核心素養視角下初中化學實驗教學模式研究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）13-0112-04

《中國學生發展核心素養》出臺后，學科核心素養成為教育改革、發展的重要議題之一。化學是初中階段開設的一門基礎學科，其核心素養表現為化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任四個方面的能力。實驗是培養和提高學生核心素養的重要途徑——實驗現象觸發了學生的感性認識，能夠促進他們形成明確的化學觀念；實驗探究是科學探究的過程，有利于激發學生的創新意識，培養他們的科學思維;實驗過程中，必須通過規范的行為以確保安全，這正是科學態度與社會責任的一種體現。因此，為體現化學實驗在促進學生核心素養發展中的作用，教師應深研教材，精心設計實驗方案，從而將實驗教學與學生成長、發展所必備的素質掛鉤，為他們初中階段的化學學習奠定堅實的基礎。

一、實驗在初中化學課程中的價值

化學具有自然科學的基本屬性，絕大多數化學原理都可以在實驗中得到驗證，《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出：“教師應高度重視和加強實驗教學，充分發揮實驗的教育功能。通過化學實驗激發學生學習化學的興趣，創設生動活潑的學習情境，幫助學生理解和掌握化學的知識、技能。”由上述內容可知，新課標確立了實驗在初中化學課程中的地位，使其成為學生檢驗化學理論、增長應用經驗的重要方式。

（一）有利于增強學生的學習意愿

學生化學學習是否具有良好的效果，與其觀察能力、思維能力等智力因素有關，也受學習態度、學習意愿等非智力因素影響。在日常學習中，部分學生感覺化學的符號、運算十分抽象，學習意愿并不強，導致學習成績不理想，所以教師應運用行之有效的方法，促進學生全身心投人化學學習之中。化學實驗通常具有較強的直觀性，能夠吸引學生的注意力。在化學實驗中，學生可以親眼看到化學反應的過程，感受化學變化帶來的震撼和驚喜，如此一來，學生的學習熱情必然得到激發。另外，當學生完成化學實驗后，他們能夠看到具體的成果，會感到自己的努力和付出得到了回報，從而備受激勵，并繼續投入到化學的學習和探索之中。因此，化學實驗將各種化學知識直觀地呈現出來，遠比單純的文字描述或圖片展示更加生動、有趣，能夠顯著增進學生的學習意愿，

（二）有利于突出學生的主體地位

傳統的化學教學以教師為主導，學生只能遵照教師意愿被動地開展學習、機械地進行訓練。而在化學實驗中，從方案設計、材料準備、操作過程到結果分析，每一步都需要學生主動思考并親身參與，其積極性得到了顯著提高。尤其在新課改背景下，初中化學實驗讓學生充當實驗課堂的“小教師”，鼓勵他們充分發表自己的看法和意見，凸顯學生的主體性地位。由此可見，實驗模式下，教師不再居于教與學的中心地位，而是更多承擔起組織教學和引領學生發展的重任，教師角色和功能轉變后顯然能夠更好地服務于學生。學生作為教學的具體對象，占據了實驗中的主體地位，自然享有學習的主動權、支配權，也能對整個實驗做出更加有效的規劃和控制管理。

（三）有助于鍛煉學生的思維能力

化學實驗通常包含較多步驟，每個步驟都有特定自的和要求，它們是為闡明某個化學知識有序組織而成的，而且各步驟之間條理分明，涵蓋了知識點的全部內容和重要主張。教師圍繞具體的內容設計化學實驗，就是抓住了教學的重點與核心。同時，化學實驗中學生必須按步驟要求嚴格操作，并對實驗結果做出準確分析和判斷。例如測定氣體的體積時，學生需要仔細控制實驗條件，準確讀取數據，并通過邏輯推理得出正確結論。整個實驗不僅提高了學生的動手能力，還有助于鍛煉他們的思維能力。因此，思維能力的提高依賴于科學、適宜的學習活動。化學實驗注重步驟的有序排列和精準執行，學生參與實驗，完成具體的操作，對化學知識的來龍去脈進行探索，就能獲得歷練，鍛煉思維。

