基于核心素养培养的化学实验教学策略研究

冯榕榕 丁晓丽

摘  要：化学这门学科是一门以实验作为基础，并能够通过实验直接将大部分知识体现的学科。考试中化学实验部分占据的分数比重较大，会直接影响学生的升学。故而，化学教师必须不断进行教学方法的创新。通过实验教学学习，学生能够获取大量知识，然而由于受限于多方面的条件，化学实验教学效果始终有一定不足。学科核心素养能有效帮助学生学习化学，教师教学期间应当合理融入学科核心素养，优化原有化学实验教学，以便推动化学实验教学有效性的提升，确保学生学习效果与质量得以提升。

关键词：核心素养;化学;实验教学

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）07-0111-03

Abstract： chemistry is a discipline based on experiments and can directly reflect most of the knowledge through experiments. The proportion of the score occupied by the chemical experiment in the exam is relatively large， which will directly affect the students' further studies. Therefore， chemistry teachers must continue to innovate teaching methods. Through experimental teaching， students can acquire a lot of knowledge. However， due to the constraints of various conditions， the teaching effect of chemical experiments has always been insufficient. The core quality of the subject can effectively help students to learn chemistry. During the teaching period， teachers should reasonably integrate into the core quality of the subject and optimize the original chemistry experiment teaching in order to promote the improvement of the effectiveness of the chemistry experiment teaching and ensure that the students' learning results and quality can be improved.

Keywords： core literacy; chemistry; experimental teaching

化學这门学科的学习应当起始于基础，而实验则是化学学习、化学过程探究的重要途径。通过实验教学不但能使学生的观察、分析、思考能力得到培养，同时也有利于学生实验操作能力的提升，以及有利于学生化学学习兴趣的激发。近年来考试逐渐加大了对化学实验设计题的重视程度，这也对学生提出了解化学实验本身的要求，并且在与自身掌握的知识与技能相联系的基础上，类比、重组知识，通过缜密、全面的思考最终得出准确的答案。对此，教师对于化学实验教学的价值必须予以关注，不断优化实验教学策略，并在与化学学科核心素养的结合下探索更有效的实验教学策略。

一、化学实验中学科核心素养概述

作为学习化学基础的化学实验，在学生实践能力培养中的价值十分显著。化学实验有利于学生创新能力的提升，是学生探究化学物质的基本要素，而化学学科核心素养中的科学探究、创新意识培养恰好对应于化学实验的培养目标。实验探究过程、方法的掌握，实验方案的认识、设计与优化，无不凸显了化学实验在“化学实践”中认识论与方法论功能的重要性，化学实验的运用同时还密切联系了学生化学实验素养和实际探究水平。化学学科核心素养培养目标中，提出了对学生实验探究、创新设计能力的培养与发展要求，以便化学实验的价值得以更充分的体现。

对化学实验所获取的知识而言，应当在宏观和微观及变化的研究视角、分类和模型的科学体系下，对知识进行迁移、整合，以此将化学实验特征属性与其本质之间所构建的复杂联系客观揭示[1]。针对化学学科核心素养而言，化学课程标准（2017版）中明确作出了分析，化学学科核心素养具体体现了学生的综合素养，是新课标下对化学学科人才培养要求的反映。故而，针对化学学科核心素养，以“宏观辨识与微观辨析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”等五个方面进行了归纳、总结。

化学学科核心素养要求有机的结合理论知识与实验技能，通过教学的开展推动学生正确价值观念的养成，并培养学生的化学探究能力。同时，化学学科核心素养也提出了将化学思想观念有效融合科学探究能力等创新观念的要求，如此一来既可进一步推动学生的发展，也为教师教学的开展予以一定指导。

二、化学实验教学发展的现状

（一）教师对实验重视程度有所不足

传统应试教育思想对大部分化学教师造成的影响十分严重，他们对学生的成绩过度关注，在有限的课程时间安排下，为了提高学生化学成绩，通常仅是将知识点及习题作为重点讲解内容，往往忽略了化学实验课程，即便开展了实验也基本是教师演示，学生难以对相应的化学知识有所了解，化学实验步骤与实验结果才是他们所收获的知识[2]。因此，这类以理论取代实验的教学方式缺乏科学性，难以推动学生的成长。而个别化学教师在实验开展期间，要求学生实验的开展以自身涉及的步骤为依据进行，而这也就导致学生创新能力受到限制，无法实现思维能力的培养。

