摘 要：化学属于自然科学，是重要的高考科目，高考分数占比大，更是培养学生核心素养的重要课程。在2017年发布的《普通高中化学课程标准》（简称《标准》）中已经全面分析了化学学科素养的内涵，将其作为课程目标提出了教学改革要求[1]。在此背景下，高中化学教师必须要改革实验教学形式，重视学生的直接操作、创新与论证行为，以开放、自主的实验活动培养学生的核心素养。本文將具体阐述通过实验教学培养学生化学素养的可行路径，如创设生活情境、引导学生设计实验方案、组织学生自主操作实验设备等，在实验教学中培养学生科学精神，希望能为各位教师带来一定启示。
关键词：核心素养;高中化学;实验教学;教学策略
实验是化学课程的重要组成部分，也是研究并解决化学问题的一种手段，具有操作性、直观性、创新性等特点，有利于丰富学生的直接认知，便于学生通过观察与动手操作去理解抽象的化学结论，实现化学知识体系的自主建构。同时，在化学实验教学中，高中生往往能以发现者、研究者的姿态去分析化学问题，感受物质变化的条件，分析物质的多样性，并在分析论证的基础上建立逻辑关系，树立证据意识，形成严谨求实、崇尚真理的科学态度，全面培养学生的核心素养。因此，高中化学教师在实验教学中要尊重学生的思想、情感与行动，鼓励学生按照自身猜想去操作实验设备。具体来说，在核心素养目标引领下，高中化学教师可通过如下几种方式开展实验教学活动：
一、以生活情境导入实验活动，促使学生自主思考解题方案
化学是从分子、原子层面去分析物质结构、变化等问题的科学，是人类认识、改造世界的科学，与人们日常生活密不可分，现代人类社会的蓬勃发展离不开化学学科的飞速进步。从这一学科特性来说，高中化学教师在设计实验教学方案时，应重视生活情境的创设与优化。一方面通过生活情境的引导，使学生形成自主分析解决实际问题的实验操作方案;另一方面则是要组织学生了解化学对人类社会发展所做的突出贡献，使其能端正学习态度，高度自觉地投身于化学实验探究活动之中，由此培养学生的核心素养。具体来说，创设生活情境的策略包括：
1.在课前组织生活观察活动，根据实验探究主题整合生活资源，引导学生观察生活现象，从中发现化学问题，提出实验探究任务。
2.在课堂上通过小实验展示生活物质，展现电教媒体等手段还原生活现象，使高中生能在实验导入阶段快速回忆起生活经历，凭经验思考、设计实验探究方案。
以“反应速率与反应限度”实验教学为例，可以准备两支试管，分别装有0.1mol·L-1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液，然后分别滴入0.1mol·L-1盐酸，引导学生观察两支试管中释放CO2气体的速度。根据已有认知经验，学生在看到实验现象时能清楚地认识到化学反应有时间快慢之分，由此思考化学反应速率的实际意义。在此基础上，学生则可自主使用密闭容器装置相关液体，分析催化剂的作用，观察各类液体发生化学反应的速率与限度，结合化学教材进行实验解释，分析物质发生化学反应的快慢，以及反应物与生成物的数量变化规律，并使用化学符号列出相应结论。
再如，在“粗盐的提纯”实验教学中，可以提前整理关于使用盐的相关视频，展现人们用盐烹饪食物的过程，吸引学生的注意力，同时提出问题：“如何提纯粗盐？”在类似问题的引领下，促进学生积极投身于实验探究活动中，深刻感知化学学科的应用价值，明白化学与人类生活密不可分，树立尊重科学、热爱科学的态度，重视实验探究活动。
二、以小组合作方式开展实验活动，培养学生探究与证据意识
核心素养理念是从学生的综合发展、个性成长视角提出的一个新思想，关注的是学生的终身需求，旨在让学生成为最好的自己。从这一层面来说，高中化学教师应将实验操作的主动权还给学生，由学生亲自操作实验设备、总结实验现象，并从实验现象中总结化学原理与概念，使其在实验过程中形成良好的探究能力，树立证据意识。在新课改背景下，自主、合作、探究模式便是基本的教学形式之一，高中化学教师也可通过这一教学模式开展实验教学活动，不断丰富学生的探究经验。
首先，明确小组实验探究任务。探究任务可对高中生产生约束、引导的功效，小组合作学习模式要求一个小组内的全体成员能紧密合作、互相帮助，通过布置合作式探究任务的方式将小组成员纳入一个利益共同体内，激发出学生的团队合作意识。
