衣忠利

摘 要：隨著教育理念的變革，核心素養(yǎng)已成為教育改革的核心。高中化學(xué)教育作為重要的基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略亟須與時俱進(jìn)，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。本文從宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神與社會責(zé)任五個核心角度出發(fā)，探討具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。通過有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，我們不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)知識和技能，更能激發(fā)他們的創(chuàng)新意識、批判性思維和社會責(zé)任感。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

核心素養(yǎng)作為新時代教育的重要理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)科知識之外的綜合能力的培養(yǎng)，如批判性思維、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新能力等[1]。高中化學(xué)作為科學(xué)教育的核心學(xué)科，它不僅承載著知識的傳授，更應(yīng)當(dāng)成為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要陣地。實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是化學(xué)教育的重要組成部分，它通過直觀的實(shí)踐活動，使學(xué)生能夠深入理解化學(xué)知識，培養(yǎng)實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。但是，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式往往注重操作技能的訓(xùn)練，忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面的重要作用。如何在核心素養(yǎng)背景下重新審視和調(diào)整高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使其不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)知識和技能，還能有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是當(dāng)前教育研究和教育實(shí)踐面臨的重要課題。

一、高中化學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)容

（一）宏觀辨識與微觀探析

宏觀辨識與微觀探析是高中化學(xué)核心素養(yǎng)的首要領(lǐng)域。在日常生活中，我們觀察到的物質(zhì)現(xiàn)象都是在宏觀層面上的，例如：物質(zhì)的性質(zhì)、顏色、狀態(tài)等。然而，這些宏觀現(xiàn)象背后是由無數(shù)微觀粒子——原子、分子、離子等組成的微觀世界所驅(qū)動的。要真正理解化學(xué)，學(xué)生需要能夠在宏觀與微觀之間建立橋梁，從而深入了解物質(zhì)的本質(zhì)。宏觀辨識主要關(guān)注學(xué)生對外部觀察到的化學(xué)性質(zhì)和變化的認(rèn)知，如物質(zhì)的顏色、氣味、密度等。學(xué)生需要培養(yǎng)對這些宏觀性質(zhì)的敏感度，以便在實(shí)驗(yàn)中快速、準(zhǔn)確地獲取和解釋數(shù)據(jù)。而微觀探析則涉及對化學(xué)反應(yīng)背后的微觀機(jī)制的理解。如當(dāng)鐵與氧反應(yīng)生成鐵銹時，宏觀層面上我們觀察到的是鐵的顏色和性質(zhì)的變化，而微觀層面上，這是由鐵和氧的原子重新組合為鐵氧化物分子所導(dǎo)致的。

（二）變化觀念與平衡思想

變化是化學(xué)的核心。物質(zhì)之間的互相作用和轉(zhuǎn)化構(gòu)成了化學(xué)的基礎(chǔ)，而平衡思想則是對這些變化的一個重要的認(rèn)識和描述。變化觀念強(qiáng)調(diào)物質(zhì)在某些條件下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。這種轉(zhuǎn)化可以是完全的，也可以是部分的，但總體上，它反映了物質(zhì)的固有性質(zhì)和其在特定條件下的行為。平衡思想則更為深入，它考慮了反應(yīng)在某一時刻的狀態(tài)，即當(dāng)前的物質(zhì)組成與其可能達(dá)到的最終狀態(tài)之間的關(guān)系。在許多化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物同時存在，它們在一定條件下達(dá)到一種動態(tài)平衡，即反應(yīng)前進(jìn)的速率與反應(yīng)后退的速率相等。理解這種動態(tài)平衡對于學(xué)生預(yù)測和控制化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程至關(guān)重要。

（三）證據(jù)推理與模型認(rèn)知

化學(xué)科學(xué)是一個嚴(yán)密而邏輯的學(xué)科，它依賴于觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和證據(jù)來形成理論和結(jié)論。證據(jù)推理能力是指從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取信息，并據(jù)此進(jìn)行推斷和解釋的能力。模型認(rèn)知在化學(xué)中也扮演著至關(guān)重要的角色。模型是對現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象的簡化和抽象，它幫助我們理解和解釋這些現(xiàn)象。如原子模型、分子模型、電子云模型等，都是對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的描述。這些模型為我們提供了一種框架，使我們能夠更好地理解和解釋化學(xué)現(xiàn)象。學(xué)生需要理解這些模型的意義和局限性，并學(xué)會如何使用它們來解釋和預(yù)測化學(xué)現(xiàn)象。