（四）加強理論與實踐之間的聯系

現行滬教版化學教材中的內容豐富，在編寫上也體現出時代特征，旨在幫助學生更好地內化吸收知識。但化學是在初中三年級才開設的一門課程，絕大多數學生并不具備扎實的知識基礎，日常生活環境也普遍缺乏應用化學的條件，教師的講解如果過于泛化、類化，必然割裂化學與現實生活的聯系。化學實驗是理論的一種展示方式，通過實驗，學生可以檢驗所學的化學理論是否正確。當實驗結果與理論預期一致時，學生會更加堅信理論的正確性；而實驗結果與預期不符時，學生會進一步思考和分析原因，同樣有助于他們對理論產生更深刻的理解。由上，化學實驗具有豐富的內涵和外延，可以拓寬學生的視野，通過豐富的實驗內容，學生能夠了解化學知識是如何解決現實問題的，從而建立起理論與實踐之間的廣泛聯系。

二、初中化學實驗教學存在的問題

（一）教學同質化

初中化學教材中收錄的實驗都是一些基礎且經典的實驗，如酸堿中和實驗、燃燒實驗、溶液的配制與稀釋等。教學大綱也規定了學生通過實驗應掌握的基本技能，包括儀器的使用、實驗數據的記錄、實驗結果的分析等。實驗內容和要求的同一性使得實驗活動出現同質化的傾向。但是，每個學生都有自己獨特的思考方式和解決問題的能力，同質化的實驗忽視了不同學生之間存在的個性化差異，限制了他們的思維空間，學生難以跳出常規框架去思考與探索，其創新思維和批判性思維也得不到鍛煉。另外，當實驗教學缺乏多樣性時，學生無法獲得全面、深人的學習體驗，他們只能掌握一些基本的操作技能，卻并不能對化學學科形成整體認識，綜合能力也得不到提高。

（二）學生之間缺少協作

應試教育背景下，化學實驗被視為理論教學的補充。教師組織、開展實驗時往往注重學生的個體操作和技能訓練，忽視了學生之間的協作和交流。例如，一些復雜的化學實驗依賴團隊協作才能開展，教師只是簡單地按學號對學生進行分組，并沒有考慮學生的性格、能力和興趣等因素，也沒有制訂出有效的合作規則。在實驗中，學生并不清楚自己的角色和責任，也不知道如何與同組成員進行溝通、分工與合作，導致小組內部出現分歧。另外，部分學生擁有較強的競爭意識，他們希望通過實驗表現自我，所以并不愿意與組內成員協作，過強的競爭心態使得學生在實驗過程中更加注重個人成績而非集體成果。針對此種心理，教師沒有及時進行糾偏，也嚴重影響了實驗的順利進行。

（三）信息技術應用不足

我國信息技術快速發展，也被引入初中化學教學中，其為化學實驗的開展提供了有效輔助——學生可以用多媒體反復觀看影像資料，熟悉實驗流程和所需的器械材料；運用在線交流工具，師生之間可以即時溝通，使得各種問題能夠被迅速解決。但當前初中化學實驗中信息技術的應用仍顯不足：一是觀念落后。部分教師習慣了傳統的實驗模式，對信息技術缺乏了解，更缺乏將信息技術與實驗教學融合的意識，導致一些優質的信息資源沒有得到開發利用。二是信息素養欠缺。部分教師對信息技術的掌握不熟練，一些信息技術工具被閑置，無法利用信息技術手段輔助開展實驗。信息技術的應用，能夠顯著提高初中化學實驗的成功率，教師應轉變觀念，充分利用信息技術的豐富功能，讓學生在先進的信息技術環境下取得更好的實驗成果。

