学科核心素养引导下的高中化学实验教学策略

【摘要】化学是高中阶段的基础性学科，而实验教学是高中化学教学的重要环节。当前的高中化学实验教学存在学生重视程度不够、创新意识不足、实操能力欠缺等问题。新课程改革背景下，学科核心素养概念的提出为高中化学实验教学指明了方向。文章针对学科核心素养引导下的高中化学实验教学展开探究，从教学目标、教学情境、教学流程、教学指导、教学评价等方面出发，提出具体教学策略，以期为一线教师提供有效参考，提高高中化学教学质量。

【关键词】核心素养；高中化学；实验教学

作者简介：毛用三（1978—），男，安徽省六安市金安区张店中学。

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《标准》）中强调了高中阶段化学学科需要培养的核心素养，包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理和模型认知、实验探究和创新意识、科学精神与社会责任五大方面。作为高中化学教学的重要组成部分，实验教学要充分落实《标准》的要求，以学科核心素养为指导，充分发挥自身价值，切实提升学生的化学核心素养。

一、学科核心素养引导下的高中化学实验教学的重要价值

在核心素养视域下，化学实验不再是单纯的操作练习，而是探究化学原理、解决化学问题的重要手段。通过实验，学生能够更加直观地感受到化学现象的变化，从而增强对化学实验的兴趣和好奇心。此外，教师可以将化学实验与学生的实际生活、社会热点等相结合，让学生充分认识到化学学科的价值以及化学实验在解决问题过程中的重要作用，从而充分发挥化学实验教学的积极作用，激发学生学习化学知识和参与化学实验的兴趣，促使学生在实践中深入理解化学理论知识，提高化学学习效果。

二、学科核心素养引导下的高中化学实验教学策略

（一）依托学科核心素养，明确实验教学目标

在新课程改革背景下，高中化学实验教学的重要前提是依托核心素养要求，明确实验教学目标，以此为教学活动指明方向，为评价活动明确标准。教师可以将总的化学实验教学目标设定为：引导学生从宏观角度辨识实验现象，从微观层面探析化学反应的实质，并要求学生在这一过程中认识和理解化学反应中的变化观念和平衡思想，培养学生的证据推理和模型认知能力，同时注重培养学生的实验探究和创新意识、科学精神和社会责任感［1］。

以人教版高中化学必修二第五章第一节“硫及其化合物”的教学为例。在该节课中，教师需要组织学生开展实验“硫酸、硫酸根离子的检验”。实验开始之前，教师可以设置以下教学目标。

第一，培养学生的宏观辨识与微观探析素养，引导学生充分认识到硫元素在物质中具有同价态这一性质，并能通过实验实现含有不同价态的硫元素物质的相互转化；第二，培养学生的变化观念与平衡思想，促使学生通过实验探究，掌握不同价态含硫物质的转化原理；第三，培养学生的证据推理和模型认知能力，要求学生能够通过实验学习，借助分析、推理等实验方法，从物质类别和硫元素化合价的角度认识硫酸的性质；第四，培养学生的实验探究能力和创新意识，要求学生采用科学、规范的实验操作完成硫酸根离子的检验，并能在实验过程中与他人积极合作，敢于质疑和创新；第五，培养学生的科学精神与社会责任感，在实验过程中培养学生的安全意识和严谨求实的科学态度，促使学生认识到硫、氧化硫等物质在生产中的应用和对生态环境的影响。

综上，科学合理的实验目标对实验教学具有重要的指导作用。在高中化学实验教学中，教师应基于学科核心素养，设置明确的实验教学目标，并在此基础上充分整合实验素材，创设多元实验情境，设计科学实验流程，从而有效引导学生通过化学实验掌握知识原理，运用逻辑推理和科学方法建立模型，提升学生观察、思考和解决问题的能力，促进学生全面发展化学核心素养。

