高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略研究

中圖分類號：G427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2097-1737（2025）15-0016-03

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》發(fā)布后，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成了教育改革的焦點(diǎn)。核心素養(yǎng)涵蓋了良好品德、知識掌握和學(xué)習(xí)技能等多個方面。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)在鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，可以有效提升學(xué)生的邏輯能力、思維能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)其科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識，同時通過引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)識化學(xué)與人類社會的緊密聯(lián)系，提升其科學(xué)素養(yǎng)和社會責(zé)任感。因此，積極探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略，對于推動高中化學(xué)教育的改革與發(fā)展具有重要意義。

一、當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和資源有限

當(dāng)前，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)未能有效落實(shí)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的主要原因在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和資源的限制[1]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方面，大部分教師仍傾向于采用教師演示、學(xué)生模仿的傳統(tǒng)教學(xué)模式，導(dǎo)致教學(xué)缺乏互動性和創(chuàng)新性，限制了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展；同時，高中化學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍被視為理論教學(xué)的輔助手段，往往缺乏系統(tǒng)性和計劃性，因此難以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究思維。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源方面，許多學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，難以滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，從而影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果；此外，在一些實(shí)驗(yàn)材料需求量較大的課程中，資源供應(yīng)的不足也嚴(yán)重限制了學(xué)生動手操作的機(jī)會。

（二）學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度不高

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度不高是一個不容忽視的問題[2]。當(dāng)前，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往僅按照教材所給的步驟進(jìn)行操作，缺乏創(chuàng)新性和互動性，加上教師講解方式單一、缺乏趣味性，使得實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的吸引力大打折扣。同時，學(xué)生自身因素也影響了其參與度：部分學(xué)生因?qū)?shí)驗(yàn)的安全性存在擔(dān)憂而產(chǎn)生畏懼情緒；部分學(xué)生則由于自身缺乏必要的實(shí)驗(yàn)技能和知識而難以積極參與實(shí)驗(yàn)。

（三）學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)難度較大

多方面的影響因素使學(xué)生在獨(dú)立完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)時存在較大困難[3]。第一，部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和知識基礎(chǔ)較差，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要一定的指導(dǎo)和幫助。第二，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及復(fù)雜的操作步驟和較高的精確度要求，對缺乏經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生構(gòu)成了較大的挑戰(zhàn)。第三，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確執(zhí)行既定步驟，還需其具備一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和理解能力，然而部分學(xué)生在這方面的能力相對欠缺，因此難以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。

二、高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略

（一）融合情境教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)化社會責(zé)任感培養(yǎng)

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可將情境教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合展開教學(xué)。與現(xiàn)實(shí)生活緊密相連的化學(xué)情境以及實(shí)際應(yīng)用教學(xué)能夠使學(xué)生深刻體會到化學(xué)知識在解決社會問題中的重要性，從而培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和參與意識。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，教師通過設(shè)計與實(shí)際問題緊密相關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力和問題解決能力。

例如，在蘇教版化學(xué)必修第一冊專題3“氯氣及氯的化合物”的教學(xué)中，教師可先利用圖片、視頻等多媒體資源展示在學(xué)校、醫(yī)院、游泳池使用

84消毒液進(jìn)行消毒的場景，讓學(xué)生直觀地了解氯氣及氯的化合物在日常生活中的廣泛應(yīng)用[4]。結(jié)合這些素材，教師可適時提出問題“你們知道這些消毒劑是如何發(fā)揮作用的嗎？”“它們?yōu)槭裁茨軞⒕荆俊钡?，引?dǎo)學(xué)生思考氯氣及氯的化合物的性質(zhì)和作用。隨后，為了進(jìn)一步鞏固學(xué)生對知識的掌握，教師可根據(jù)氯氣及氯的化合物的性質(zhì)及其實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計相應(yīng)的制取實(shí)驗(yàn)，如利用氯氣制備漂白粉、利用次氯酸鈉進(jìn)行水質(zhì)檢測等。學(xué)生需分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，制訂詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，并在教師的指導(dǎo)和監(jiān)督下合作完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生需繼續(xù)進(jìn)行化合物應(yīng)用的小實(shí)驗(yàn)，如使用自制的漂白粉漂白有污漬或淺色的布料，從而深刻理解氯氣及氯的化合物的實(shí)際應(yīng)用。