（四）科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

科學(xué)探究是科學(xué)發(fā)展的動力，它是一種對未知的追求和探索的過程。在高中化學(xué)教育中，科學(xué)探究不僅是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和方法的過程，更是培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、提出問題和解決問題能力的過程。創(chuàng)新意識則是推動科學(xué)前進(jìn)的內(nèi)在動力。在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，創(chuàng)新已成為每個領(lǐng)域的核心競爭力。高中化學(xué)教育應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵他們跳出傳統(tǒng)框架，對已知知識進(jìn)行批判性思考，提出新的問題和觀點(diǎn)。

（五）科學(xué)精神與社會責(zé)任

科學(xué)精神不僅是對真理的追求，它還體現(xiàn)了一種對待世界的態(tài)度，這種態(tài)度基于客觀、批判性和開放性的思考。在高中化學(xué)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神意味著鼓勵他們對所學(xué)內(nèi)容持懷疑態(tài)度，不盲目接受，而是通過實(shí)驗(yàn)和證據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。這也意味著培養(yǎng)學(xué)生在面對不確定性和復(fù)雜性時，能夠堅(jiān)持追求真理，不被固有觀念或偏見所束縛。隨著科技的進(jìn)步，化學(xué)在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，從醫(yī)藥、食品、能源到環(huán)境保護(hù)等各個領(lǐng)域，這也意味著化學(xué)家和化學(xué)工作者承擔(dān)著越來越大的社會責(zé)任，他們的決策和行為不僅影響到科學(xué)界，還直接影響到公眾的健康、安全和福祉。

二、核心素養(yǎng)背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（一）缺乏豐富的教學(xué)方法和先進(jìn)的教學(xué)理念

在當(dāng)前的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，許多學(xué)校和教師仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，這種方法往往重視知識的傳授而忽略了學(xué)生的主體性[2]。盡管化學(xué)實(shí)驗(yàn)本身就是一種強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和操作的教學(xué)形式，但在很多情況下，學(xué)生仍然被動地跟隨教師或教材的指引，而不是真正地進(jìn)行獨(dú)立探索和實(shí)驗(yàn)，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難滿足當(dāng)前核心素養(yǎng)教育的要求。在核心素養(yǎng)背景下，教學(xué)不僅僅是知識的傳授，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力、態(tài)度和價值觀。

（二）教學(xué)課堂核心素養(yǎng)滲透不足

在核心素養(yǎng)背景下，高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)不僅僅是讓學(xué)生掌握化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能，更重要的是培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)，如批判性思維、問題解決能力和創(chuàng)新意識等[3]。然而，當(dāng)前的教學(xué)課堂中，這些核心素養(yǎng)的滲透和培養(yǎng)往往不足。一方面，很多教師仍然過于重視知識的傳授，而忽略了對學(xué)生能力的培養(yǎng)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，教師可能過分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的操作步驟和結(jié)果，而忽視了培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和推理能力。另一方面，教學(xué)課堂中的活動和任務(wù)往往缺乏真實(shí)性和挑戰(zhàn)性，使學(xué)生難以在實(shí)際情境中應(yīng)用和發(fā)展他們的核心素養(yǎng)。如很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)可能僅僅是為了驗(yàn)證某個已知的理論或現(xiàn)象，而不是真正地探究未知的問題或創(chuàng)造新的知識。

（三）理論講解為主，趣味性不足

化學(xué)作為一門研究物質(zhì)變化和性質(zhì)的學(xué)科，本身就充滿了神奇和趣味。從顏色的變化到氣體的產(chǎn)生，從熱量的釋放到晶體的形成，每一個化學(xué)反應(yīng)都可以為學(xué)生展示一個充滿奇跡的微觀世界。但是，當(dāng)這些生動有趣的反應(yīng)和現(xiàn)象被大量的理論知識和公式所淹沒，當(dāng)實(shí)驗(yàn)變成了單純的步驟操作和結(jié)果記錄，學(xué)生的好奇心和探索欲望自然會受到打壓。更為嚴(yán)重的是，這種重視理論而忽視實(shí)踐的教學(xué)模式，往往使得學(xué)生對化學(xué)產(chǎn)生誤解。他們可能會認(rèn)為化學(xué)只是一堆難以理解的公式和定律，而非一個可以通過實(shí)驗(yàn)和探索來認(rèn)識和應(yīng)用的學(xué)科。這種誤解不僅影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，也限制了他們對化學(xué)的深入理解和應(yīng)用。

三、核心素養(yǎng)背景下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

（一）基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的素養(yǎng)

