基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實驗改進(jìn)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(wù)，而培養(yǎng)核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務(wù)的重要環(huán)節(jié)，如何才能更高效地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是各學(xué)科教師都應(yīng)認(rèn)真思考的問題。就高中階段的化學(xué)學(xué)科而言，高中化學(xué)實驗教學(xué)能夠高效地培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，但是在實際的一線教學(xué)當(dāng)中還存在一些有待改進(jìn)的地方，研究基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)改進(jìn)高中化學(xué)實驗教學(xué)，提出具有實際意義的高中化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)建議，是十分必要的。據(jù)此，本文結(jié)合高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析，分別從實驗內(nèi)容和實驗教學(xué)角度提出改進(jìn)建議，以期充分發(fā)揮高中化學(xué)實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的作用。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學(xué)實驗；實驗改進(jìn)

黨的十八大報告指出，把立德樹人作為教育的根本任務(wù)，而培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出：化學(xué)實驗有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情境，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀?？梢娀瘜W(xué)實驗具有非常豐富的教學(xué)功能，和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的具體內(nèi)容有所重疊，在培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)領(lǐng)域更是有著至關(guān)重要的影響，但是現(xiàn)階段部分高中化學(xué)實驗教學(xué)還存在一些問題，如果能夠及時發(fā)現(xiàn)和解決實驗教學(xué)中存在的問題，將會大大提高實驗的育人價值。在強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的大背景下，化學(xué)實驗改進(jìn)是新課程改革的有效前提［1］，可以解決高中化學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，進(jìn)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(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）高中實驗教學(xué)現(xiàn)存問題分析

現(xiàn)階段部分高中化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)開展存在的問題兩類。化學(xué)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(xiàn)象不明顯等，在高中化學(xué)實驗中，有些實驗需要高溫、嚴(yán)格的密閉環(huán)境、高純度的藥品試劑等；此外，由于實驗環(huán)境的差異，有些實驗現(xiàn)象和結(jié)論與教材中的描述有出入，還有些實驗現(xiàn)象的時間短，學(xué)生可能還沒有來得及仔細(xì)觀察，現(xiàn)象就消失了［3］。在大環(huán)境下，有些教師過于看重教材理論知識的講解，忽略化學(xué)實驗教學(xué)的育人價值，就算是開展了實驗課程，往往也是圍繞理論內(nèi)容的闡述和講解［4］。一些教師對于化學(xué)實驗教學(xué)存在誤解，認(rèn)為化學(xué)實驗教學(xué)一定會花費非常多的時間和精力，從而影響整體的教學(xué)進(jìn)度；認(rèn)為現(xiàn)有的實驗視頻可以完全取代演示實驗和小組實驗。有些學(xué)校和教師對于化學(xué)實驗很重視，但由于經(jīng)驗不足也會導(dǎo)致化學(xué)實驗教學(xué)缺乏一定的創(chuàng)新性和靈活性。

（二）學(xué)校實驗條件分析

目前看來，絕大多數(shù)的學(xué)校都具有化學(xué)實驗室，且擁有能夠完成教材中大部分基礎(chǔ)實驗的實驗條件，但不具備探究實驗改進(jìn)的條件和完成實驗教學(xué)改進(jìn)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(jìn)教學(xué)，但是學(xué)校的實驗室不具備進(jìn)行實驗探究和實驗教學(xué)的條件也是沒辦法進(jìn)行下去的，這會大大阻礙教師開發(fā)多樣化的高中化學(xué)實驗教學(xué)模式。而且，從節(jié)省資源、人力物力的角度來看，想要真正實施實驗改進(jìn)教學(xué)，需要整個年級教研組甚至整個學(xué)校的教研組共同努力，共同開發(fā)，各司其職，才能真正地發(fā)揮實驗改進(jìn)教學(xué)的育人作用，才能讓實驗改進(jìn)教學(xué)被真正實施。