（二）问题分析和解决能力有所欠缺

化学实验教学期间，应当有效結合课本理论知识进行。化学实验教学有利于学生抽象思维能力和逻辑思维能力的培养，是教学的重要组成之一，能够帮助学生对问题深入分析并妥善解决。然而，化学实验教学过程中，“动态化”教学模式普遍欠缺，教师对学生核心素养培养中实验教学的重要性认识不足，基本是以理论知识讲解为主，对实验过程和结果进行分析的能力不足，缺乏思维训练，最终也就无法有效提升学生对化学的学习积极性。

（三）能力培养评价指标缺乏完善性

在评价任意学科教学中学生的学习能力时，考核是一个极为重要的成分。而在现行教育下，学生化学核心素养的考核也是一个必须予以高度重视的任务。通过培养学生的核心素养，并借助考核对其知识接受水平进行考核[3]。然而，我国现有教学期间，缺乏与核心素养有关的评价体系，评价指标尚未明确指定，也就难以对学生综合能力予以有效判断，教学结论及个别问题的存在也就难以真正发现。

三、基于核心素养培养的化学实验教学策略

（一）不断完善化学实验教学

化学实验教学能够显著提升学生各方面的能力，学生在实验开展过程中通过实践操作，能够更深刻的理解化学知识，了解化学公式与原理的缘由。因此，化学教师对于实验课教学必须保持端正的态度，高度重视，确保学生通过化学实验学习能够收获真正的知识。而教师要想提高化学实验教学的质量，下述两个问题是教学中必须着重关注的。

其一，组织学生进行实验前，首先需要明确实验目的，妥善落实实验演示。实验演示的好处主要包含两个方面，一方面为学生在观看教师的实验演示之后，能够直观地了解实验步骤和实验现象，能够较好的指导学生后续的实验操作[4]。另一方面，化学实验内容大部分都含有危险性，教师倘若在教学个别具有极高危险性的实验时，可选择性放弃学生自行实验的教学方法，转为要求学生对自己的演示实验认真观察，通过手把手的演示教学，也能发挥良好的教学效果，帮助学生牢牢记住实验中出现的化学反应。如在“钠与水的反应”这一实验教学过程中，教师首先需将钠与水之间化学反应的产生原理告知学生，随后在实验器材的运用下将实验演示给学生观看，并为学生说明每个实验操作步骤中的注意事项。

其二，规范学生实验操作，认真记录实验流程。要想确保实验安全与成功，规范的操作是必不可少的，而之所以要将实验记录认真落实，是为方便实验完成后归纳总结实验过程，将所需的实验结论顺利得出。具体来说，应当入手于细节对学生的实验操作进行规范，促使学生养成细心、认真的习惯。如实验仪器位置摆放、使用方法至实验步骤流程等，需将较为规范的要求提给学生。

（二）合理落实化学实验，激发学生兴趣

教师不但需要将课本理论知识传授给学生，同时也承担着培养学生创新思维的重任。课堂教学期间，对教师的实验演示和学生实验之间，无需明确进行区分，教师可演示、讲解个别复杂且危害的实验，而学生则可进行模仿，或是对该实验如何改进展开讨论，使该实验教学的效果得以最佳。

如在浓氨水的鉴别中，基本都是用蘸取了浓盐酸的玻璃棒靠近氨水时会有大量白烟产生进行的。由于氨气直接释放至大气中会有一定的毒性产生，在实验改进之后，可用两只大试管分别盛装浓氨水和浓盐酸，采用止水夹夹住的橡皮管朝着装有双孔塞的烧瓶中引入，实施白烟实验，仅需将止水夹打开之后，氨气、氯化氢便可沿着橡胶管朝着烧瓶转移，通过烧瓶会发现有大量白烟产生。教师可将此类实验交由学生自行设计，仅需提供一定的指导。