為了真正培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析的素養(yǎng)，教師應(yīng)當(dāng)更為注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計和引導(dǎo)[4]，而不是單純地讓學(xué)生按照既定的步驟操作，應(yīng)當(dāng)鼓勵他們自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)、提出問題和假設(shè)、選擇合適的方法和條件，甚至創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。此外，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不僅僅關(guān)注結(jié)果，更重要的是培養(yǎng)他們的觀察、分析和推理能力，使他們能夠從宏觀到微觀，深入探究化學(xué)的本質(zhì)和奧秘。

例如：在學(xué)習(xí)“乙烯”時，教師可以先向?qū)W生展示熟蘋果催熟的獼猴桃的圖片，并為學(xué)生闡述熟蘋果之所以可以催熟獼猴桃，是由于熟蘋果會釋放一種氣體——乙烯，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識到乙烯在生活中的重要宏觀表現(xiàn)。然后，教師通過收集好的乙烯的試管展示，讓學(xué)生觀察乙烯的顏色、狀態(tài)以及氣味，以觀察的方式讓學(xué)生了解乙烯的宏觀現(xiàn)象。最后，教師通過實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生認(rèn)識乙烯的化學(xué)性質(zhì)。將收集好的乙烯氣體點(diǎn)燃觀察現(xiàn)象，會發(fā)現(xiàn)乙烯燃燒出現(xiàn)黑煙，這是因?yàn)楹剂康脑黾釉斐傻?，以此讓學(xué)生寫出乙烯燃燒的化學(xué)方程式：。通過觀察實(shí)驗(yàn)的宏觀現(xiàn)象，并結(jié)合微觀符號的表征，讓學(xué)生更好地掌握乙烯燃燒的變化過程以及特征。

（二）基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的素養(yǎng)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供一個真實(shí)和直觀的平臺，使他們能夠親身體驗(yàn)和觀察各種化學(xué)變化，從而深化對變化和平衡的理解。為了培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念與平衡思想的素養(yǎng)，教師應(yīng)更為注重實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，而不是僅僅滿足于讓學(xué)生完成一個簡單的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)鼓勵他們探究不同的變量對變化和平衡的影響，比如溫度、壓力、濃度和催化劑等。此外，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用和驗(yàn)證各種化學(xué)原理和定律，如勒夏特列原理、動態(tài)平衡原理和反應(yīng)速率定律等，使他們能夠從實(shí)踐中深化對變化和平衡的理解，培養(yǎng)他們的思考和應(yīng)用能力。

例如：在學(xué)習(xí)“離子反應(yīng)與鹽類水解”時，為了讓學(xué)生了解離子在水溶液中的變化過程，教師可以以微課的形式，讓整個變化過程以視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，從而讓學(xué)生更加直觀地了解離子方程式，為學(xué)生講解鹽溶液酸堿性不同的原理，促使學(xué)生不斷加強(qiáng)對鹽類水解規(guī)律的認(rèn)知，從而充分地掌握水解反應(yīng)的方法。在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)時，教師可以通過實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生對電離平衡的動態(tài)性形成一定的認(rèn)識。在加入其他酸堿度的陰離子或陽離子后，電離的環(huán)境會發(fā)生一定的變化，從而使得電離平衡受到破壞。但是在一定時間后，這種新的平衡點(diǎn)會再次找到。通過這樣的方式，讓學(xué)生了解變化性的重要性，任何運(yùn)動都會具有一定的變化，但也會遵循一定的規(guī)律。

（三）基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的素養(yǎng)

在高中化學(xué)教學(xué)中，能夠基于證據(jù)進(jìn)行推理并建立認(rèn)知模型是至關(guān)重要的。化學(xué)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了一個寶貴的機(jī)會，使他們能夠直觀地收集證據(jù)，然后基于這些證據(jù)進(jìn)行邏輯推理，從而建立或認(rèn)知相關(guān)的化學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)不僅可以用來驗(yàn)證理論知識，更重要的是為學(xué)生提供了推理的基礎(chǔ)，在推理的過程中，模型的認(rèn)知和建立則尤為關(guān)鍵?；瘜W(xué)模型為學(xué)生提供了一個框架，幫助他們更好地理解和解釋化學(xué)現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生不僅可以驗(yàn)證這些模型，還可以基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和證據(jù)，對模型進(jìn)行修正或建立新的模型。