（三）實驗教學(xué)人員情況分析

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

從教師對于化學(xué)實驗教學(xué)的認(rèn)知角度來看，教師對于化學(xué)實驗教學(xué)的流程、作用等問題了解非常充分，但是缺乏進(jìn)行實驗教學(xué)改進(jìn)、建立化學(xué)實驗教學(xué)體系等方面的研究的時間、條件、精力。從教師對于化學(xué)實驗教學(xué)的態(tài)度角度來看，大部分教師都對于實驗教學(xué)有極大的熱情，非常愿意帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實驗且充分認(rèn)可實驗教學(xué)對于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的幫助。

二、化學(xué)實驗改進(jìn)原則

（一）簡約性原則

為了方便學(xué)生實驗，增大實驗成功率，化學(xué)實驗的改進(jìn)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(fù)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(xué)實驗的興趣。所以在進(jìn)行化學(xué)實驗改進(jìn)時，力求實驗裝置、實驗步驟的簡約，讓高中生進(jìn)行起來也毫無壓力。

（二）直觀性原則

為了便于學(xué)生觀察，突出實驗的重點，化學(xué)實驗的改進(jìn)必須符合直觀性原則。當(dāng)有些實驗不方便學(xué)生進(jìn)行分組實驗、采取教師演示實驗進(jìn)行實驗教學(xué)時，要保證實驗的直觀性，要讓整個教室的學(xué)生都能清晰地觀察到實驗現(xiàn)象，改進(jìn)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(xiàn)象的實驗方案。

（三）環(huán)保性原則

為了保證學(xué)生的安全，培養(yǎng)綠色化學(xué)意識，化學(xué)實驗的改進(jìn)必須符合環(huán)保性原則。在改進(jìn)實驗時要考慮實驗是否對于學(xué)生的安全有威脅，是否會污染環(huán)境，減少有毒有害的物質(zhì)產(chǎn)生，如果無法避免地產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)要正確處理，同時還要節(jié)能、節(jié)約藥品等，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的意識。

（四）可行性原則

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

（五）循序漸進(jìn)原則

為了培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，化學(xué)實驗的改進(jìn)必須符合循序漸進(jìn)原則。在改進(jìn)實驗時不能破壞化學(xué)學(xué)科的內(nèi)在邏輯，符合教材的編排，系統(tǒng)地展開教學(xué)。同時也要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，要從學(xué)生的已知出發(fā)，選用符合現(xiàn)階段學(xué)生能夠理解的實驗，運用學(xué)生能夠理解的方式進(jìn)行教學(xué)。

三、高中化學(xué)實驗內(nèi)容改進(jìn)建議

（一）重視實驗微觀視角

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的素養(yǎng)一是“宏觀辨識與微觀探析”，從高中化學(xué)實驗的特點來看，在這一核心素養(yǎng)具體要求中，“能從元素和原子、分子水平認(rèn)識物質(zhì)的變化；能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題”為實驗的改進(jìn)提供思路。體現(xiàn)在實驗內(nèi)容改進(jìn)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(xué)生學(xué)情，能夠讓學(xué)生理解現(xiàn)象與原理之間的關(guān)系，在課堂中引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，再著重利用微觀實質(zhì)解釋宏觀現(xiàn)象，讓學(xué)生深入理解各種實驗現(xiàn)象出現(xiàn)的緣由，幫助學(xué)生記憶實驗相關(guān)重點，學(xué)會從宏微觀結(jié)合的視角分析化學(xué)變化。例如，在《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》實驗教學(xué)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(xué)反應(yīng)速率的原因時，結(jié)合動畫等方式，幫助學(xué)生理解微觀實質(zhì)，并在講解微觀實質(zhì)后讓學(xué)生解釋探究實驗中的實驗現(xiàn)象，強化現(xiàn)象和原理之間的聯(lián)系。