又如化学实验中有一个是与反应物量多少问题相关：偏铝酸钠溶液与盐酸溶液反应。对于这个实验，教师可要求学生自行展开探究，将盐酸溶液逐滴加入偏铝酸钠溶液中，大量白色胶状沉淀会立即产生于溶液内，再次将盐酸滴加至过量后，会逐渐溶解白色沉淀且最终消失。反之，若是将偏铝酸钠滴加至盐酸中，那么溶液一开始不会生成白色沉淀，而过量滴加偏铝酸钠之后，溶液内逐渐才会有白色沉淀产生，且不消失、不溶解。同样的实验由于试剂的不同添加顺序而会有完全不同的实验现象产生，随后教师可引领学生对实验结果展开交流、讨论，围绕探究的目的将学生学习的积极性调动，原本枯燥的理论知识逐渐具备了趣味性，再加上教师将演示实验交给学生自行设计的缘故，也可实现学生动手能力的培养。

（三）着重关注学生观察力的培养

实验是化学的基础，所有理论都是依托观察和分析实验现象建立的，甚至有个别化学是偶然发现的，然而若是神经不够敏感，观察力不够优秀，且未对这类变化细心记录，那么这些偶然就记忆模糊，后续发现也不可能存在[5]。因此，每一个化学的发现都是发现者长期观察、不断累积经验之下养成的。当教师着重关注学生观察力的培养之后，学生会逐渐养成专注微小事物的能力。如实验教学期间，不再要求学生照着课本念，而是引导学生对实验现象进行描述。在学生并不了解情况的基础上开展实验，对实验过程中的细微变化进行描述，如此既实现学生观察力的培养，也会使他们不放过实验中的任何“意外”。同时，当学生能够做到细心之后，也会将不必要的错误避免，有利于学习自信心的逐渐累积，最终推动化学学习成果的提升。

如在“乙烯的加成反应”学习过程中，教师可要求学生入手于“乙烯会导致溴的四氯化碳溶液褪色”的宏观现象，将乙烯与溴的四氯化碳溶液会有反应产生推断出来;随后，立足于乙烯与溴的分子结构上对该反应机理进行分析、理解，同时将乙烯与溴加成反应的化学方程式写出来，并对乙烯与水、氢气和卤化氢之间相同的加成反应进行推测。此类教学对宏微结合十分注重，原本冰冷抽象的化学方程式转化成了具有“灵魂”的宏微结合载体，学生在学习时属于意义丰厚的建构活动，无需死记硬背。如此一来，也就能够有效培养学生的“宏观辨识与微观探析”素养。

（四）强调学生“科学探究与创新意识”的培养

化学实验教学与学科核心素养中，探究能力的地位十分重要，故而教师应当着重培养学生的探究能力，帮助学生在化学实验过程中能够达到更显著的学习效果。教师在实验教学期间，应当引导学生提出问题，围绕问题进行相关化学资料的搜寻，并假设实验步骤，细致观察实验过程，确保实验的开展具有科学性。具体来说，教师可要求学生自行进行实验方案的设计，对实验现象与结果预测，并在完成实验后及时总结、分析并评价实验结果。通过此类方式，对学生的实验探究能力进行培养，落实学科核心素养的培养目标。

如在“苯的分子结构中是否有碳碳双键存在”进行探究时，教师可在“發现探究式”教学模式的运用下，通过问题情境的构建引导学生将问题发现，并依托实验探究将问题解决[6]。具体流程为：第一，引导发现。通过对苯样品及分子结构模型的观察，将“苯的分子结构中是否有碳碳双键存在？”这一问题引出;第二，猜想与假设。以苯的分子结构模型及结构简式为根据，对其分子结构中是否有碳碳双键存在进行猜测;第三，制定计划。设计苯与酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液的反应;第四，实验开展。将苯分别滴入装有少量酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液的试管内，振荡、静置后，对管内液层颜色进行观察;第五，证据收集。酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液在苯的作用下并不会褪色;最后，推理与结论。苯的分子结构并碳碳双键并不存在。