其次，支持各小组自主设计实验方案，开展实验活动。在此环节，教师应尽量减少教学干预，可在设计实验方案环节帮助学生调整细节，在保证学生安全的前提下鼓励学生按照自己的想法操作实验，由学生进行科学解释，在探究中学会合作，基于实验提出假设、进行推理，找出可信证据。
以“化学能转化为电能”一课教学为例，根据实验教学目标，可以设计如下探究任务：
认真阅读化学教材，分析原电池的形成条件，据此设计实验探究方案，验证形成原电池的相关条件;根据实验观察分析原电池的工作原理，总结出构成电池的基本条件。根据上述两个实验探究任务，设计小组合作学习环节，将本班认知能力不同的学生分到一个小组内，各小组均可获得锌粒、铜丝、20%盐酸溶液、硫酸铜溶液、无水乙醇等必备的实验物品。在实验初期，教师与学生一同总结了生活中常用的电器，如手机、电脑、电饭煲、热水器等，由此创设了生活情境，同时提问：电池是怎样发明出来的？利用了什么化学反应原理？
这两个问题可以恰到好处地激发出学生的求知欲，而接下来，教师可以在多媒体课件上展现上述两个实验探究任务，各小组则可自主阅读化学教材，讨论设计实验探究方案，分析原电池的工作原理，以及形成原电池的基本条件。这样，高中生掌握着实验探究的主动权，他们可按照教材插图，使用铜片、硫酸、锌粒等，据实记录实验现象，分析发生化学反应的各个物质，尝试解释原电池的工作原理。在此过程中，教师不要干预，但是要提问。如：氢元素最初存在的形式是什么？铜片上的气体是什么？电子是因何出现的？等。这些问题能帮助各小组深入讨论原电池的工作原理与形成条件，自主迁移已有认知经验，便于调动学生的思维能力，使其顺利了解原电池的概念。
在本节课上，学生以小组为单位共同完成实验探究任务，既能锻炼学生的科学探究能力，也可激发学生的团队合作意识，有利于培养学生的科学素养。
三、以“小讲师”活动总结实验过程，强化学生的模型认知
实验教学并不只是停留在分析问题、解决问题层面，高中化学教师还应引导高中生去总结实验探究方法，从一个实验中总结出同类实验的操作方式，利用化学原理解释实际问题，动态地分析化学问题。余文森教授在探究滲透核心素养教育目标的方法与手段时提出了“读思达”教学法，切实强调了“表达”行为的重要性，因为表达行为往往能反映出学生的思维过程、解题行为，可以具体分析高中生的思维品质与探究行为。对此，高中化学教师则可组织“小讲师”活动，由学生扮演“小讲师”，负责讲解实验操作过程、具体现象与实验结论，在化学表达活动中构建化学模型，形成证据意识。
“小讲师”活动具有两种方式，一种是学生个人展开的独立讲述活动，一种是以小组为单位展开的“讲师”活动。高中化学教师可根据实验教学实际去设计“小讲师”活动，鼓励学生自主总结实验探究过程，强化学生的模型认知意识，优化学生的思维品质。
在“化学能转化为电能”实验教学中，教师设计的实验形式是学生分组实验，所以待各小组基本完成实验探究任务后，可以组织小组式的“小讲师”活动，即各小组公平选出一名发言人，负责归纳、展现本小组的实验操作过程和具体结论，且要结合实验现象分析原电池的工作原理与形成条件。在这一“小讲师”表达活动中，教师要认真聆听各小组的探究结论，并汇总各小组的关键论点。在此过程中，学生根据电子的流动方向、电流方向书写化学反应式，而且还能自主分析电极材料、电解反应与反应类型，最终总结出关键结论：原电池的工作原理是氧化还原反应。为了方便学生总结实验结论，教师可以在黑板上画出表格，汇总电解反应中电子的形成、电流方向等关键信息。根据这一表格，一些思维敏捷的学生已经能初步猜想原电池的构成，即电极、电解质溶液、导线。接下来，学生可以继续在分组实验中分析原电池的形成条件，进而再一次参与“小讲师”活动。
这样的一节课，学生的学习效果将是十分理想的，足以证明小组合作探究教学模式的积极作用。
四、以拓展实验发散学生思维，激发学生创新意识
