借助高中化學實驗提升學科核心素養探析

摘 要：高中化學實驗教學在化學教育中占據著舉足輕重的地位，是提升學生學科核心素養的關鍵途徑。本文將從學科核心素養的視角出發，詳細探討高中化學實驗在提升學生化學知識與技能、科學思維與方法、科學探究與創新意識以及科學態度與社會責任等方面的作用，并結合具體實踐案例進行深入分析，以期為高中化學實驗教學提供有益的參考。

關鍵詞：化學實驗教學；學生能力培養；評價與反饋機制

學科核心素養的培養，已成為當今教育改革浪潮中教育領域的核心話題。化學學科是一門實驗科學，而化學實驗這一重要環節上，更離不開其學科核心素養的培養。高中化學實驗既是培養學生科學思維、探究能力、創新意識的關鍵平臺，也是學生化學知識和技能獲取途徑。本文旨在深入探討高中化學實驗對學生學科核心素養提升的重要作用，從知識與技能、思維與方法、探究與創新、態度與責任等多個維度，通過具體的實踐案例，展現化學實驗是如何幫助學生全面發展的。

一、高中化學實驗在提升學科核心素養中的作用

（一）提升化學知識與技能

高中化學實驗對于學生理解化學知識并獲得技能起著不可低估的作用，因為化學是一門以實驗為基礎的科學，它的知識體系的建立與發展離不開實驗的支撐，而直觀的實驗現象可以讓學生對化學概念和原理有更深入的理解和掌握，從而使學生的化學知識層次得到提高。

化學實驗中，學生親自參與化學反應的觀察與體會，對反應物的變化有直觀的認識，對反應所放出的熱量或氣體等有切身的感受，這些都對加深對化學知識的理解起到了很大的作用。如酸堿中和實驗中，能對酸堿指示劑的顏色變化有深刻的認識，從而對酸堿中和原理有比較全面的認識，這是通過實驗現象來認識和記憶化學知識比較有效的方式。而單純的文字描述或口頭講解往往不能達到同樣的效果[1]。

同時，培養實驗操作技能也是化學實驗的重要部分。在實驗操作中，學生必須熟悉各種儀器的使用方法并有深刻的體會，對藥品的使用方法也要有一定的了解和把握。對藥品使用方法的認識與熟練掌握有助于鍛煉學生動手操作能力，能為其今后的化學學習與研究奠定扎實的理論功底。學生在進行實驗技能訓練的時候要不斷地反復實踐與練習，從而逐步使自己的實驗操作技能得到提高與完善。

在“金屬的電化學腐蝕與防護”實驗中，學生通過觀察不同金屬在不同電解質溶液中的腐蝕現象，對其電化學腐蝕的基本原理有了較直觀的認識，同時學習到金屬腐蝕的電化學過程，以及如何通過改變環境條件或采用防護措施來減緩或防止金屬的腐蝕。通過實驗操作，學生還能學會如何制備電解質溶液、在電化學試驗中如何連接電路，這些實驗技能對學生在實驗中取得更好的成績以及今后從事化學研究或相關領域工作都會有很大的幫助。因此，實驗既是一種理論學習，又是一種實驗技能的訓練[2]。

綜上所述，高中化學實驗在提升學生化學知識與技能方面具有不可替代的作用。通過直觀的實驗現象和生動的實驗操作，學生可以更加深入地理解和掌握化學概念和原理，并不斷提升自己的實驗操作技能和化學知識水平。這為其后續的化學學習和研究奠定了堅實的基礎，也為其在未來的科學探索或相關領域的工作提供了有力的支持。

（二）培養科學思維與方法

高中化學實驗在培養學生科學思維與方法方面具有舉足輕重的地位。化學實驗不僅是對化學知識的簡單證明，還是一個鍛煉學生觀察分析推理等多種科學思維能力的過程，是學生形成科學素養的有效途徑。

學生在實驗過程中要仔細觀察實驗現象，既鍛煉了觀察力，又培養了他們細致入微全面觀察的科學態度，因為每一次細微的變化都可能蘊含著重要的化學信息，學生要學會捕捉這些信息并加以分析推理，以利于自身科學認識水平的提高。

分析化學實驗資料是化學實驗中不可缺少的環節，也是學生從實驗數據中提取有用信息和得出科學結論所必須具備的能力。學生在進行資料的收集和整理過程中，為了得出合理的解釋和推斷，必須運用邏輯思維進行資料分析[3]。

推理是科學思維的核心。在化學實驗中，學生為了得出化學原理或結論，根據觀察到的現象和分析的數據進行推理，運用已有的化學知識和實驗中的新發現進行創造性思考，通過這種推理過程對化學原理有了深入的認識，并能在解決實際問題時運用這些原理。