（五）强调学生“变化观念与平衡思想”的培养

化学实验教学期间，时常有实际实验现象不符合预测实验现象或理论知识的情况出现，“变化观念”这一哲理便蕴含在其内。教师应当将这类现象灵活抓住，引导学生积极地开展思考、讨论，在提问、解疑并总结后，完成知识的掌握。

如在光照条件下甲烷与氯气的取代反应中，学生依据正确的实验步骤与方法进行操作之后，会有下述现象产生：其一，试管内液面逐渐上升;其二，试管内黄绿色逐渐变浅;其三，试管内壁会生成黄色油滴。当出现上述现象之后，会有学生询问：甲烷与氯气反应生成的为无色油状液体的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷，但是此处的油滴为什么是黄色的呢？此时教师可将相关知识适时告知学生：三氯甲烷和四氯甲烷属于有机溶剂，氯气难溶于水却易溶于有机溶剂。结合教师提供的知识，学生就会发现三氯甲烷、四氯甲烷中溶解了氯气之后油滴会变成黄色。随后，教师可再次将新的实验问题提出：若是以饱和食盐水取代水槽中的水，会有什么现象发生呢？此类现象发生的原因是什么？学生此时会争先投入实验中，通过观察得知水槽中析出了白色晶体，会对其原因积极思考。而教师可再次将相关知识适时告知学生：饱和食盐水有一个沉淀溶解平衡存在。随后，引导学生站在平衡移动角度进行分析，即可将正确答案顺利获取。尽管此类实验操作极为简单，然而不断变化的实验现象却有利于学生感性认识变化观念和平衡思想，有利于学生学科核心素养的培养。

（六）重视学生“证据推理与模型认知”的培养

化学实验教学中，教师依托模型认知能够以具体取代抽象、以简单取代复杂、以浅显取代深奥，帮助学生深刻理解、充分认识具体事物的本质属性或复杂联系。

如在“原电池”中，能够很好的体现出证据推理和模型认知。教师在组织学生进行实验中，在稀硫酸中将铜丝接触锌粒后，会有大量气泡产生在铜丝表面，此时学生的好奇心、求知欲会受到激发，教师再适时引导学生对“氢离子移动至铜丝方向，得到电子形成氢气，表明铜丝有电子存在，那么铜上面的电子是锌失去的电子转移而来的吗？”学生在该疑问下开展实验、收集证据，通过验证将结论得出，即可将“原电池”概念形成。实质上，猜想验证便是证据推理的科学思维过程。随后，教师可再次引导学生以石墨取代铜片、以乙醇取代稀硫酸再次开展实验，并以此为基础进行原电池工作原理模型的建构，帮助学生对原电池形成条件进行了解，并询问学生“如何判断装置是否为原电池”。学生依托模型认知，通过判断电极、闭合回路、电解质溶液等，便可对装置是否为原电池作出准确判断，如此即可将问题顺利解决。

四、结束语

学生学科核心素养的培养是当前化学实验教学期间必须予以高度重视的任务，在对上述分析的化学实验教学现状的综合之下，不难发现学生综合素质提升中核心素养的重要性，能够明确指引学生的全面发展。现阶段下的化学实验教学，应当对教学过程予以重视，以学生学习特点为根据，在与教育发展改革趋势相顺应之下，创新思维模式，由动态化教学取代静态化教学，推动学生学科核心素养的提升，实现全面发展。

参考文献：

[1]庄浩.基于学科核心素养培养的课堂教学实践与思考——以高中化学实验为例[C]//2017年江苏省教育学会年会文集，2017.

[2]王和.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考[J].西部素质教育，2016，2（20）：162.

[3]叶鹏.化学学科核心素养下高中生实验创新能力的培养策略[J].中学化学教学参考，2018（7）：40-42.

[4]毕淑娟.基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践与思考[J].考试周刊，2018（5）：151.

[5]冯学文.探究高中化学学科核心素养的培养——在实验教学中的体现冯学文[J].试题与研究：教学论坛，2018（2）：9.

[6]龚美英.基于培养学生学科核心素养的高中化学实验教学[J].科学咨询（教育科研），2018，603（09）：103.