（二）選擇最優(yōu)實驗條件

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的素養(yǎng)二是“變化觀念與平衡思想”，從高中化學(xué)實驗的特點來看，在這一核心素養(yǎng)具體要求中，“知道化學(xué)變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律；認(rèn)識化學(xué)變化有一定限度、速率，是可以調(diào)控的”為實驗的改進(jìn)提供思路。體現(xiàn)在實驗內(nèi)容改進(jìn)中，教師要根據(jù)學(xué)校的實際實驗環(huán)境，改良成能夠滿足條件的化學(xué)實驗完成教學(xué)，并在教學(xué)中強調(diào)化學(xué)實驗的條件，讓學(xué)生認(rèn)識到改變實驗條件能夠影響實驗的成敗，甚至?xí)形ｋU發(fā)生；并且讓學(xué)生了解可以通過人為手段調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的限度和速率，在實際生產(chǎn)生活中都十分重要的意義。例如，在《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》實驗教學(xué)中，教師可以通過給學(xué)生展示實際生產(chǎn)生活中利用人為手段控制反應(yīng)速率的例子，來培養(yǎng)學(xué)生這一素養(yǎng)。

（三）加強新舊實驗聯(lián)系

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的素養(yǎng)三是“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”，從高中化學(xué)實驗的特點來看，在這一核心素養(yǎng)具體要求中，“具有證據(jù)意識，能基于證據(jù)對物質(zhì)變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實或證偽；建立觀點、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系”為實驗的改進(jìn)提供思路。體現(xiàn)在實驗內(nèi)容改進(jìn)中，教師要將新實驗與學(xué)生的已知建立聯(lián)系，將實驗改良成與做過的實驗相類似或有關(guān)，在課堂中引導(dǎo)學(xué)生，在實驗前利用已有知識推測實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識和推理能力。例如，在《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》實驗教學(xué)中，教師可以通過讓學(xué)生回憶分子熱運動相關(guān)知識來推測溫度對化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)而推測實驗現(xiàn)象。

（四）注重實驗的探究性

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的素養(yǎng)四是“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”，從高中化學(xué)實驗的特點來看，在這一核心素養(yǎng)具體要求中的“能從問題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計探究方案，運用化學(xué)實驗、調(diào)查等方法進(jìn)行實驗探究；勤于實踐，善于合作，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新”為實驗的改進(jìn)提供思路。體現(xiàn)在實驗教學(xué)中，教師要把控好實驗的內(nèi)容強度，將實驗內(nèi)容改良成學(xué)生能夠完成的實驗探究過程，在課堂上讓學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容分組合作與探究，培養(yǎng)學(xué)生探究意識和合作精神，最后還可以讓學(xué)生思考這個實驗是否還有其他改進(jìn)的角度，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題以及運用化學(xué)實驗進(jìn)行實驗探究的能力。例如，在《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》實驗教學(xué)中，教師可以借助教材中的探究實驗，或者在實驗后讓學(xué)生在課后思考其他可行的實驗方案、改進(jìn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。

（五）樹立正確化學(xué)觀念

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的素養(yǎng)五是“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”，從高中化學(xué)實驗的特點來看，在這一核心素養(yǎng)具體要求中，“具有安全意識；深刻認(rèn)識化學(xué)對創(chuàng)造更多物質(zhì)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(xiàn)；具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識”為實驗的改進(jìn)提供思路。教師在實驗改進(jìn)時，減少有毒有害物質(zhì)生成，改良實驗裝置保證實驗的封閉性，將實驗微型化或?qū)崿F(xiàn)藥品的重復(fù)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(xué)觀念；教師在課前收集與本實驗相關(guān)的實際應(yīng)用，并適當(dāng)生活化改進(jìn)實驗，讓學(xué)生感受化學(xué)在生產(chǎn)生活中的重要作用，以培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣，樹立正確的化學(xué)觀念。例如，在《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》實驗教學(xué)中，教師可以通過調(diào)整探究濃度對反應(yīng)速率的影響的實驗內(nèi)容，制取出探究催化劑對反應(yīng)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(yǎng)學(xué)生這一核心素養(yǎng)。

