基于学科核心素养的初中化学实验教学策略研究

作者简介：何小军（1969～），男，汉族，甘肃天水人，武山县马力中学，研究方向：中学化学教育教学。

摘 要：新课标背景下，培养学生的化学学科核心素养是当前初中化学教学的重要目标之一。这包括培养学生的化学基本概念、实验技能、科学探究能力、科学态度和价值观等。与此同时，通过实验教学，学生能够更加深入地理解和掌握化学知识，培养科学思维和实践能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。基于学科核心素养，研究初中化学实验教学的有效策略，目的是为教学活动提供理论支持和实践指导，指向是提高学生的化学学习效果和综合素质。

关键词：化学学科；核心素养；实验教学；初中化学；学生主体

中图分类号：G633.8

文献标识码：A

文章编号：1673-8918（2024）21-0124-06

众所周知，初中化学是一门以实验为基础的学科，实验教学在培养学生的化学学科核心素养中起着关键作用。通过实验教学，学生可以更直观地了解化学反应的过程和现象，增强对化学知识的理解和记忆。同时，实验教学还可以培养学生的实验操作技能、观察能力、分析问题和解决问题的能力，促进学生综合素质的发展。

一、 初中化学学科核心素养概述

初中化学学科核心素养包括化学基本概念、实验技能、科学探究能力、科学态度和价值观等方面。这些素养是学生未来在化学领域发展所必需的，也是学生综合素质的重要组成部分。①化學基本概念是化学学科的基础，包括元素、化合物、化学反应、化学方程式等。这些概念是学生学习化学、理解化学现象和解决化学问题的基础。通过学习和掌握这些基本概念，学生可以更好地理解化学的本质和规律，为后续学习打下坚实的基础。②实验技能是化学学科的核心技能之一，包括实验操作、仪器使用、数据记录和分析等。实验是化学学科的重要组成部分，通过实验学生可以验证和探究化学原理，理解物质的变化和性质，培养观察、分析和解决问题的能力。实验技能的培养不仅有助于学生掌握化学知识，还可以培养学生的实践能力和创新精神。③科学探究能力是化学学科的核心能力之一，包括提出问题、设计实验、观察现象、分析数据、得出结论等。科学探究能力是学生未来在化学领域发展所必需的，也是培养学生创新精神和探究精神的重要途径。通过科学探究，学生可以更好地理解化学学科的本质和规律，培养科学思维和科学方法，提高解决问题的能力。④科学态度和价值观是化学学科的核心素养之一，包括求真务实、严谨认真、勇于探索、尊重事实等。科学态度和价值观是学生未来在各个领域发展所必需的，也是培养学生人文素养和道德品质的重要方面。通过化学学科的学习，学生可以培养正确的科学态度和价值观，树立正确的世界观和人生观，增强社会责任感和使命感。

二、 初中化学实验教学发展历程

（一）初始阶段

早期的化学实验教学以教师演示实验为主，学生很少有机会亲自参与实验。教学方式主要是教师先讲解理论知识，然后进行实验演示，学生观察并记录实验结果。这种教学方式虽然可以帮助学生理解部分基础概念，但学生缺乏实践操作的机会，对实验的理解和记忆不够深刻。

（二）实验技能培养阶段

随着教育理念的更新和课程改革的推进，实验教学逐渐注重学生实验技能的培养。这一阶段，教师开始引导学生进行部分基础实验操作，如加热、冷却、称重等。学生在教师的指导下，通过实践操作来培养实验技能和探究能力。同时，实验教学也开始注重实验安全教育，确保学生在安全的环境中进行实验。

（三）科学探究能力培养阶段

随着科学教育的不断发展，实验教学开始更加注重学生科学探究能力的培养。在这一阶段，教师引导学生提出问题、设计实验、观察现象、分析数据并得出结论。学生不再是被动地接受知识，而是主动参与到科学探究的过程中，培养了创新思维和实践能力。

（四）多元化实验教学阶段

随着信息技术的发展和教育理念的更新，实验教学开始向多元化方向发展。除了传统的实验室实验，教师还利用数字化实验、虚拟实验等手段进行实验教学。这些新的教学方式可以帮助学生更深入地理解化学现象和原理，提高实验教学的效果和质量。

（五）科学态度和价值观培养阶段

在当前的化学实验教学中，教师也开始注重学生科学态度和价值观的培养。通过实验教学，引导学生树立正确的科学态度和价值观，如求真务实、严谨认真、尊重事实等。同时，教师还注重培养学生的环保意识和社会责任感，将实验教学与实际生活和社会问题相结合，使学生更好地理解化学学科的价值和意义。