（二）创设实验教学情境，提高实验教学效果

在高中化学实验教学中，创设生动、直观的教学情境，是提升教学效果、促进学生化学核心素养发展的关键途径。具体来说，教师可以结合生活中的实际情境，设计具有启发性和趣味性的化学实验，让学生感受到化学实验的实用性和魅力；也可以在实验开始之前借助多媒体设备播放相关视频，展示正确的实验操作步骤和实验现象，激发学生参与化学实验的兴趣，为学生开展实验做好准备；还可以在化学实验过程中创设问题情境，充分激发学生的好奇心和求知欲，促使学生在内在动机的驱使下积极思考和探究，提高实验教学效果［2］。

以人教版高中化学必修二第六章第一节“化学反应与能量变化”的教学为例。在该节课中，教师需要引导学生通过开展实验“化学反应与电能”，掌握化学能与电能之间转化的实质，理解原电池的概念、构成条件和工作原理，学会判断原电池的正负极，进而学会分析物质化学变化中能量变化与物质微观结构的关系。

首先，教师可通过创设生活情境，让学生了解我们日常生活中使用的主要能源，明白电能主要来自火力发电，是由化学能经过燃烧（即氧化还原反应）间接转化成电能这一过程实现的；其次，教师可以为学生科普火力发电的优缺点，由此引出“能否找到一种装置将化学能直接转化成电能”这一问题，激发学生的实验探究兴趣；再次，教师可以借助多媒体设备，为学生展示原电池实验，使学生调动多重感官，全方位观察实验现象与结果，形成对实验流程与原理的直观认知，为动手实验奠定基础；最后，教师再指导学生开展实验“化学反应与电能”。

综上，在高中化学实验教学中，教师应结合学生的生活实际创设教学情境，利用多媒体技术创设直观、生动的视频情境，让学生充分认识到化学实验的重要性，从而激发实验热情。除此之外，教师还应设置合理的问题情境，引导学生思考，从而提高其实验操作能力和问题解决能力，提高实验教学效果。

（三）设计实验教学流程，融入核心素养要求

在设计化学实验流程时，教师也应将学科核心素养培育要求融入其中。比如，教师可在实验准备、实验操作、实验观察、实验总结等不同阶段中融入核心素养培养目标，制订具体的教学计划，整合实验所需资源，做好学情调查、科学分组等安排，确保实验教学目标的落实［3］。

以人教版高中化学选择性必修一第一章第一节“反应热”的教学为例。在实验“中和反应反应热的测定”中，教师需要引导学生了解实验过程及实验原理，学会根据测定记录的数据计算反应热，并学会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法，培养从微观视角理解化学反应、进行实验探究的能力和尊重科学的态度。

教师可以设计如下实验教学流程。首先，教师可将学生分为不同小组，引导学生思考和交流，初步了解实验原理，明确应该测量的实验数据以及为保证实验准确度可采取的措施。这一环节注重培养学生的科学思维。其次，教师需要让学生领取实验所用到的器材和材料，如简易量热器、量筒、50mL的0.50mol/L盐酸和0.55mol/L NaOH溶液等，并带领学生根据步骤进行实验，分别测量反应物的温度和反应后体系的温度。这一环节注重培养学生的合作探究精神。最后，引导学生制作表格，分别计算三次实验过程中反应前体系的温度和反应后体系的温度的差值，并将三次测量所得温度差的平均值作为计算依据，根据比热容计算反应热。这一环节注重培养学生的实验探究能力和科学态度。

综上，教师应将核心素养培育要求科学地融入实验教学流程的各个环节，使学生具备科学探究与创新意识，提升推理能力和实践能力，树立科学态度和社会责任感，从而有效落实实验教学目标。

（四）科学指导实验过程，促进核心素养发展

在高中化学实验教学中，教师要注重加强科学指导，确保核心素养的有效落实。比如：教师要指导学生正确操作实验器材，鼓励学生在解决问题、探索未知的过程中提出新的问题、新的假设和新的方法，优化实验方案，完成实验操作；指导学生学会在实验中观察、收集记录和分析实验数据，并且能够运用平衡思想来分析和解决化学问题，运用模型知识来解释实验现象、预测化学反应的结果。此外，教师还应该进行示范和讲解，纠正学生的错误操作，指导学生做好实验收尾工作，注意实验安全［4］。

