化学实验学生化学学科核心素养策略

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摘要：为了培养学生的化学学科核心素养，文章首先阐述了高中化学实验教学的重要性，然后分析了高中化学学科核心素养的构成，最后提出了基于化学实验发展学生化学学科核心素养的策略。

关键词：化学学科核心素养；化学实验；高中

化学学科核心素养是指学生立足课程学习逐步获得发展，形成学科特有的必备品质和特质，这些特征包含研究及学习化学学科时逐步发展形成的分析问题及认识客观事物必备的一种关键能力及思维方法，还有在此基础上形成的价值取向与情感态度的总和。各门学科因具有各自的学科特质，从而成为独立的学科，化学学科也不例外，具有其他学科不同的研究任务和认识对象，而这离不开一定的认识方式、能力要求与思维方法。整个高中阶段的化学教学中核心素养培养侧重于提高学生实践能力，以及从实验中形成证据推理意识，并促使其形成求实、创新的良好品质。

一、高中化学实验教学的重要性

教师在应试教育理念的影响下往往采取单一的评价方法，在实际教学中更注重传授知识，过于强调学生对知识的掌握，并不注重发展和培养学生的化学学科核心素养。同时受限于学校条件，实验教学存在“重结果，轻过程”的教学弊端，重视“讲”，轻视“做”[1]。对此，化学教师应当革新教学观念，开展实验教学时要以学生为中心，让学生在学习中自主参与获取知识的过程，循序渐进地提高操作技能。化学的发展过程与化学实验有着不可分割的关系，实验是构成化学基础知识的重要因素，也是切实影响化学学科整体综合发展的关键。在培养学生化学学科核心素养时，化学实验占据相当重要的地位，教师可以借助实验让教材中复杂的知识直观地呈现在学生面前，从而促使学生透彻地理解，直至掌握所学知识，同时通过化学实验能创设教学情境，激发学生的学习兴趣，让学生的思维能力不断拓展，从而形成更科学的态度及价值观[2]。

二、高中化学学科核心素养的构成

核心素养指学生学习期间逐步积累并构成有利于自身发展及终身发展所必须具备的关键能力与品格。化学实验改革要求教师在教学中以学生为中心，并调动学生自主探究和探索的积极性。现阶段高中教学有了新要求，即不仅要提高学生的学科专业素养，还要注重培养学生的品格和能力。在高中化学教学中融入核心素养教育，不仅能够帮助学生树立正确的三观，还可以激发学生自主学习的主动性，进而有效提高学生的化学学科核心素养。化学学科核心素养可概括为5个维度，即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、科学态度与社会责任，其具体内涵和相互关系如表1所示[3]。受到传统教育理念的影响，高中化学课堂教学过于注重理论知识的讲授，对高中化学实验教学的重视远远不足。高中阶段是学生学习知识和提高自身综合素质的主要阶段。因此在进行高中化学教学时，教师要将培养学生化学学科核心素养当作重点内容，这样既可以达到预期的课堂教学目的，还可以为学生日后的学习奠定良好基础。教师在化学实验教学中一定要尽量将化学知识与核心素养融合，以此在加强学生对课堂教学内容了解和掌握的同时，提高课堂教学效果[4]。

三、基于化学实验发展学生化学学科核心素养的策略

高中化学教师应积极打破以往传统的教育模式，加强对高中化学实验教学的重视，通过核心素养的5个维度，在以实验课程为主的教学模式下，对学生进行有效的知识传递，使学生在理解化学知识的同时，能够通过化学实验灵活地运用所学知识，逐渐深化对知识的掌握，进而能够在实际课堂实验教学中，更加高效地完成化学学习任务。

