核心素养下高中化学实验课教学研究

摘 要：为了深入探究核心素养下的高中化学实验课教学，文章以“钠的几种化合物”为例，首先分析了化学实验课教学的价值，其次对高中化学核心素养进行了基本概述，最后提出了具体的实验教学策略，包括以学生为主体的探究式教学、强调证据推理与模型认知、注重科学探究与创新意识的培养等。研究表明，核心素养下的高中化学实验课教学方法的综合应用有效促进了学生多方面能力的培养，这一研究为未来高中化学实验教学提供了有益的经验和启示。

关键词：核心素养；高中化学；实验课教学

随着社会的发展，核心素养逐渐成为教育领域的关键词之一，强调学生在知识、能力、品德等多个方面的发展。在高中化学教育中，实验课作为知识巩固和能力培养的关键环节，其教学方法对学生核心素养的培养具有至关重要的影响。传统的化学实验教学往往偏重于知识传授和操作技能的训练，而较少关注学生的实践能力、创新意识以及对科学的深刻理解。因此，如何在高中化学实验课程中更好地注重核心素养培养，成为当前高中化学教学改革中一个亟待解决的问题。

一、高中化学实验课教学的价值

（一）提高学生实践能力和动手技能

通过实验，学生能够直接参与化学现象的观察和操作，将抽象的理论知识转化为实际的经验。例如，在“钠的几种化合物”实验中，学生需要仔细测量、混合溶液、观察反应现象，这种实践性学习不仅深化了学生对化学概念的理解，而且锻炼了他们的动手技能。从操作玻璃仪器到掌握实验步骤，学生在实践中逐渐提高对化学实验的熟练度。这为将来从事相关专业或职业奠定了坚实的基础，使他们更具备解决实际问题的能力。

（二）培养学生的团队协作与沟通能力

在实验课程中，学生通常需要组成小组，共同完成实验任务，这种合作机制促使他们学会共同协作、分工合作，共同面对实验中的挑战。通过这种团队合作，学生不仅能够分享彼此的知识和技能，还能够在集体努力中共同解决问题。在实验中，团队成员之间需要有效的沟通才能确保实验的顺利进行。学生需要明确分工，交流实验过程中的观察和发现，解决实验中出现的问题。这样的沟通过程不仅锻炼了学生表达和倾听能力，还培养了他们在协作中的相互理解和信任，为未来的团队合作打下坚实的基础。通过团队合作，学生还能够感受到集体智慧的力量，体会到团队中每个成员的重要性。这有助于培养学生的团队协作精神，为他们综合素质和人际交往能力的提升提供有力支持，使他们在未来的学业和职业中更好地适应团队合作环境。

（三）激发学生的兴趣和创新潜力

高中化学实验课不仅是理论知识的实践，更重要的是其在激发学生兴趣和创新潜力方面的作用。通过亲身参与实验，学生能够直观地感受化学现象，从而激发对化学学科的浓厚兴趣。例如，在观察某些反应时，学生可能会目睹引人入胜的颜色变化、气体释放等现象，这种视觉和感觉上的冲击往往会深深吸引他们。实验课程同时也为学生提供了自由探索的空间，让他们能够在实验中发现一些新奇的现象或规律，从而激发其创新潜力。通过面对实验中的未知情境，学生需要动脑筋、发挥灵活思维，培养解决问题的能力。这样的创新性学习体验不仅让学生在实验中享受到乐趣，也激发了他们对化学科学更深层次的思考和追求。另外，在实验中，学生还可能因为观察到意外现象而产生独立思考的动力，促使他们提出问题、寻找答案，进而培养创新思维。

二、高中化学核心素养概述

高中化学核心素养涵盖了宏观辨识与微观探析、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，以及科学态度与社会责任五个方面。

在宏观辨识与微观探析方面，学生通过实验和理论学习，能够将宏观世界中的化学现象与微观粒子层面的结构相联系，拓展对物质性质与行为的理解。

变化观念与平衡思想的培养使学生更深刻地理解化学反应的动态性质。通过学习平衡反应和反应速率等概念，学生能够形成对反应过程中物质变化的动态平衡的认识，为后续学科的深入学习奠定基础。