（四）綜合性不強

化學實驗有助于學生應用所學的化學知識，達至融會貫通，進而形成系統的知識體系。然而當前大多數初中化學實驗綜合性不強，學生只能用到單一或簡單的實驗操作，并不能將不同的知識點進行廣泛聯系，主要原因如下：第一，初中階段的化學課程旨在幫助學生奠定基礎，對實驗的要求相對不高。部分教師缺乏精益求精的精神，對固有實驗方案改進、拔高不足，導致大部分化學實驗缺乏挑戰性。第二，初中化學教材中的實驗多為驗證性實驗，教師通常會提前講授某個知識點，明確實驗步驟和注意事項，再組織學生開展實驗。學生實驗時只是模仿教師的操作去驗證某個“結論”，卻沒有積極主動地去探索，限制了實驗的深度和廣度。因此，初中化學實驗的綜合性不強，并不能培養學生發現問題和解決問題的能力，應用時一旦問題條件、環境等出現變化，學生就會感覺手足無措。

三、初中化學實驗模式創新的策略

（一）設計探究類實驗

探究指學生在學習時，教師不是直接講授既定的結論，而是提供一些事例和問題，引導學生通過觀察、思考等方式去主動探究，自行發現并掌握相應的知識。初中化學教材中收錄了較多演示實驗，內容相對簡單，教師可以對其作二次改造，增加內容的探究性，引導學生深入探索，揭示化學知識的本質。

以滬教版九年級化學下冊第7章“影響物質溶解性的因素”教學為例，本章揭示了溶解性與溶質的種類、溶液的種類以及溫度有關。參考教材內容，教師可設計“影響固體物質溶解速度的因素”的實驗，引導學生進一步探究，內容如下： ① 稱取兩份等質量的蔗糖，分別融入體積相同但溫度不等的兩杯水中。 ② 稱取兩份等質量的蔗糖，分別融入同溫同體積的兩杯水中，一杯靜置，一杯用玻棒進行攪拌。 ③ 稱取兩份等質量的蔗糖，將其中一份進行研磨，另一份不研磨，再分別融入同溫同體積的兩杯水中。請比較三組實驗中蔗糖溶解速度的快慢。通過實驗學生可得出如下結論：第一，蔗糖在溫度高的水中溶解快，在溫度低的水中溶解慢。第二，蔗糖被攪拌時溶解快，沒有被攪拌時溶解慢。第三，蔗糖經研磨后溶解快，沒有研磨溶解慢。即可判斷，影響固體物質溶解速度的因素是溫度、是否攪拌和顆粒大小。通過本次實驗探究，學生經歷了知識發現、形成的過程，并推導出了正確結論，這樣就能從原有的認知中催生出新的化學觀念。

（二）設計小組合作實驗

小組合作是教師根據教學要求，將學生劃分為不同的小組，并以小組為基本單位開展化學實驗。該模式下，組內成員目標一致、分工明確，并圍繞共同任務開展合作，必然能夠相互借鑒、取長補短。

以滬教版九年級化學上冊第5章“二氧化碳的制取”實驗為例，教師授課完畢后，可以根據二氧化碳的制取原理，創新設計“自制二氧化碳”的化學實驗，主要步驟如下： ① 向學生講解理論：實驗室常用碳酸鈉粉末融入稀鹽酸溶液制取二氧化碳，而小規模的制取則可以使用小蘇打和白醋。② 將學生分為3～4人的合作小組，讓學生自主討論，準備藥品，選擇生活中常見的物品作為發生和集氣裝置。 ③ 實驗開始后，指導學生組裝裝置，如用塑料瓶、軟管進行連接，用膠帶進行密封等。 ④ 將白醋緩慢倒入裝有小蘇打的塑料瓶中，蓋上帶有軟管的瓶蓋，觀察反應情況。 ⑤ 將火柴點燃后放在集氣瓶口附近，如果火柴熄滅或火焰變小變暗，說明集氣瓶中已經充滿了二氧化碳。綜上，要確保通過實驗成功制得二氧化碳，學生必須選擇適宜的物品作為實驗藥品和儀器，而且實驗過程也必須通力協作，規范操作行為。這樣的實驗既將化學由課堂延伸至現實生活，又培養了學生的科學態度與社會責任。