以人教版高中化学必修一第二章第二节“氯及其化合物”的教学为例。在引导学生开展实验“氯气的实验室制法”前，教师需要引导学生回顾初中学过的二氧化碳的实验装置，利用二氧化锰和浓盐酸的反应，选择合适的实验装置制取氯气，再通过对比实验，掌握氯离子的检验方法。

在实验过程中，教师需要重视对学生的实验指导。首先，教师需要引导学生掌握实验室制取氯气的反应式：MnO2+4HCl （浓） △ MnCl2+Cl2↑+2H2O；其次，教师要注意引导学生选择合适的实验材料，如必须用浓盐酸，因为MnO2与稀盐酸不反应；再次，教师要注意引导学生在实验过程中采取科学方法，提升实验结果的准确性和科学性，如为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发；最后，实验结束后，教师还要引导学生先使反应停止并排除装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。

综上，在学科核心素养引导下的高中化学实验教学中，教师要注重科学指导，引导学生扎实掌握实验原理，合理选择实验器材和装置，在实验过程中采取科学方法，顺利完成实验操作，培养学生的科学精神和责任态度。

（五）优化实验评价反馈，落实核心素养目标

在评价的帮助下，学生能够在实验中充分吸取经验和教训，切实提高理论水平与实践技能。因此，教师应结合评价的适应性与动态性特征，以提升学生参与化学学习的主动性和参与实验的积极性为目标，根据学生的学习差异和个性化需求，科学选择评价方法，动态调整评价策略，充分发挥实验教学的价值，促进学生化学核心素养的全面发展［5］。

以人教版高中化学选择性必修三第四章实验活动3“糖类的性质”为例。在该实验活动中，教师要带领学生开展对单糖、二糖、多糖等代表性糖类物质的探究，引导学生进一步加深对葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖类物质性质的认识，使学生掌握科学的检验方法，体验化学实验的乐趣。

具体来说，教师可以从以下方面出发，制订实验评价标准。第一，学生能否通过实验，加深对葡萄糖、蔗糖和淀粉等代表性糖类物质性质的认识，并从宏观和微观视角，掌握认识有机物的基本思路和方法，理解糖类结构及其性质的关系；第二，学生能否通过实验，掌握糖类还原性的检验方法，提升实验探究能力；第三，学生能否通过对葡萄糖性质的预测和探究实验的设计，掌握类比迁移的学习方法，学会运用对多糖的水解反应条件及其产物的检验方法解决实际问题；第四，学生能否通过实验教学，了解生活中有关血糖、糖尿病的相关知识，拓展生活常识，培养科学精神和社会责任感。教师可以根据以上标准，对学生在实验中的表现进行评价，并根据评价结果给予学生及时的反馈和具体的改进建议。

总之，在学科核心素养引导下的高中化学实验教学中，教师应注重评价与反馈的针对性和过程性，关注学生对理论知识的掌握程度与实践应用的能力，关注学生实验操作的规范性及思维方式的逻辑性与创新性，关注学生科学态度和实验精神等核心素养的发展，通过优化实验评价与反馈过程，调整教学策略，以更好地发挥实验教学的价值。

结语

综上所述，在核心素养的引导下开展高中化学实验教学，不仅能够加强学生对化学实验的重视，还能够促使学生深入理解化学知识，充分发挥化学实验的教学价值。在实践中，教师应基于核心素养培养要求，重视实验教学的情境创设和目标设计，将学科核心素养的培养要求融入实验教学的各个环节，并为学生提供科学的实验指导，优化实验评价与反馈流程，促使学生主动参与实验活动，提升实验教学效果，促进学生化学核心素养的发展。

【参考文献】

［1］叶巧燕.核心素养下高中化学实验教学研究与实践［J］.数理化解题研究，2023（36）：131-133.

［2］车耀.基于学科核心素养的高中化学实验教学策略［J］.中国教育学刊，2023（12）：98.

［3］丁景艳.核心素养培养理念下的高中化学实验教学策略探究［J］.高考，2023（31）：6-8.

［4］刘尚峰.学科核心素养在高中化学实验教学中的渗透［J］.数理化解题研究，2023（30）：131-133.

［5］王陈颖.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］.数理化解题研究，2023（27）：107-109.