三、 基于学科核心素养的初中化学实验教学的重要意义

（一）促进学生科学素养的发展

化学实验是化学学科的重要组成部分，通过实验教学，学生可以更加深入地理解和掌握化学知识，培养科学思维和探究能力。在实验过程中，学生需要观察、思考、分析、归纳和总结，这些过程能够锻炼学生的观察能力、实验操作能力、数据处理能力和科学表达能力，从而提高学生的科学素养。

（二）培养学生的实践能力和创新精神

实验教学强调学生的实践操作和创新精神，通过实验探究，学生可以亲身参与化学知识的发现和形成过程，培养实践能力和创新精神。这种教学方式能够激发学生的探究欲望和学习兴趣，帮助学生形成主动学习和终身学习的习惯。

（三）培养学生的合作精神和团队协作能力

在实验教学中，学生通常需要分组进行实验，通过小组内的合作与分工，学生能够学习到合作精神和团队协作的重要性。这种合作探究的方式能够培养学生的沟通交流能力、协作能力和组织协调能力，为学生未来的社会生活和工作打下基础。

（四）培养学生的社会责任感和环保意识

化学实验教学中，教师可以通过引导学生关注社会问题和环保问题，培养学生的社会责任感和环保意识。例如：在实验过程中强调废弃物的处理和环保措施，让学生认识到化学实验对环境的影响，从而培养学生的环保意识和社会责任感。

（五）促进化学学科的发展和进步

实验教学是化学学科发展的重要推动力量。通过实验教学，教师可以探索新的教学方法和手段，推动化学教学的改革和创新。同时，学生在实验过程中发现的问题和提出的建议，也可以促进教师对实验教学的反思和改进，从而推动化学学科的发展和进步。

四、 基于学科核心素养的初中化学实验教学策略

（一）创设情境，激发兴趣

部分学生觉得化学实验枯燥无味，缺乏主动探索的意愿。这可能与实验内容单调、缺乏趣味性有关。而创设情境、激发兴趣是化学实验教学中常用的一种教学策略，通过创设情境、引入新奇有趣的现象或问题，激发学生的学习兴趣和好奇心，使他们更加积极地参与实验探究。为此，教师可以通过创设与生活实际相关、具有趣味性和探究性的化学实验情境，激发学生的好奇心和探究欲望，引导学生主动参与实验探究。

例如：通过实验演示二氧化碳的性质和用途，让学生了解二氧化碳在生活中的作用和应用，从而激发学生对化学实验的兴趣。①教师可以使用干冰（固态二氧化碳）在教室中制造部分神奇的现象，如白雾和小水珠等。这些现象会引起学生的好奇心，促使他们思考这些现象背后的原因。②教师可以针对这些现象提出部分问题，引导学生思考二氧化碳的性质和用途。如：“为什么干冰会制造出白雾和小水珠？”“二氧化碳在我们的生活中有哪些用途？”等。③在学生的兴趣被激发后，教师可以引导学生进行实验，探究二氧化碳的性质和用途。例如：通过二氧化碳与水反应生成碳酸的实验，让学生观察到pH试纸变红的现象；或者通过二氧化碳用于灭火的实验，让学生了解二氧化碳在实际生活中的应用。通过以上方式，教师成功地创设了一个情境，激发了学生对二氧化碳性质和用途的兴趣，并引导他们通过实验探究来解密这些现象。这种教学策略有助于提高学生的实验探究能力、观察力和思考力。同时，教师需要控制好实验的安全性和效果，确保学生在安全的环境中进行实验探究。

（二）注重实验操作，培养实践能力

部分学生在实验操作上存在困难，如操作不规范、不熟悉实验器材等。这可能是因为实验课程设置不足，学生缺乏足够的实践机会。为此，在实验教学中，教师需要注重学生的实验操作，让学生亲自动手进行实验操作，培养其实践能力。教师可以通过示范、指导、纠正等方式，帮助学生掌握实验操作的要领和技巧，确保实验的安全性和有效性。