在培养高中生核心素养的教学实践过程中，关于创新思维品质的培养一直是一个难题，因为创新意味着高中生要对原有实验方案进行创新，寻找更适宜的实验设备和污染较小的药品，优化实验步骤，突出实验现象等，对高中生的学科知识、探究能力都提出了更高的要求。然而，培养学生的创新意识具有突出且长远的教育价值，高中化学教师也应鼓励学生自主创新常规实验，支持学生进行问题假设。对此，高中化学教师则可设计拓展实验，开放实验室，支持学生参与实验创新与科学创造活动，保护学生的创新欲望，优化学生的思维品质。
在设计拓展实验时，教师可注意这样几个问题：第一，拓展实验的主题尽量贴合生活实际，且要以学生的实验探究经验为基础，保证拓展实验的难度水平符合学生的“最近发展区”;第二，不必拘泥于固定教材、学校资源，教师应根据拓展实验的具体需求引导学生去开发、应用生活素材，以便更好地培养学生的创新思维;第三，拓展实验必须坚持以生为本的基本原则，教师不可过多干预，要支持学生以自主能动的姿态完成拓展实验探究任务。
依然以“化学能转化为电能”实验教学为例，由于学生在课上通过实验探究了解了原电池的基本构成部分、工作原理与形成条件，教师可以设计一个拓展实验任务：任何材料都可以做原电池的电极吗？是否必须要使用电解质溶液？这两个问题可激发出学生的质疑意识，使学生主动在实验中验证各类材料的导电性，以及离开电解质溶液之后是否能形成原电池，便于培养学生的创新意识。
待设计了这一拓展实验任务之后，各小组则可自主搜集实验材料，验证各类材料是否可做原电池的电极，进一步探究电解质溶液的作用，深入思考原电池的形成条件。如此，学生可以在拓展实验中实现自主发展，这将有利于培养学生的科学素养。
五、以实时辅导突出实验精神，培养学生的科学精神与社会责任
核心素养目标从学生实现终身发展的关键能力、思维品质两方面提出教学要求，其中便强调“科学精神与社会责任”这一人文素养目标，《标准》在解读核心素养理念时也强调了“科学精神与社会责任”这一人文精神层面的具体要求。对此，高中化学教师则应根据实验主题渗透绿色教育、社会责任、科学精神，根据学生的实验行为突出人文内涵，有效培养学生的科学精神，并通过化学与人类社会发展的关联性，激发出学生的社会责任，使高中生及时树立高尚的理想信念。
以“氯气的性质”实验探究教学为例，在实验探究的准备阶段，教师应强调严谨求实科学精神的重要性，告诉学生不管遇到什么样的意外都要真实记录实验现象，如果无法验证氯气的性质，则要反思实验方案是否合理、实验操作步骤是否规范，不能为了追求好的结果而虚构实验事实，一定要严谨认真、实事求是。在实验操作过程中，学生要如实记录实验操作步骤，以便反思实验操作是否规范。经过告诫与提醒，学生普遍能严肃对待本轮实验任务，但是有少部分学生却依然存在浮躁、不认真、不周密的行为特性，没有认真记录全部的实验现象，导致他们在分析氯气性质时跟不上教学进度。对此，教师要留出时间组织学生重新进行实验操作，提醒学生一定要认真仔细。待实验结束后，由于氯气有一定的危害性，教师应趁机组织学生全面学习有害气体、液体的排放与处理方式，据此渗透生态绿色环保教育。告诉学生要时刻爱护环境，不能因为个人失误损坏生态环境的平衡，也希望每一个学生都能从小事做起，爱护自然、维持生态平衡，在生活中也要遵守低碳生活的具体要求。
结束语
总而言之，在高中化学实验教学中培养学生的核心素养是必要的、关键的，教师应全面分析实验教学的特性[2]，既要以生活情境创设良好的实验探究氛围，也要鼓励学生积极参与实验探究、实验创造与实验表达活动，在实验教学中渗透科学精神、社会责任，全面优化学生的化学素养，为学生的长远发展做好充足准备。
参考文献
[1]陈梅虹.依托化学核心素养构建高效化学课堂[J].考试周刊，2020（77）：121-122.
[2]何逸萍.学科核心素养引导下的高中化学实验教学[J].试题与研究，2020（22）：14.
作者简介：李莲静（1973— ），女，汉族，福建永春人，福建省永春华侨中学，中学一级，本科。研究方向：高中化学教学。
本文系福建省永春县教育科学“十四五”规划（第一批）立项课题“新教材体系下高中化学实验教学策略初探”（立项批准号：YJ1451-016）研究成果。
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