學生親自參與“探究影響化學反應速率的因素”實驗，通過不同條件下的化學反應速率的比較來學會如何控制變量進行實驗設計，這是科學實驗設計中的基本原則之一，也是培養學生科學思維的方法之一。學生根據對比分析實驗數據得出了影響化學反應速率的因素，如溫度的影響是主要因素，還有濃度的影響和催化劑的作用等。這一過程既鍛煉了學生的科學思維能力，又使他們掌握了如何運用科學方法進行實驗探究的方法。因此，“探究影響化學反應速率的因素”實驗對學生科學思維方法的訓練起到了很好的效果。

綜上所述，高中化學實驗在培養學生的科學思維與方法方面具有不可替代的作用。通過實驗過程中的觀察、分析和推理，學生可以學會如何運用化學知識解決實際問題，培養嚴謹的科學態度，掌握正確的方法，這將為他們未來的科學探索或從事相關領域的工作提供有力的支持。

（三）增強科學探究與創新意識

高中化學實驗的一個重要作用是使學生在科學探究和創新意識方面得到顯著提高。化學實驗為學生搭建了一個自主探究和創新實踐的平臺，使學生在平臺上能夠有限度地大膽嘗試和勇于創新。可以這樣說，化學實驗對培養學生的科學探究能力和創新意識起到了推波助瀾的作用。

學生在實驗中可以獨立設計實驗方案，這要求他們既要有基本的化學知識，又要能夠運用這些知識來解決實際問題。設計實驗方案的過程即是一個鍛煉學生科學探究能力的過程。學生在進行實驗方案的設計時需要思考如何控制實驗條件、如何選擇合適的實驗方法、如何預測和解釋實驗結果等內容，既鍛煉了學生的邏輯思維能力和問題解決能力，又使學生學習到了如何進行科學探究的方法和技巧。學生在設計實驗方案的過程中，既提高了科學素養，又增強了能力。

在“制備并檢驗乙烯的性質”實驗中，教師賦予學生充分的自主權，讓他們自主選擇實驗原料和實驗條件進行探究。學生通過比較不同的原料和條件下的實驗結果，既掌握了乙烯的制備方法和性質檢驗方法，又學會了在實驗中進行創新和優化的方法。有的學生提出了用微波加熱來加快反應進程的創新方法，既縮短了實驗時間，又提高了實驗效率；有的學生通過改變反應物的比例來優化實驗條件，使實驗結果更加準確可靠；等等。通過對比實驗結果，學生不僅掌握了已有的實驗技術和方法，而且通過實驗的創新和優化，提高了自己的實驗能力。這既有利于學生在實踐中鍛煉實驗技能，又可以培養學生創新思維[4]。

開展創新實踐活動，既鍛煉了學生的科學探究能力，又激發了學生的創新意識，使他們在運用所學化學知識解決實際問題中能發揮自己的創造力和想象力，對今后的學習和工作產生正面影響。因此，開展創新實踐活動對學生的成長具有十分重要的意義，是培養學生創新意識和科學探究能力的重要途徑。

綜上所述，高中化學實驗對增強學生的科學探究與創新意識具有舉足輕重的作用。學生在實驗探究過程中能夠學習到科學探究的基本步驟和方法，提高科學探究的能力，還能學會如何創新實驗方法、優化實驗條件，提高創新意識，這對今后的科學探究或從事相關領域的工作都會有很大的幫助。

（四）培養科學態度與社會責任

高中化學實驗在教學中具有舉足輕重的地位，在培養學生科學素養和社會責任方面發揮著不可低估的作用。實驗既重視學生對化學知識的理解與把握，又著眼于實驗安全和環保意識的訓練，以使學生在實踐中對科學探索與社會責任的相互聯系有深刻的認識和體會。

學生在實驗中被要求嚴格執行實驗操作規程，并時刻注意安全要求，這既是為了保證學生的人身安全，也是為了培養學生嚴謹細致的科學態度。學生在進行實驗前必須進行充分的安全準備，熟悉實驗藥品的特性和使用注意事項，保證實驗的順利開展。另外，學生在實驗的過程中還必須了解實驗器材的正確使用方法，了解如何避免實驗中出現的安全事故與相關安全知識，這些都要求學生具備高度的責任心和嚴謹細致的科學態度。

培養環保意識也是高中化學實驗的重要目標之一。除了保證實驗安全的考慮外，學生在化學實驗中要學會正確處理實驗廢棄物，為保護環境貢獻自己的一份力量。這不僅是對學生環保知識的教育，更是對學生作為社會一分子所應盡的社會責任感的培養[5]。