例如：自制酸碱指示剂实验是一项非常有趣且富有实践性的实验活动，可以让学生通过亲自动手操作，掌握实验器材的使用方法、实验步骤和注意事项等。①在实验开始之前，教师需要先教授学生如何使用实验器材，如滴定管、烧杯、玻璃棒、研钵等。教师可以通过演示和讲解，让学生了解这些器材的基本使用方法和注意事项。②实验步骤包括准备材料、制备酸碱指示剂、观察颜色变化、记录数据等。教师需要详细讲解每个步骤的目的和操作方法，并在实验室中示范整个实验过程，确保学生能够正确操作。③让学生自己动手制作酸碱指示剂是整个实验的核心。教师可以通过引导学生观察颜色变化，记录数据，让学生掌握酸碱指示剂制作的技巧和方法。在实践中，教师还需要不断巡回指导，解答学生的问题，确保每个学生都能够掌握实验操作的要领和技巧。④在实验过程中，教师需要强调部分注意事项，例如避免酸碱指示剂溅到皮肤或眼睛中，实验结束后要清洗器材，整理实验台等。这些注意事项可以帮助学生养成良好的实验习惯。⑤实验结束后，教师需要对实验进行总结和评价，表扬表现优秀的同学，指出存在的问题和需要改进的方向。通过总结和评价，学生可以更好地掌握实验知识和技能。

（三）创新教学方式，培养创新精神

部分教师仍采用传统的灌输式教学，学生被动接受知识，缺乏独立思考和创新精神。为解决这一问题，化学教师可以采用多种教学方式，如小组合作、探究式学习、项目式学习等，培养学生的创新精神。通过引导学生自主设计实验方案、探究实验结果等方式，鼓励学生提出自己的见解和想法，培养其创新思维和创新能力。

例如：化学魔术实验是一种非常有趣且富有创造性的教學方法，可以让学生在轻松愉快的氛围中学习化学知识，同时引导他们思考实验原理，培养其创新思维和创新能力。①教师需要设计部分有趣的化学魔术实验，如“魔棒点灯”“烧不坏的手帕”等，这些实验需要包含化学原理，但又不能过于复杂，以便于学生理解和操作。②在实验开始之前，教师需要向学生清楚地解释实验的步骤和原理，并演示整个实验过程，确保学生能够正确操作。③在实验过程中，教师需要引导学生思考实验现象背后的化学原理，鼓励他们提出自己的见解，培养其创新思维。④学生可能会对实验中的部分细节或现象感到困惑，教师需要耐心解答他们的疑问，帮助他们理解实验原理。⑤通过化学魔术实验，可以培养学生的创新思维和创新能力。如“魔棒点灯”实验可以让学生思考如何用其他物品代替魔棒实现点灯；“烧不坏的手帕”实验可以让学生思考如何让手帕在火焰中烧过后仍然保持完好。这些问题可以激发学生的好奇心和探索精神，培养他们的创新思维。

（四）注重合作与交流，培养合作精神

通常而言，在化学实验过程中，学生之间缺乏有效的合作和沟通，这可能影响实验效果和团队协作能力的提高。由此可见，培养学生的合作意识是实验教学的重要目标之一，教师可以通过分组实验、小组讨论等方式，注重学生之间的合作与交流，培养其合作精神和团队协作能力。通过小组内的分工与协作，学生能够学会沟通、倾听和表达，提高其人际交往能力和组织协调能力。

例如：化学竞赛实验是一种富有竞争性和趣味性的教学方式，它能够有效地激发学生的积极性和创造力，同时培养他们的团队合作和竞争意识。①教师需要设计适合学生水平的化学竞赛实验，这些实验应具有一定的挑战性，但同时又不能过于复杂。教师还可以根据学生的兴趣和实际需求，创新实验内容，提高学生的实验技能并丰富其理论知识。②教师将学生分成若干小组，每个小组由不同水平的学生组成，以便于学生之间互相学习和帮助。教师需要确保每个小组都有明确的分工和协作机制，提高学生的组织协调能力和人际交往能力。③在实验过程中，教师需要指导学生正确操作实验设备，注意安全事项，同时组织学生进行讨论和交流，引导学生思考实验现象和原理。通过小组内的分工与协作，学生能够更好地理解和掌握化学知识。④引入竞赛机制可以激发学生的竞争意识和团队精神。教师可以在实验结束后，根据学生的表现和成果进行评价和排名，奖励优秀的小组和个人。这种方式可以激励学生更加积极地参与实验，提高其创新和实践能力。⑤在竞赛结束后，化学教师需要组织学生进行细致总结与反思，仔细回顾实验过程和结果，确保学生可以更好地理解化学知识和原理，同时培养他们的批判性思维和解决问题的能力。

（五）注重实验教学评价，促进反思与改进

结合目前形势而言，实验教学评价体系不完善，评价方式单一，无法全面反映学生的实验能力和素质。改进教学评价体系是提高教学质量的重要措施，教师需要注重实验教学评价，及时反馈学生的实验表现和问题，帮助学生进行反思和改进。教师可以通过观察、提问、讨论、评价表等方式进行评价，同时鼓励学生进行自我评价和互相评价，促进学生的全面发展。