三、高中化學(xué)實驗教學(xué)改進(jìn)建議

（一）挖掘多樣化的實驗教學(xué)策略

由于重視程度不夠、師資力量不夠等原因，化學(xué)實驗教學(xué)模式陷入僵化，實驗教學(xué)照本宣科，實驗和實驗教學(xué)創(chuàng)新度都不夠，導(dǎo)致實驗教學(xué)很難完成、學(xué)生興趣下降而陷入惡性循環(huán)。所以學(xué)校和教師要重視對于多樣化實驗教學(xué)策略的挖掘，不僅僅要對實驗進(jìn)行改進(jìn)，還要研發(fā)新穎的實驗教學(xué)模式。例如，從趣味化、生活化、綠色化、信息化角度去改進(jìn)實驗，或者將某些實驗融合，考慮如何將實驗教學(xué)與知識的講授緊密結(jié)合，如何設(shè)置有趣的情境和環(huán)節(jié)吸引學(xué)生的注意力，讓他們更愿意、更認(rèn)真地完成實驗的學(xué)習(xí)。當(dāng)化學(xué)實驗教學(xué)融入化學(xué)核心素養(yǎng)和教師自己的小設(shè)計，化學(xué)實驗教學(xué)就會變得多樣化，更加精彩紛呈。

（二）重視高中化學(xué)實驗教學(xué)作用

目前來看，化學(xué)教學(xué)的重點還是放在紙筆測驗上，對于化學(xué)實驗更加重視的也是考點的考查和記憶，沒有什么機會進(jìn)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(xué)生對于化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)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(xué)作為選考科目，未來發(fā)展方向也很可能與化學(xué)息息相關(guān)，掌握實驗操作是十分重要的。實驗教學(xué)的價值不僅僅在于對于學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)，對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也有著十分重要的價值。所以化學(xué)實驗教學(xué)不僅僅對于學(xué)生未來發(fā)展有幫助，還能提升學(xué)生自身素質(zhì)，學(xué)校、教師、學(xué)生、家長都應(yīng)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(xué)實驗教學(xué)體系

現(xiàn)階段學(xué)校的基礎(chǔ)實驗設(shè)施都比較完備，教師對于做好實驗教學(xué)的意愿也比較強烈，學(xué)生對于化學(xué)實驗也有比較強烈的學(xué)習(xí)需求，但是由于實驗教學(xué)體系不完備，導(dǎo)致化學(xué)實驗依然不能充分發(fā)揮其在培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的作用。首先應(yīng)該根據(jù)學(xué)校的實驗條件、師資力量、教材以及課標(biāo)對于化學(xué)實驗的要求，研定一套符合學(xué)校自身情況的化學(xué)實驗教學(xué)體系，并嚴(yán)格執(zhí)行。該體系應(yīng)該包括每學(xué)期的具體實驗內(nèi)容、實驗時間安排、實驗教學(xué)方案，讓每個班級在同一周進(jìn)行相同的實驗內(nèi)容，這樣在實驗準(zhǔn)備上能夠節(jié)省很多的人力物力。當(dāng)這樣一套完備的實驗體系出現(xiàn)在化學(xué)課程當(dāng)中，無論是教師、學(xué)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(jìn)行。

結(jié)語

本文針對核心素養(yǎng)的五個維度對實驗內(nèi)容提出改進(jìn)建議供高中教師參考，為實驗的核心素養(yǎng)化提供新思路；針對高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)存問題對實驗教學(xué)提出建議，供學(xué)校參考，以望整體提升高中化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量。相信通過學(xué)者和一線教師的共同努力，高中化學(xué)實驗教學(xué)體系能夠得到完善，學(xué)生能通過教師展開的豐富多彩的高中化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容提升化學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)，成為全面發(fā)展的具有綜合素質(zhì)的人才。

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項目基金：吉林師范大學(xué)校級教育教學(xué)改革研究課題（職業(yè)教育與成人教育），項目名稱：核心素養(yǎng)背景下中職學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)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(xué)科教學(xué)（化學(xué)）。

*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(xué)科教學(xué)（化學(xué)）、功能微納米材料。