在“制備硫酸亞鐵銨并檢驗其性質”實驗中，學生在科學態度和社會責任方面得到了很好的培養。在實驗前，教師對學生進行了詳細的安全教育，使學生對硫酸亞鐵銨等實驗藥品的性質及使用方法有了充分的了解和認識；在實驗過程中，學生嚴格遵守操作規程，做到了實驗安全萬無一失，充分體現了其嚴謹的科學態度。另外，學生在實驗過程中還學到了如何正確運用實驗器材及避免實驗意外發生等有關安全方面的知識，使自己的安全意識得到了進一步的提高，也使自己具有了較好的自我保護能力。總之，這次實驗不僅使學生在實踐中得到了鍛煉，也使他們的科學態度及社會責任得到了很好的發展。

二、高中化學實驗教學的改進策略

為了更好地發揮高中化學實驗在提升學生學科核心素養中的作用，需要對實驗教學進行改進和優化。以下是一些具體的改進策略：

（一）創新實驗教學方法和手段

為提高教學質量，培養學生科學素養，創新教學方法和手段是化學實驗教學中的一條重要途徑。教師應引導學生在實驗中主動思考、積極動手，用探究式、問題式等先進的教學方法，對化學知識進入較深的理解，對科學探究能力進行較好的培養。

探究式教學法強調學生在實驗過程中的主體地位，鼓勵學生發現化學現象背后的規律和原理，并通過自主觀察、實驗、分析和推理的方式進行教學。在這樣的教學模式下，教師成為學生學習的引導者和陪伴者，不再是單純的知識傳授者。教師引導學生在實驗中不斷提出問題、尋找答案，通過設計具有探究性的實驗項目，培養學生的科學探究精神和創新思維，從而激發學生的好奇心和求知欲。

問題式教學法是以培養學生解題能力為主要目的的化學授課法，它是以問題為中心，引導學生在學習中運用化學知識和解題技巧的一種教學方法。教師在授課過程中緊扣化學教學內容和學生的實際情況設計具有挑戰性和啟發性的問題，促使學生對化學知識和解題技巧進行融會貫通，從而鍛煉學生的解題能力和團隊協作精神。運用問題式教學法不僅可以激發學生的學習興趣，而且可以使學生在解題過程中體會到成功的喜悅，從而增強自信心。因此，在化學學科教學中進行以問題為中心的授課方式是非常有必要的。

綜上所述，在化學教學中創新實驗教學方式與手段是一個有效促進教學質量提高的重要方式。教師在教學中運用探索式授課方式結合問題導向的教學方法，以現代信息技術手段為支撐，以激發學生的學習興趣和學習熱情為重點來提供更為豐富、更多方位的實驗環境與資源的同時，也促使學生的動手操作能力和創新意識得到有效的鍛煉和培養，從而促進其科學素養與實驗技能的提高。因此，化學實驗教學質量的提高是培養學生創新意識的重要途徑之一。

（二）加強實驗與生活的聯系

加強化學實驗與生活的聯系是化學教學中必不可少的一環，因為化學不是脫離實際生活的一門學科。化學知識與我們日常生活的方方面面都有著千絲萬縷的聯系，作為教師應該積極地指導學生如何將學到的化學知識運用到實際生活中去，并解決一些實際問題。這樣既能增加學生學習化學的興趣，也能提高學生對化學的認識和運用能力。

為此，教師可設計一些與日常生活聯系緊密的實驗項目，如家庭用水質量檢測。教師可指導學生學習水質檢測的基本原理和方式，然后由學生自己采集水樣進行測試，從而使學生既了解水質檢測的重要性，又在實驗中學會運用化學知識對家庭用水質量進行評價與提高。

另一個與生活息息相關的實驗項目是檢測食品中的添加劑。現在食品添加劑在食品工業中得到了廣泛的應用，但超量或不當的使用可能對人體健康造成危害。所以教師可引導學生對食品添加劑有基本的了解，并向學生介紹如何檢測食品中的添加劑含量。開展此項實驗既能使學生對食品安全有深入的認識，又能鍛煉學生的實驗技能和科學探究能力，可謂一舉多得。

除設計具體實驗項目之外，教師還應鼓勵學生在日常生活中多觀察多思考，對身邊的化學問題進行探究并運用所學知識加以解決。例如：觀察家中各種化學產品的成分表，了解其中的化學成分及其作用原理；對周邊環境污染問題進行調查，提出改善意見等。

加強實驗與生活的聯系，可使學生對化學知識有更深刻的認識，并培養學生運用化學知識解決實際生活問題的能力，激發學生對化學的濃厚興趣和學習動力，使學生具有科學素養和創新能力。因此，在化學教學過程中，教師應重視實驗與生活的聯系，使學生在學有所成的基礎上學以致用，真正達到化學教育的目的。