例如：实验报告评价是化学竞赛实验中不可或缺的一环，它不仅是对学生实验过程和结果的总结，更是对学生实验技能、理论知识和思维能力的全面评价。①教师首先需要评价学生实验报告的完整性，包括实验目的、步骤、结果和反思等内容是否齐全。完整的实验报告能够反映出学生对实验的整体理解和掌握程度。②教师需要对学生的实验步骤和操作进行评价。学生是否按照正确的步骤进行实验？实验操作是否规范、安全？这些都能够体现学生对实验的理解和掌握程度。③实验结果是实验报告的重要部分，教师需要评价学生对实验结果的分析能力。学生是否能够根据实验结果进行合理分析，得出正确的结论？这是评价学生理论知识和思维能力的重要指标。④教师需要关注学生实验后的反思和改进内容。学生是否能够发现实验中存在的问题，并提出改进的意见和建议？这是评价学生批判性思维和问题解决能力的重要方面。⑤为了促进学生之间的交流和学习，教师可以鼓励学生进行自我评价和互相评价。通过自我评价，学生可以更好地了解自己的不足，并寻求改进；通过互相评价，学生可以学习他人的优点，发现自己的盲点，并相互促进成长。⑥教师需要及时对学生的实验报告进行评价，并给予反馈和建议。通过及时的反馈，学生可以更好地了解自己的问题，并在教师的指导下进行改进。同时，教师也可以根据学生的实验报告，对教学策略进行调整和优化。

（六）整合教学资源，优化实验教学

部分学校由于资金、设备等资源的限制，无法为学生提供足够的实验机会和优质的教育资源。增加教育投入，提高教育资源的配置效率是解决这一问题的关键。为此，教师可以整合教学资源，优化实验教学过程，提高实验教学的效果。举例说明：教师可以利用多媒体资源展示部分危险性较高或难以操作的实验，或者利用数字化实验手段提高实验的准确性和可重复性。

例如：在讲解酸碱指示剂时，教师可以引入数字化实验设备，如pH计，帮助学生更好地理解酸碱指示剂的原理。①教师可以先向学生介绍酸碱指示剂的基本概念，然后引入数字化实验设备，并简单介绍其工作原理和使用方法。②教师可以用pH计对不同酸碱性的溶液进行测量，并引导学生观察pH计上的读数。这不仅可以让学生直观地理解酸碱性，还可以了解到pH与酸碱性的关系。③教师可以在此基础上，引导学生使用酸碱指示剂进行实验。学生可以通过对比使用和不使用酸碱指示剂的溶液颜色变化，更好地理解酸碱指示剂的原理。④教师可以在讲解过程中，将数字化实验数据与理论知识相结合，帮助学生更好地理解酸碱指示剂的工作原理。⑤教师可以布置部分与酸碱指示剂和数字化实验相关的课后作业，鼓励学生自己动手进行实验，进一步加深对酸碱指示剂的理解。通过以上措施，教师可以帮助学生更好地理解酸碱指示剂的原理，提高他们的实验技能和理论知识水平。数字化实验设备的引入，不仅增加了教学的趣味性和互动性，还能让学生更直观地理解科学原理。

（七）联系学科前沿，拓宽学生视野

实验教学的内容和材料有时未能及时更新，与最新的科研成果和前沿技术脱节。为此，教师应当关注科研动态，将最新的知识和技术引入实验教学中。通过介绍化学学科的前沿成果和发展趋势，引导学生关注化学学科的发展动态，拓宽学生的视野和思路。同时，也可以引导学生思考如何在日常生活中应用化学知识，提高其实践应用能力。