氯氣及氯的化合物在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，但過度使用可能會帶來危害。教師在教學(xué)中可通過展示某化工廠氯氣泄漏導(dǎo)致人員傷亡和環(huán)境污染的新聞報道，或人體吸入過量氯氣，對上呼吸道黏膜造成損害的圖片，使學(xué)生認(rèn)識到氯氣的危害以及應(yīng)急處理措施的重要性。隨后，教師可要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，分組討論氯氣及氯的化合物排放的處理策略，并設(shè)計具有可行性的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生通過積極構(gòu)思能夠設(shè)計出多種處理排放物的實(shí)驗(yàn)方案，如利用氫氧化鈉等堿性溶液吸收氯氣、使用活性炭吸附低濃度氯氣、采用電滲析技術(shù)通過半透膜在直流電場作用下分離水中的氯化物等。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需詳細(xì)記錄各種實(shí)驗(yàn)中的處理效果及所需成本，通過對比分析選出既有效又經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。通過對氯和氯化物排放危害的深入了解，以及經(jīng)濟(jì)、有效處理方案的選擇，學(xué)生深刻認(rèn)識了正確應(yīng)用化學(xué)物品的重要性，培養(yǎng)了自身的社會責(zé)任感。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)合，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計和操作能力

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可采用虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)兩種教學(xué)方法，使它們互相補(bǔ)充，共同促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。虛擬實(shí)驗(yàn)是指通過計算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)場景和條件，能夠增加實(shí)驗(yàn)的靈活性和可重復(fù)性，同時降低實(shí)驗(yàn)風(fēng)險，節(jié)約成本和時間。真實(shí)實(shí)驗(yàn)則能讓學(xué)生親手操作，通過視覺、觸覺、嗅覺等感官的真實(shí)體驗(yàn)，有效提高對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各種化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識和了解。

例如，蘇教版化學(xué)必修第一冊專題3“金屬鈉及鈉的化合物”中涉及大量化學(xué)實(shí)驗(yàn)。對此，教師可挑選一些包含金屬鈉及納的化合物相關(guān)實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，這些平臺能提供清晰的實(shí)驗(yàn)演示、詳細(xì)的操作步驟說明以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的模擬分析，以便學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)對課程中的實(shí)驗(yàn)形成初步認(rèn)識。

在學(xué)生初步了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，教師可展開詳細(xì)的課堂教學(xué)，同時結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記憶，如金屬鈉與水反應(yīng)時的劇烈現(xiàn)象、鈉與氧氣反應(yīng)后的產(chǎn)物的顏色等。當(dāng)學(xué)生基本掌握實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，教師可先引導(dǎo)學(xué)生在虛擬環(huán)境中熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意事項(xiàng)，如鈉的正確取用方法、實(shí)驗(yàn)過程中的安全防護(hù)措施等，為接下來的真實(shí)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。當(dāng)學(xué)生能獨(dú)立完成虛擬實(shí)驗(yàn)后，教師可組織他們在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生需仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將這些結(jié)果與虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比。若兩者相符，則互相驗(yàn)證，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度；若兩者存在差異，教師則可鼓勵學(xué)生多次進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐中探究產(chǎn)生差異的原因，并采取針對性措施進(jìn)行改進(jìn)。

（三）問題導(dǎo)向驅(qū)動探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計，培養(yǎng)科學(xué)探究思維

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，教師可通過設(shè)計具體的問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題，并鼓勵他們通過實(shí)驗(yàn)探究來解決問題。這種方法不僅能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識和操作能力，還能深化他們對化學(xué)知識的理解，培養(yǎng)其科學(xué)探究思維和創(chuàng)新思維[5]。在設(shè)計探究性實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生需根據(jù)未知情況提出假設(shè)，并制訂相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，再通過實(shí)踐操作驗(yàn)證假設(shè)的真實(shí)性。這一過程能夠有效地鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究思維和創(chuàng)新思維，同時提高他們的問題解決能力和創(chuàng)新能力。