（一）设法激发兴趣，提升化学实验过程的趣味性

化学学科的基础在于实验，教师通过实验调动学生动手操作能力和实践能力，有利于学生全面发展。因此在开展教学工作过程中，教师需要在条件允许的情况下适当增加开放性实验的比重，调动学生参与实践活动的积极性，以此培养学生的实践能力，这样也能对培养学生良好的思考能力和观察能力起到促进作用。对此，教师可以通过不断提出问题的方式激发学生的好奇心，促使学生主动完成对知识的学习，让其在化学实验课程中认真观察、深入思考并勇敢实践。在自主学习的过程中，学生更能体会到实验的乐趣，进而激发学科学习兴趣，为后续的深入学习打好基础。以“钠及其化合物”的教学为例，在课堂引入时，教师可以给学生变个小魔术：“同学们你们相信用水能把酒精灯点着吗？”在学生已有的认知里，水是用来灭火的，这个说法和已有认知产生的冲突能立刻激起学生强烈的兴趣，这时教师可展示酒精灯、胶头滴管、盛水的烧杯。由于部分学生认为教师在水上做了“文章”，故教师可以在教室里随机找个学生的水杯现场取水。实验中，教师用胶头滴管在酒精灯灯芯上滴上2~3滴水，几秒钟后，酒精灯突然燃起来。这个结果让学生吃惊不已，也激起学生强烈的求知欲，使其带着这个大大的疑问，进入对钠性质的学习[5]。又如，在“原电池”教学中，在学生初步了解了原电池的工作原理后，教师可组织学生设计“水果电池”。“水果电池”是一个常见的科普课题，对于许多高一学生来说，既熟悉又陌生，熟悉的是形式，陌生的是原理。教师应指导学生利用常见的各种水果设计原电池，要求学生尽可能多地设计出能使电流计发生偏转的装置，并自己动手组装。同时，教师可建立比赛机制，看谁设计的原电池电流强，这就大大激发了学生探究的兴趣。教师通过化学实验落实学生学习的主体地位，可调动学生学习的积极性，使其进一步探究原电池的构成要素，从而激发了学生的学习兴趣[6]。

（二）注重引导观察，培养宏观辨识与微观探析素养

化学实验教学过程中，教师要着重通过引导观察，培养学生的宏观辨识与微观探析素养。教学过程中，教师要使学生能通过观察对某一条件下物质形态变化的宏观现象进行辨识，从而掌握基础的物质变化分类的方法，学会借助符号对物质及其变化进行表征。在实验教学过程中，教师要引导学生由现象探究本质，确保学生在学习化学学科时学会以宏观实验现象为基础对现象微观原因进行分析，从而从感性认识向理性认识转变[7]。仍以“钠及其化合物”实验教学为例，教师可演示“钠与水反应”或在保证学生安全开展实验的基础上让学生自主实验，使学生观察并总结出“浮、熔、游、响、红”的实验现象，再引导学生从微观层面分析产生这些现象的原因。通过这个实验，培养了学生观察、描述、分析、归纳总结实验现象并从微观角度解释实验现象的能力。通过以上具体内容，学生就能在学习化学学科时学会从微观和宏观的角度更好地分析与解决问题。

（三）深入分析，培育变化观念与平衡思想素养

化学实验教学过程中，教师要引导学生深入分析实验过程和现象，培育变化观念与平衡思想素养。教学过程中，教师要使学生能认识到物质是在不断运动的，物质的变化是有条件的，并遵循一定规律，从而能多角度、动态地分析化学变化。教师在实验教学过程中要善于应用变化观念与平衡的思想，以此引导学生，让学生在学习前学会从多元化的角度对化学变化进行分析，如质变、量变，或者外因和内因，学会以动态平衡和发展联系的观点对化学反应进行全面认识[8]。以“钠及其化合物”实验教学为例，学生在用小刀切开钠时，不仅能感受到钠这种金属的硬度与生活中常见的金属不同，还能看到银白色的金属光泽迅速变暗。然后学生把钠放在坩埚里加热，可观察到钠先熔化，然后剧烈燃烧，生成黄色物质。面对此现象，学生可从氧气和金属钠在不同条件下发生不同的反应，以及反应产物不同的实验中，深刻意识到化学变化发生的前提在于一定的条件，不同条件下产物可能不同，如此深化对钠的认识。

（四）假设推理，形成证据推理与模型认知素养

化学实验教学过程中，教师要使学生学会应用假设推理形成证据推理与模型认知素养。教学过程中，教师要使学生掌握收集证据的方法，并假设物质变化和物质的性质。从学生发展的角度分析，证据推理与模型认知素养有利于其在日常生活中学会从多个方面对事物发展规律进行研究，进而实现全面发展。例如，在学生学习完“钠及其化合物”的理论基础上，教师要积极地组织学生进行实验，探究镁和水的反应、镁和酸的反应、铁和水蒸气的反应等。教师要注意在实验中时时刻提醒学生对实验过程进行观察，全面收集实验证据，并对实验可能的结果进行推理。借助这些实验，学生可以总结出活泼金属和水或酸反应的特点与性质。基于实验证据进行分析和推理，教师要逐步引导学生认识化学反应的本质，建立化学反应模型，以便使其更好地了解到解释化学现象和揭示化学的本质中模型发挥的重要作用。