例如：在讲解新能源材料时，引入太阳能电池板和锂离子电池等前沿技术，是一个很好的方法，有助于激发学生的兴趣，并引导他们思考这些技术在未来的发展前景和应用场景。①新能源材料是当前科技领域的热门话题，特别是在全球氣候变化和能源危机的背景下，引入太阳能电池板和锂离子电池等热门技术，可以使学生感受到所学知识与现实生活的紧密联系。②教师可以准备部分太阳能电池板和锂离子电池的实物或模型，向学生展示其外观和工作原理。通过实物展示和动态模型，学生可以更直观地理解这些技术的运作机制。③条件允许的话，教师可以安排部分小型实验，让学生亲手操作太阳能电池板和锂离子电池，体验其工作过程。这将帮助学生更深入地理解这些技术的实际运作。④引导学生思考这些技术在未来的可能发展，讨论它们在环境保护、能源生产、电动汽车等方面的应用前景。这种讨论可以帮助学生培养批判性思维和预测未来的能力。⑤鼓励学生提出他们对这些技术的疑问或看法，通过小组讨论或全班讨论的方式，让学生积极参与，提高课堂互动性。⑥除了技术的优点，也要让学生了解这些技术在实际应用中可能面临的挑战，如成本、效率、环境影响等。这将有助于学生全面了解这些技术，并认识到在将来的职业生涯中可能面临的挑战。⑦课程结束后，教师可以收集学生的反馈，了解他们对这一主题的理解程度以及他们对教学方法的评价，这将有助于教师评估教学效果，为未来的教学提供改进方向。

（八）引导学生自主学习，培养终身学习意识

部分学生没有养成良好的学习习惯，如课前预习、实验后整理等，这会影响实验教学的效果和学生个人素质的提高。为此，教师可以引导学生自主学习，通过布置探究性实验任务、提供实验资源等方式，鼓励学生自主设计实验方案、开展实验探究，培养其终身学习的意识。

例如：为了鼓励学生通过图书馆、网络等途径自主查找资料、设计实验方案，培养其终身学习的意识，教师可以设计部分开放性的实验任务，如探究不同食品中的酸碱度、自制食品添加剂等。①教师可以在讲解酸碱指示剂后，布置上述实验任务，并给予学生一定的时间进行准备。②教师可以通过引导学生利用图书馆、网络等途径自主查找相关资料，了解食品酸碱度对人体的影响、食品添加剂的使用标准等，为实验做好充分准备。③在充分了解相关知识后，学生可以根据所学的酸碱指示剂和pH计的使用方法，自主设计实验方案。教师可以给予一定的指导，帮助学生完善实验方案。④学生按照自己设计的实验方案进行实验，并记录实验数据。在此过程中，教师可以给予必要的帮助和指导。⑤学生完成实验后，需要撰写实验报告，总结实验结果和自己的体会。教师可以选择部分学生的报告进行分享，鼓励学生交流学习，互相启发。⑥教师对学生的实验进行评价，给予反馈和建议。这不仅可以帮助学生更好地理解实验结果，还可以激发他们的学习兴趣和动力，培养其终身学习的意识。

（九）加强实验教学反思，提高教学水平

通过了解学生的学习情况，找出实验教学的问题和不足，有助于教师提高自己的教学水平。为此，教师需要不断反思实验教学过程和效果，总结经验教训，改进教学方法和策略，提高自己的教学水平。同时，也可以与其他教师交流教学经验，共同提高化学实验教学的质量。不仅如此，学生也可以从反思和总结中获得更多的经验和启示，提高自己的实验技能和综合素质。

例如：在完成二氧化碳性质和用途的实验后，教师可以引导学生反思实验过程中出现的问题和不足，总结实验经验教训，同时通过评价表等方式对实验教学过程进行反思和评价，以提高自己的教学水平。①教师可以在实验结束后，组织学生进行小组讨论，让他们分享自己在实验过程中的经验和不足。教师可以将实验过程中出现的问题和不足记录下来，并作为反思的依据。②教师根据实验中出现的问题和不足，总结出实验经验教训，以便于今后改进实验教学。教师可以让学生填写实验报告或讨论总结，提出实验中的问题和建议。③教师可以制订一份评价表，对学生的实验过程进行客观、准确的评价。评价表应包括实验目的、实验操作、实验结果等多个方面。评价表有助于教师更好地了解学生的学习情况，找出实验教学的问题和不足，为今后改进提供依据。④在评价表填写完毕后，教师可以组织学生进行反馈交流，让学生表达对评价表的看法和建议。这有助于教师更好地了解学生的需求和期望，为今后的教学改进提供参考。⑤教师根据学生的反馈和评价表的评价结果，对自己的实验教学过程进行反思和总结。具体而言，教师可以从教学方法、教学内容、实验教学设计等多个方面进行反思，找出存在的问题和不足，提出改进措施。

五、 结论

综上所述，基于学科核心素养的初中化学实验教学策略需要注重情境创设、实验操作、教学方式创新、合作与交流以及实验教学评价等方面。通过这些策略的实施，可以更好地培养学生的科学素养、探究欲望、实践能力和创新精神，促进学生德智体美劳综合素质全面发展。同时，化学教师也需要不断探索和改进实验教学策略，以适应教育改革和发展的需要。

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