例如：在學(xué)習(xí)“乙醇”時，教師可以先將酒文化引入課堂，向?qū)W生展示乙醇。以學(xué)生對酒精的基礎(chǔ)認(rèn)知，來分析乙醇的基本性質(zhì)。在乙醇分析式的基礎(chǔ)上，研究乙醇的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行證明推理的過程中，乙醇可能存在兩種結(jié)構(gòu)，但這需要實(shí)驗(yàn)證明，才能得出乙醇的真正分子結(jié)構(gòu)。因此，教師可以以實(shí)驗(yàn)的方式，讓鈉與乙醇進(jìn)行反應(yīng)，驗(yàn)證氫氣是否可以置換出來，從而對原子的斷鍵方式進(jìn)行判斷。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以大致了解乙醇的分子結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)。

（四）基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的素養(yǎng)

科學(xué)探究與創(chuàng)新意識是現(xiàn)代教育追求的核心素養(yǎng)之一，它不僅是科學(xué)研究的基石，也是培養(yǎng)未來科學(xué)家和工程師的關(guān)鍵。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何培養(yǎng)學(xué)生的這兩大素養(yǎng)是一大挑戰(zhàn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以提出問題、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果并得出結(jié)論。這一過程不僅培養(yǎng)了他們的實(shí)踐和分析能力，還鍛煉了他們的科學(xué)思維和探究精神。為了鼓勵學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，教師應(yīng)當(dāng)更為注重實(shí)驗(yàn)的開放性和探索性，而不是單純地按照固定步驟進(jìn)行操作。

例如：在學(xué)習(xí)“鈉與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”時，教師可以為學(xué)生提出兩個實(shí)驗(yàn)，一是分析并操作鈉與硫酸銅溶液是否可以置換出銅；二是以實(shí)驗(yàn)的方式明確鈉與硫酸亞鐵有什么樣的反應(yīng)現(xiàn)象。對于第一個問題來說，在基礎(chǔ)知識的幫助下，可以知道鈉與硫酸銅可以生成硫酸鈉與銅，實(shí)際上會有藍(lán)色的絮狀物產(chǎn)生，同時會產(chǎn)生氣體，但銅并不會真正析出。對于第二個問題，學(xué)生就要通過具體的實(shí)驗(yàn)來探索。白色的氫氧化亞鐵在發(fā)生沉淀后會轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵。這兩個問題都具有一定的迷惑性，需要通過具體的實(shí)驗(yàn)來掌握真相，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力以及創(chuàng)新意識。

（五）基于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)精神與社會責(zé)任的素養(yǎng)

在科學(xué)的探索與發(fā)展中，科學(xué)精神與社會責(zé)任始終是科研工作者所崇尚和追求的核心價值。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教育者也有責(zé)任引導(dǎo)學(xué)生理解并踐行這兩大價值觀?？茖W(xué)精神不僅僅是對事實(shí)的追求和對真理的探索，更是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、批判的思維和無盡的好奇心。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)被教導(dǎo)如何客觀、公正地對待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何批判性地分析和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以及如何始終保持對未知的探索和好奇。這不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，更能使他們在未來的學(xué)術(shù)或職業(yè)生涯中，始終秉持科學(xué)精神，追求真理和知識。

另一方面，科學(xué)并不是孤立于社會的。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，化學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛，涉及人類的生活、健康、環(huán)境等多個領(lǐng)域。因此，作為未來的化學(xué)家或科研工作者，學(xué)生必須認(rèn)識到自己的社會責(zé)任，確?；瘜W(xué)的發(fā)展與應(yīng)用始終符合社會的利益和倫理標(biāo)準(zhǔn)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教育者可以引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)的社會影響，討論化學(xué)技術(shù)的倫理問題，以及探索化學(xué)在解決社會問題中的潛在角色。這不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，還可以使他們更加關(guān)心和參與社會的發(fā)展與進(jìn)步。

結(jié)束語

總而言之，為了培養(yǎng)適應(yīng)時代發(fā)展、具備核心素養(yǎng)的未來化學(xué)家和公民，我們必須不斷創(chuàng)新化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和方法，確保教學(xué)始終與時俱進(jìn)、與社會相適應(yīng)。本文探索了五種具體的高中化學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)容，并真正與化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，從而使得學(xué)生的綜合能力得到提升，也希望其他教育者可以不斷重視核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬佳蓉，李棟.學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)策略分析：以高中化學(xué)為例[J].科教文匯，2023（18）：166-170.

[2]宋亮亮.高中化學(xué)學(xué)科宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)的考查[J].浙江考試，2023（9）：24-27.

[3]徐巖.基于高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力[J].考試周刊，2023（38）：135-138.

[4]高濤.指向核心素養(yǎng)培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)探究課教學(xué)：以“探究NaHCO3性質(zhì)異常”為例[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2023，40（8）：25-27.