（五）问题探究，提升实验探究与创新意识素养

化学实验教学过程中，教师要引导学生对问题不断探究，提升实验探究与创新意识素养。具体教学过程中，教师要使学生学会发现并提出有价值的化学问题，并以探究目的为基础对实验方案进行优化设计，之后开展实验，并对观察和记录的信息进行加工，最后总结出相应的结论。如在钠与水的实验中，根据钠块游来游去的现象，学生认识到这个过程中有气体产生，并结合元素守恒定理对该气体进行推测，之后通过实验对提出的猜想进行验证。又如，在“原电池”学习中，通过单液铜锌原电池实验，学生观察到不但铜极有气泡，锌极也有气泡产生；接入电流计后发现，指针刚开始偏转角度很大，过一会偏转角度逐渐减小。教师要引导学生从实验现象发现问题，再进一步设计探究方案，进行创新实验探究。在安排学生开展实验之后，教师应积极帮助学生做实验，以学习者的身份帮助学生更好地形成探究意识。教师开展实验探究时，应将安全问题放在首位，重点发展学生的创新实验意识及能力，在这个过程中并不是让学生在实验时按部就班，而是要引导学生在学习中以实验理论为基础进行创新，进一步培养学生的创新意识和实验探究能力。若教师在开展实验探究活动时，采用了多平台且系统进行，能让学生在学习中掌握实验探究活动的思维模式，且进一步能让学生在实验探究中更好地认识、理解和应用化学知识。

（六）总结升华，深化科学精神与社会责任素养

化学实验教学过程中，教师要引导学生针对实验结果不断进行总结升华，从而使其科学精神与社会责任素养不断深化。教学过程中，教师要使学生举一反三，透过现象看本质，从而形成实事求是和严谨的科学态度及终身学习的意识。教育的目的在于培养更多社会所需的人才，因此为了增强学生的社会责任感，并培养其积极严谨的学习习惯，教师要以社会热点问题为基础引导学生判断，让学生学会应用化学知识，这是学习化学学科最高的价值追求。如在“钠及其化合物”的教学中，当学生深入了解钠的性质后，教师可引导其再思考此节课的导入环节，看学生能不能揭秘魔术。此时会有学生想到，教师是在酒精灯灯芯处做了“文章”：灯芯处埋了一颗小小的钠。钠与水剧烈反应，放热并生成氢气，进而点燃了酒精灯。一颗小小的金属钠遇见水居然会着火的情况会让学生意识到钠是一种危险品，此时教师可再引导学生想一想：“工厂和实验室应如何保存钠？工厂或者实验室钠着火或储存有钠的仓库着火，还能用常规的手段———水来灭火吗？”学生对这些问题进行了思考，之后在关注钠着火这类新闻事件时，就会从化学的角度，带着一种科学的态度思考着火原因。又如，“原电池”教学中，在学生学习了原电池的工作原理后，教师可告诉学生：“我们所讲的原电池是一个非常理想化的模型，产生的电流电压都不足以在实践中应用，而科学家利用原电池原理设计出能满足人类现实需要的理想化学电源，如二次电池、锂离子电池、燃料电池等。同时，基于人类需求和创意的推动，科学家也在不断设计更优异的新型电池，这些新的电池给我们的生活带来了极大的便利，也正在改变我们的生活方式。”

四、结语

江敏在《在实验中展现化学的魅力———宏观中的微观和微观中的宏观》[9]一文中提到：发挥实验的作用冲击学生的感性认识，让学生形成理性认识，从而更好地感悟和触动体验的过程。每个化学教师在教学中都要意识到实验是化学学科的基础，借助实验可激发学生学习化学的积极性，对学生创新意识及探究意识进行启迪，从而充分发展学生的化学学科核心素养。同时，若教学条件可以满足学生的实验需求，教师要积极引导学生做实验；若教学条件满足不了学生参与实验的需要，教师则要积极改进和创新实验，创设“微型实验”，以确保每个学生都能在实验中发展自身的化学学科核心素养[10]。

作者:李永洛 张莹莹 单位:河南省洛阳市第三中学