］王陳穎.基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學實踐與思考［J］.數理化解題研究，2023（27）：107-109.