（三）設計虛擬實驗

虛擬實驗以先進的信息技術為基礎，具有操作便捷、結果精確等優點。初中化學教學中虛擬實驗的創建和應用，能夠解決傳統實驗中時長不足、藥品短缺的難題，它不僅為學生提供了一個高度仿真和智能化的實驗環境，還為初中化學課程的創新提供了一條全新路徑。

以滬教版九年級化學上冊第2章“測定空氣中氧氣的含量”實驗為例，教材介紹法國化學家拉瓦錫通過金屬燃燒實驗，得出空氣由氧氣和氮氣組成這一結論。主要過程是：拉瓦錫使用少量的汞作為反應物，將其放置在一個密閉的容器內，并準備了加熱設備以及用于收集和測量氣體的工具。將汞加熱12天后，拉瓦錫發現有一部分銀白色的液態汞變成了紅色的粉末（氧化汞）。容器里的空氣體積也減少了約五分之一。就化學原理而言，該實驗耗時較長，所需裝置較復雜，且存在一定安全隱患，并不適宜組織學生實施。而虛擬實驗可以真實還原實驗條件和環境，學生只需操作相關軟件就能完成實驗，避免了對實驗場地和設備的依賴，也節約了大量的時間、藥品。同時，在測定體積時，虛擬實驗也能得到精確的數據，提高了判斷的準確性。因此，通過虛擬實驗，學生不僅加深了對化學知識的理解，還能領悟科學家是如何尋找依據、解決問題的，其科學思維自然能夠得到發展。

（四）設計項目化實驗

項目化實驗是將實驗內容、方法和目標融人一個具體的項目中，通過項目的設計、實施來培養學生化學能力的一種教學方法。項目化實驗的綜合性較強，它具有真實的任務和情境，打破了傳統實驗教學的界限，有助于理論與實踐的緊密結合，真正體現了在“做中學”的教育理念。

以滬教版九年級化學上冊第6章“鐵釘的銹蝕”實驗為例，實驗揭示了條件會對化學反應產生影響，該知識屬于初中化學課程的重難點，后續應用較多，如反應溫度、反應濃度、反應介質會對化學方程式及化學產物造成影響。結合以上分析，教師可設計項目化實驗，主要步驟如下： ① 讓學生準備鐵釘、自來水、白醋、蘇打水、食用油、塑料瓶等物品作為實驗用品。 ② 將鐵釘放入盛有不同溶液的塑料瓶中，用一周時間觀察鐵釘生銹的情況。③ 要求學生觀察實驗過程中的主要現象。 ④ 探討鐵釘生銹的條件和防銹的方法。 ⑤ 探討條件對化學反應產生的影響。通過實驗學生可得出結論：鐵生銹的必要條件是氧氣和水同時存在，鐵（Fe）會與氧氣、水相互作用，發生一系列復雜的化學反應——緩慢氧化，使鐵轉化為鐵的化合物，而酸和氯化鈉能加速鐵的銹蝕，如果讓鐵制品不再具備銹蝕的條件，就能防止其生銹。上述實驗是在真實情境下開展的，實驗結果能夠對人們的生活帶來積極影響，所以項目化實驗極大地促進了知和行的統一，它不僅給學生帶來了一段深刻的學習體驗，也實現了科學探究與實踐的培養目標。

四、結論

實驗是初中化學教學中十分重要的一環，它是學生積累知識、提高應用能力的重要途徑。但傳統的初中化學實驗過于倚重知識目標，導致實驗功能異化，難以取得理想的效果。核心素養視域下，教師應對現狀進行反思，并集中更多的資源，創新化學實驗的模式和方法，從而確保教學相長，全面提高學生的核心素養。

參考文獻：

[1]張明.初中化學實驗改進與創新方法[J].化學教育，2020，37（6）：25-30.

[2]黃金鳳.基于深度學習下的初中化學實驗教學探究[J].中學課程輔導，2023（12）：93-95.

[3]吉春橙.初中化學實驗教學設計優化策略探究［J].教學管理與教育研究，2022，7（16）：99-100.

[4]李燃，吳蘭，王春.虛擬仿真實驗在初中化學實驗教學中的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2021（6）：36-38，41.