（三）培養學生的團隊合作和交流能力

化學實驗教學中，培養學生的協作與交流能力，其意義十分重大，既能使學生較好地完成實驗任務，又能提高學生的社交技能與團隊協作能力，為今后的學術和職業生涯打下堅實的基礎。這也是化學實驗教學的一項重要內容。

教師應組織學生進行小組合作實驗，使學生有機會各展所長，又能從同伴那里學到新的知識和技能，通過共同面對實驗中的挑戰和問題，使學生學會如何有效溝通、協商妥協，從而達成團隊的共同目標。這種合作經驗對學生來說是十分寶貴的，它能幫助學生適應今后的團隊工作環境，在合作中實現個人與團隊的共同目標。

（四）注重實驗評價和反饋

將化學實驗教學中對實驗的評價和反饋作為重點來抓，推動教學質量的提高并促進學生的全面發展是必不可少的一環。教師對學生實驗過程中的各個環節進行全面客觀的評價，同時給予及時的反饋和建設性建議，可以促使學生在學習中發現自身不足并加以改進提高。

對學生的實驗表現進行測評時，既要以實驗技能與知識的掌握情況為基礎進行綜合考核，又要以學生在實驗過程中所表現出來的科學探究能力、創新意識以及科學態度和社會責任等為重點進行評價。對培養學生的科學素養與綜合能力具有十分重要的導向性作用是評價學生在實驗過程中所表現出來的科學探究能力、創新意識以及科學態度和社會責任等方面的表現。

科學探究能力是綜合反映學生提出問題的能力、設計實驗的能力、分析數據的能力，以及得出實驗過程中的結論。教師需要評價學生在遇到問題的時候，是否能夠獨立地進行科學探究，是否能夠積極地思考問題并尋求解決辦法。創新意識，就是考核學生在實驗過程中能不能提出新觀點、新方法，敢不敢試、敢不敢創新。在科學態度和社會責任方面，學生是否能對科學保持敬畏之心、對實驗操作是否能負責任、是否關注實驗結果對社會和環境的影響等問題，都需要教師對學生進行評價。

教師在給予學生反饋時要做到及時、具體和有針對性。及時反饋能使學生及時了解自己的實驗情況并及時調整學習策略和改進實驗辦法；具體的反饋能使學生對自己在哪些方面做得好有更清晰的認識；有的放矢的反饋能根據學生的個體差異和實驗情況，有的放矢地給予個性化的建議和指導，從而幫助學生在發揮自己的優勢的同時，對不足進行有效的彌補。通過及時、具體、有的放矢的反饋，學生能在實驗中取得較好的成績。

此外，教師對學生開展自我評價和相互評價的引導與啟發作用，可以促使學生對學習過程進行全方位的反思和評價。自我評價可以使學生對自身的實驗過程有更深入的了解和思考；相互評價可以讓學生多方位地觀察他人的實驗表現和學習他人的優點與長處。這樣既能提高學生的自我評價能力和批判性思考能力，又可以培養學生的團隊協作精神與溝通技巧。

綜上所述，注重實驗評價和反饋是化學實驗教學中不可或缺的一環。教師需要全面、客觀地評價學生的實驗表現，并給予及時的反饋和建議，以幫助學生不斷改進提高，培養他們的科學素養和綜合能力。

結束語

綜上所述，高中化學實驗在提高學生的學科核心素養方面起著舉足輕重的作用，學生在化學實驗的教學和練習中，將能較好地掌握化學知識與技能，發展科學思維與方法，增強科學探究和創新意識。在今后的化學教學中，為了進一步突出化學實驗在教學中的地位和作用，提高化學實驗教學與練習的質量和效果，提高學生的化學實驗素養和動手操作能力，教師需要在實驗教學方式創新上多下功夫，注重實驗與生活的聯系，加強對學生的團隊協作交流能力的培養，注重實驗的評價與反饋。

參考文獻

[1]蔡德洋.借助高中化學實驗提升學科核心素養探析[J].高考，2023（24）：9-11.

[2]鄭璇玲.基于發展學科核心素養的高中化學實驗教學實踐與思考探析[J].速讀（中旬），2019（2）：196.

[3]許麗莉.探析核心素養導向下的高中化學實驗教學策略[J].華夏教師，2022（23）：88-90.

[4]辛金芝.核心素養下的高中化學實驗教學策略探究[J].中學課程輔導，2024（16）：21-23.

[5]劉麗華.基于核心素養培養的高中化學實驗教學策略探析[J].考試周刊，2019（47）：1.