在证据推理与模型认知方面，学生学会从实验数据出发，运用科学方法进行合理的推理，建立模型来解释观察到的现象，这可以培养他们的逻辑思维和实证研究能力，使其具备分析和解决实际问题的能力。

科学探究与创新意识的强调使学习不仅是知识的传递，更注重培养学生主动提出问题、进行实验和发展新的想法的能力，这有助于激发学生的创新潜力，培养他们对科学探究的热情和持久的兴趣。

科学态度与社会责任的强调使学生在学习中形成谨慎、严谨的科学态度，认识到科学的发展与社会的进步密切相关。同时，学生也应该具备将科学知识应用于解决实际问题的社会责任感，意识到科学家的研究与创新对社会发展的积极作用。

三、核心素养下的高中化学实验课教学策略

（一）以学生为主体的探究式教学

引导学生亲自参与实验设计与操作，能够强化对学生核心素养的培育。以过氧化钠的实验为例，首先，教师通过合理分组，引导学生进行系统化的实验探究，以深化学生对过氧化钠性质的理解。在实验操作中，学生将取1～2克过氧化钠固体并将其置于试管中，接着滴入1～2毫升水，迅速使用带有火星的木条插入试管内。在此过程中，学生需细致观察并检验所产生的气体，同时轻轻触摸试管外壁，以获取关于反应的额外信息。随后，学生需要在溶液中滴入酚酞溶液，以判断溶液的酸碱性。在实验进行的过程中，学生能够观察到气体释放、试管外壁温度变化以及溶液颜色的变化。通过实验数据的收集，最终得到结论：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。

这一实验设计旨在培养学生的观察、实验操作和数据分析能力。实验中学生需注意掌握火星木条的使用方法，及时观察气体生成情况，并在实验结论中将观察到的现象与化学反应方程式相联系。学生在小组中相互合作，分享实验数据，激发了团队协作与沟通能力。此外，实验中的变量调控和对实验现象的观察，促使学生形成科学推理和模型认知的能力。以学生为主体的探究式教学，培养了他们的实践能力、团队协作与沟通能力，以及科学探究与创新意识，符合高中化学核心素养培养的要求。

（二）强调证据推理与模型认知

通过证据推理与模型认知，学生能够形成对化学现象的合理解释，对化学现象和物质性质有更加深入的认识。比如在探究燃烧条件和机理的实验中，首先，取一团脱脂棉花置于石棉网上，取1小勺过氧化钠固体并用棉花包裹起来，然后用长导管向棉花中过氧化钠部位缓缓吹气，观察实验现象。

在这个实验中，学生将过氧化钠与脱脂棉花进行反应，观察实验现象，结合教师从燃烧条件出发的分析，能够深刻理解棉花燃烧的原因。在实验中，教师需要注重实验的解释，比如棉花燃烧是由于反应放热使棉花温度达到着火点，同时反应产生的氧气助燃。进一步，教师要指导学生注意到，反应还生成了另一种物质Na2CO3。这一过程中，学生通过实验现象观察到棉花的燃烧，并从中获得了实验数据。在教师的引导下，学生需要进行证据推理，理解燃烧的条件和机理。通过模型认知，学生将实验现象与化学反应方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2联系起来。这种强调证据推理与模型认知的教学方法，有助于学生更全面、深刻地理解化学概念，同时培养他们的科学思维和实验分析的能力。

（三）注重科学探究与创新意识的培养

科学探究与创新意识的培养旨在通过实验课程激发学生的好奇心、探究欲望，培养其主动学习和创新思维。科学探究与创新意识培养的目标是使学生熟练掌握已知的理论知识，更能运用所学知识主动解决实际问题，培养他们对科学事业的独立热情与深刻理解。

在具体实践中，首先，要引导学生设计实验方案。教师需要鼓励学生在一定的实验框架内，提出自己感兴趣的问题，并设计实验方案来解决。例如，在“钠的几种化合物”教学中，教师可以引导学生思考不同钠化合物的反应特性，并设计实验来验证他们的猜想，这样的实践有助于培养学生独立思考和实验设计的能力。其次，要推崇开放性实验设计。教师需要提供一定的实验条件和材料，鼓励学生自由组合、创新设计实验。例如，学生可以根据所学化学知识，自行选择实验条件和方法，探索有关钠的特性的更多实验现象，这样的开放性实验设计有助于培养学生对问题的灵活解决能力和创新思维。最后，引入科学项目研究。鼓励学生进行深入的科学项目研究，解决实际问题。在“钠的几种化合物”教学中，学生可以选择一个特定的应用领域，如环境科学或工业生产，通过深入研究和实验，解决相关问题，这样的项目研究不仅可以培养学生的实际问题解决能力，还有助于将所学知识应用到实际场景中。

