基于核心素养的高中化学实验教学改革实践

引言

随着新课改的不断深入，提高学生实验探究与实践创新能力成为了化学学科教学的主要目标。化学实验是培养学生化学科学素养的主要途径，但受应试教育的影响，有些教师只注重学生的分数而忽略了其动手能力，使得学生拥有丰富的理论知识却缺乏实践能力。高中化学实验历来是教学的关键环节，其独有的实践性、探究性与体验性，使其成为培育学生科学态度、创新思维与社会责任不可替代的载体。当前实验教学虽持续改进，但在深度激发学生高阶思维、紧密关联社会议题、有效整合跨学科视角等方面仍有提升空间。

一、基于核心素养的高中化学实验教学改革实践的价值

将核心素养理念深度融入高中化学实验教学，其价值远超传统技能习得范畴。首先，它让实验回归“探究”本质。学生不再机械照搬步骤操作，而是真正经历发现问题、设计方案、动手验证、反思结论的全过程。这种科学实践的精髓是培育理性思维与科学态度，同时也锤炼着未来公民必备的科学思维方式。

其次，它能有效孵化创新能力与社会责任感。当实验课题贴近现实（如水质分析、环保材料合成），学生对知识的理解自然由抽象走向具象。解决真实情境中的化学问题，促使他们将所学转化为具体行动力。同时，思考实验内容背后的伦理影响与社会价值也成为可能。例如，讨论某一合成方法的环境成本，无形中将科技与社会发展的关系植入学生认知，培养其可持续发展的责任意识。因此，这场改革本质上是以实验重构化学学习的意义，使其成为孕育未来社会所需关键能力和品格的沃土。

二、基于核心素养的高中化学实验教学改革实践的现状

（一）实验目标的深度挖掘尚未充分，素养导向不明显

在当前实践中，不少化学实验仍更多停留在知识验证或基本技能训练层面。实验目标设定时常被“学生学会某某操作”、“能观察到某某现象”等较浅层次要求所局限。这对实验蕴含的探究思维、科学态度、创新意识等高阶素养关照不足。例如，对“异常”实验现象的分析浅尝辄止，错失质疑精神和实证能力培育契机；对实验设计原则讲解流于表面，学生缺乏方案优化的体验。实验作为培育核心素养的关键途径，其深层目标如批判性思维、解决复杂问题能力的激发尚未完全彰显。

（二）实验与社会实践情境联结有待强化

化学实验与真实生活、社会议题的有效联结仍有较大探索空间。不少实验内容较为孤立、抽象，未能充分体现化学知识在解决人类发展共同挑战中的关键价值。实验流程的“理想化”设定，无形中削弱了学生感知化学物质动态变化与社会复杂需求间联系的能力。例如处理工业废气中二氧化硫的实验，若仅讨论其实验室吸收方法，而非引导学生思考实际工业处理技术的优劣与挑战，便难以建立深刻的社会参与感与技术选择的责任意识。这种“脱域”倾向导致学生难以真切体会化学在促进社会可持续发展中的关键角色。

三、基于核心素养的高中化学实验教学改革实践的策略

（一）推动实验教学深度探究化

以铁及其化合物为例进行实验教学改革。将验证亚铁离子与铁离子相互转化的实验转化为探究项目：仅提供核心物质类别，要求学生自行设计实验方案。学生需思考：如何巧妙组合试剂（如铁粉、FeCl₂ 溶液、FeCl 溶液）？如何验证物质变化？可探索的路径多样，如利用铁粉还原 Fe³⁺ ，或借助 H₂O₂ 氧化 Fe²⁺ 。通过观察溶液颜色改变或借助 KSCN 试剂确认 Fe³⁺ 的生成，将概念理解与实验现象紧密融合。学生在此过程中需要厘清氧化剂、还原剂的角色作用，甚至尝试量化转化效率，从而深度理解氧化还原反应的原理。

为提升难度与价值，可设计开放式延伸探究：“探索不同条件下铁的生锈速率与防护策略”。除常规因素（水、氧气）外，引导学生关注离子环境影响（如 NaCl 溶液）及溶液酸碱性。学生分组设计对照实验，利用传感器技术监控密闭容器中氧气浓度变化，或精确测量铁钉质量变化。他们需要系统控制变量、精确记录数据、严谨分析规律，从而形成结论。最终讨论环节引导学生深度思考铁生锈的危害及防护原理（如轮船牺牲阳极法、桥梁涂层技术），将学科知识与社会生活紧密连接，使实验成为科学思维与社会责任感共同生长的实践平台。

（二）实施项目驱动的主题实验融合教学

以“化学反应原理”中的化学反应速率与化学平衡为内核，设计真实驱动性问题：以废弃奶茶杯降解为研究对象，探索不同条件对其降解速率的影响。项目初始，引导学生思考化学反应速率的核心要素（温度、催化剂、接触面积），再设计系列实验方案。学生可选择在恒温水浴中对比不同温度下等量奶茶杯的降解速率，或测试不同催化剂（如土壤提取液、酶制剂）的催化效果。通过持续记录质量损失或观察外观变化，学生直接体验反应速率测定方法，在实践中深化对理论规律的理解。

项目后续阶段引导学生运用勒夏特列原理分析解决方案：“如何优化条件加速降解进程？”学生可在实验基础上提出模拟方案，如加压高温下的快速降解设想。更重要的是引导学生认识到反应条件优化的实际限制（成本、能耗、副作用），进而从平衡移动角度选择最适条件，实现理论联系实际。项目终点回归社会责任：引导学生评估化学手段解决塑料污染的优势与局限性，探讨可降解材料研发的化学原理与社会价值。这个从实验现象到社会创新的探索过程，不仅加深了化学概念理解，更培育了学生面向未来的创新能力、综合思维与社会责任意识。

四、结束语

面向核心素养的高中化学实验教学改革，其核心在于突破“为做而做”的惯性思维，将实验活动升华为培育科学探究精神、塑造理性思维方式和涵育社会责任感的综合教育实践。它要求教师重新审视实验价值——实验不仅是技能训练场，更是模拟科学研究、连接社会生活、激发创新灵感的育人平台。通过强化实验的探究性与情境化、深化与社会议题的融合贯通、注重项目实践中的思维培育，能够显著激发实验教学活力，在动手实践中实现知识建构、能力提升与品格养成的有机统一。

参考文献

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[3] 王美华 . 基于发展学科核心素养的高中化学实验教学实践探索 [J]. 国际教育论坛 ， 2020，2（10）：24.