例如，在蘇教版化學(xué)必修第二冊專題6“化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度”的教學(xué)中，教師可圍繞“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”主題設(shè)置探究課題。教師可先提出一個與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)緊密相關(guān)的問題，如“為什么洗衣粉在熱水中比在冷水中更容易溶解并發(fā)揮作用？”，使他們意識到化學(xué)反應(yīng)速率與日常生活密切相關(guān)。隨后，教師可進(jìn)一步引導(dǎo)：“不同的反應(yīng)條件會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，那么，具體是哪些條件的變化會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響？”使學(xué)生明確本次實(shí)驗(yàn)的目的，即探究不同條件下化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。然后，教師可鼓勵學(xué)生對探究課題提出合理的假設(shè)和預(yù)測，如學(xué)生可能會提出“溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快”“反應(yīng)物的量、濃度都會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響”等假設(shè)，教師可對學(xué)生提出的各種假設(shè)表示支持并提問：“可能影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多，我們怎樣確定是哪種條件變化引起化學(xué)反應(yīng)速率的改變呢？”，引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量的方法設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，觀察不同溫度條件下反應(yīng)速率的變化情況。

在學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟，規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，教師可適時拋出問題：“應(yīng)怎樣處理得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？根據(jù)數(shù)據(jù)分析能得出什么結(jié)論？”引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計方法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并結(jié)合化學(xué)原理推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)推理能力和數(shù)據(jù)處理能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可再次提問：“通過實(shí)驗(yàn)，我們確定了這一條件的變化會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，那么在這一條件不變的情況下，其他反應(yīng)條件的變化會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響嗎？”鼓勵學(xué)生改變其他反應(yīng)條件，繼續(xù)探索化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，促使他們逐漸形成科學(xué)探究的思維習(xí)慣。

（四）開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽與項(xiàng)目，增強(qiáng)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽與項(xiàng)目活動是以學(xué)生為主體的實(shí)踐活動，能有效激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、問題分析能力和實(shí)際操作能力。通過開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽，學(xué)生會在競賽中互相學(xué)習(xí)，促進(jìn)彼此的思維碰撞。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，則有助于加深其對化學(xué)知識的理解，增強(qiáng)其獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。另外，學(xué)生在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案和解決實(shí)驗(yàn)問題的過程中，會不斷嘗試新方法和新思路，從而有效激發(fā)創(chuàng)新思維和探究精神。

例如，在蘇教版化學(xué)必修第一冊專題4“防治二氧化硫?qū)Νh(huán)境的污染”的教學(xué)中，教師可先引導(dǎo)學(xué)生回顧與二氧化硫相關(guān)的化學(xué)知識，如二氧化硫的性質(zhì)、來源及其對環(huán)境的污染等，并結(jié)合教材為學(xué)生講解防治二氧化硫污染的基本原理和方法。為了鞏固學(xué)生的理論知識，切實(shí)提升他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ處熆山M織一場主題為“二氧化硫的脫除與利用”的小組實(shí)驗(yàn)競賽。此次競賽的目的是讓學(xué)生小組自主設(shè)計并實(shí)施一個有效的二氧化硫脫除方案，并探索二氧化硫的用途。具體競賽要求包括三點(diǎn)：學(xué)生小組需設(shè)計一套完整的二氧化硫脫除裝置，并選擇合適的脫除方法，如石灰乳法、氨法等；在脫除二氧化硫的同時，還要探索二氧化硫的用途，如制備硫酸、亞硫酸鹽等；實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析該方案的脫除效率和利用效果。在競賽的評比環(huán)節(jié)，各學(xué)生小組需將實(shí)驗(yàn)結(jié)果以PPT或?qū)嶒?yàn)報告的形式進(jìn)行展示，并通過口頭匯報的方式進(jìn)行詳細(xì)闡述。教師需將實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作、脫除效率、利用效果、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、成果展示等方面作為評價依據(jù)，對學(xué)生的競賽表現(xiàn)進(jìn)行全面且客觀的評價，并給出具體的反饋和建議，以幫助學(xué)生根據(jù)反饋進(jìn)行反思和改進(jìn)，從而不斷提升其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

三、結(jié)束語

針對當(dāng)前高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的限制與挑戰(zhàn)，本文提出了一系列教學(xué)策略，如融合情境教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用、結(jié)合虛擬與真實(shí)實(shí)驗(yàn)、采用問題導(dǎo)向的探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計、開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽與項(xiàng)目等。通過實(shí)施以上教學(xué)策略，教師可以有效培養(yǎng)高中生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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作者簡介：陳桂蘭（1976.9-），女，福建安溪人，就職于福建省安溪縣教師進(jìn)修學(xué)校，初高中化學(xué)教研員，高級教師，本科學(xué)歷。