（四）培养科学态度与社会责任

培养科学态度与社会责任在高中化学实验课中至关重要，这旨在培养学生对科学研究和实验的敬畏之心，使其具备将科学知识应用于社会问题解决的能力。这一过程中，学生需要树立负责任的科学态度，并认识到科学家的研究对社会发展的积极作用。培养科学态度与社会责任需要通过实验设计和教学引导，将学生的实践经验与社会责任相结合，促使其在未来的科学实践中具备关爱社会的使命感。

首先，在实验设计中要强调实验的安全性和环保性。在进行钠的几种化合物的教学实验时，学生需明确实验操作的风险，并学习采取适当的安全措施，对此，教师要引导学生思考实验操作对环境可能产生的影响，并鼓励他们采用环保的实验方法。其次，通过对实验数据的分析和讨论，引导学生认识到科学实验不仅是对知识的检验，更是为了解决实际问题。例如，在分析钠的几种化合物实验数据时，教师可以与学生一同思考这些化合物在工业生产中的应用，以及可能的环境影响。通过这样的教学引导，学生将能够认识到科学研究对社会的实际贡献。最后，通过提出具体的社会问题，鼓励学生运用所学化学知识进行解决。在钠的几种化合物实验教学中，教师可以引导学生思考与化合物相关的环境问题，如废水处理中可能出现的化学反应，通过这样的思考和实验设计，学生将更好地理解科学与社会的关联，培养解决实际问题的科学态度与社会责任感。

（五）融合信息技术与实验教学

信息技术的引入能够丰富实验内容，增强学生对实验过程的理解，并为他们提供更广阔的学科视野。通过结合虚拟实验、模拟软件等现代技术工具，学生可以在更安全、丰富的环境中进行实验探究，这可以培养其实验技能和科学思维。

首先，在化学实验课中，教师可以引入虚拟实验软件，让学生在计算机上进行模拟实验，观察化学反应过程，调整实验条件，无需真实物质即提高了实验的灵活性和安全性。例如，对“钠的几种化合物”教学，可以通过虚拟实验软件模拟不同条件下钠与其他元素的反应，让学生更深入地理解反应机制。其次，教师应该通过多媒体投影仪或在线教学平台，呈现丰富的实验视频、反应动画等内容，使学生能够在视觉上更清晰地理解实验过程。比如在进行“钠与不同酸碱溶液反应”的相关实验中，教师就可以运用多媒体设备，通过展示钠与不同酸碱溶液反应的视频，让学生更加生动地了解化学反应的实际过程。最后，教师还可以引入电子实验记录系统，鼓励学生使用智能设备记录实验数据、绘制实验图表，并进行数据分析，这不仅可以提高学生对实验数据的处理能力，还可以培养他们使用现代科技进行科学研究的技能。例如，学生在“钠的几种化合物”实验中可以使用电子表格软件记录反应结果，轻松绘制反应趋势图。

融合信息技术与实验教学，不仅能够提升学生的学科水平，还能够锤炼其信息技术应用能力，这样的教学有助于将传统实验教学与现代科技手段有机结合，创造更具启发性和互动性的学习环境。

综上所述，核心素养下的高中化学实验课教学在培养学生多方面能力方面具有显著的优势和潜力。要实现核心素养下高中化学实验课教学效率的全面提升，教师还需要进行更深入的研究和使用更创新的教学手段。未来的教学改革中，教育工作者需要不断总结实践经验，借鉴先进教育理念，进一步完善实验设计，提高实验教学的效果。

参考文献：

［1］ 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.

［2］ 李涯红. 发展学科核心素养视域下的高中化学实验教学策略分析［J］. 考试周刊，2021（96）：103-105.

［3］ 廖艳琴. 学科核心素养视角下的高中化学实验课教学策略解析［J］. 学周刊，2020（29）：23-24.

（责任编辑：郑 畅）