【摘 要】化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)有著重要作用。基于核心素養(yǎng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究主要圍繞三個方面：一是化學(xué)實(shí)驗(yàn)對發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的作用，二是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計與教學(xué)策略，三是不同類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對學(xué)生某方面核心素養(yǎng)發(fā)展的貢獻(xiàn)。針對當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，從四個方面提出教學(xué)對策：一是提高教師理論水平和專業(yè)素養(yǎng)，二是深化研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，三是開發(fā)實(shí)驗(yàn)校本課程，四是研究教學(xué)評價。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);現(xiàn)狀;對策

【中圖分類號】G633.8? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2022）43-0016-05

【作者簡介】陳峰，浙江省杭州市塘棲中學(xué)（杭州，311000）教師，高級教師，江蘇省特級教師。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的必備品格和關(guān)鍵能力?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）明確指出：以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對于全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有著極為重要的作用?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動活潑的教學(xué)情境，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。[1]

雖然課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了每一教學(xué)主題的內(nèi)容要求、教學(xué)提示和學(xué)業(yè)要求，并在附錄中對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的水平進(jìn)行劃分，但是教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中仍面臨許多問題。例如，核心素養(yǎng)視域下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有哪些特點(diǎn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以發(fā)展哪些核心素養(yǎng)，如何設(shè)計并開展“素養(yǎng)為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，等等。本文對當(dāng)前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，針對教學(xué)中存在的問題提出相應(yīng)的解決辦法，為促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的落實(shí)提供借鑒。

一、核心素養(yǎng)視域下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）理論研究顯成效

筆者梳理近三年研究論文發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究者已經(jīng)達(dá)成共識——化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，有利于“變化觀念與平衡思想”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。目前研究主要圍繞三個方面，一是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的作用。二是學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計與教學(xué)策略。這是目前研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與核心素養(yǎng)關(guān)系的重點(diǎn)，研究力度大，研究成果豐富。三是不同類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)對發(fā)展學(xué)生某類核心素養(yǎng)的獨(dú)特貢獻(xiàn)。

現(xiàn)有對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究主要集中在教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)情境設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、教學(xué)單元和探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計等方面，還有些研究探討某方面核心素養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的培養(yǎng)問題。目前研究中還存在一些問題，如研究教師的教學(xué)設(shè)計多，研究學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的內(nèi)容較少;研究“教、學(xué)”多，研究在教學(xué)中落實(shí)“教、學(xué)、評”一體化較少。

（二）實(shí)際教學(xué)有隱憂

隨著課程改革的不斷深入，越來越多的化學(xué)教育者重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是在以分?jǐn)?shù)為“指揮棒”的高考評價機(jī)制下，學(xué)校管理者、教師和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開設(shè)和實(shí)施仍存在一些錯誤認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在許多問題。

1.學(xué)校角度

學(xué)校管理者對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)施有待完善。幾乎每所學(xué)校都建有一定規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室，但實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部配置參差不齊，有的學(xué)校在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面投入資金不足，實(shí)驗(yàn)室缺少必需的儀器、試劑;有的學(xué)校連簡單的演示實(shí)驗(yàn)都無法完成，多年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)都停留在“紙上談兵”階段。

學(xué)校缺少專業(yè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師。專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教師能幫助化學(xué)教師設(shè)計、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到錦上添花的作用。但是當(dāng)前不少學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教師由年齡較大的教師擔(dān)任，甚至由非化學(xué)專業(yè)教師擔(dān)任。

缺少對實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量的認(rèn)可。上好一節(jié)實(shí)驗(yàn)課要比上好一節(jié)理論課投入更多的時間與精力，教師在課前要準(zhǔn)備儀器、試劑，還要嘗試做一遍實(shí)驗(yàn)。但是教師考核中隱去了對教師這部分工作量的關(guān)注，使得教師付出更多精力卻得不到應(yīng)有的回報。

2.教師角度

專業(yè)知識陳舊，思維僵化。無論教學(xué)改革如何風(fēng)起云涌，仍有教師無動于衷，多年來仍以陳舊的甚至是錯誤的化學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)觀念落后、思維僵化。教師只有具備創(chuàng)新思想，不斷更新專業(yè)知識，提高格局視野，才能在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，落實(shí)核心素養(yǎng)。如中學(xué)化學(xué)中常見的NO2與N2O4平衡探究實(shí)驗(yàn)[2]，傳統(tǒng)方法是在注射器中充入一定量的NO2氣體，迅速地內(nèi)推活塞，觀察到氣體的顏色先變深后變淺。常見的解釋是，內(nèi)推活塞氣體體積減小，NO2濃度變大體系顏色加深，隨后NO2與N2O4的平衡發(fā)生移動，體系顏色變淺。隨著化學(xué)教學(xué)中數(shù)字化傳感設(shè)備的普及，用壓強(qiáng)傳感器做這個實(shí)驗(yàn)時，可以發(fā)現(xiàn)即使在注射器中充入空氣也可以得到相應(yīng)的壓強(qiáng)變化圖像，顯然已不能從壓強(qiáng)角度來解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。由此可見，教師通過加強(qiáng)專業(yè)理論學(xué)習(xí)，不斷糾正和完善對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知是非常必要的。

弱化手動實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)行紙上實(shí)驗(yàn)、視頻實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)常常導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)“聽得懂、講不清、用不明、做不對”的現(xiàn)象，難以真正培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和知識應(yīng)用能力。多媒體技術(shù)已經(jīng)在課堂教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，對于那些在課堂教學(xué)中難以明顯觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，或者一些有毒、易燃、易爆具有一定危險性的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，教師可利用多媒體技術(shù)，模擬、視頻展示實(shí)驗(yàn)過程或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，這樣可以彌補(bǔ)具體實(shí)驗(yàn)不足，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。但是部分教師過多使用多媒體播放實(shí)驗(yàn)視頻，用實(shí)驗(yàn)視頻代替具體實(shí)驗(yàn)操作，使得學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會減少，嚴(yán)重影響了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

探究實(shí)驗(yàn)中缺少教師的理論指導(dǎo)。對學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更重要的是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題，并運(yùn)用高階思維對問題進(jìn)行深入思考，最后在教師的幫助下用理論知識解決問題，只有這樣學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識才能達(dá)到更深層次。遺憾的是，大多數(shù)教師只關(guān)注實(shí)驗(yàn)本身，缺乏對理論的指導(dǎo)，使實(shí)驗(yàn)室變成學(xué)生的“游樂場”，熱鬧后缺乏冷靜的思考，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的收獲大打折扣。

實(shí)驗(yàn)評價的缺失。“教、學(xué)、評”一體化是課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的教學(xué)策略，評價是為了診斷，更要促進(jìn)教與學(xué)質(zhì)量的提升。目前，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)評價仍以化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識測試為主，注重結(jié)果評價，忽視化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能與知識應(yīng)用的過程評價。在評價形式上又以紙筆測試為主，忽視對具體實(shí)驗(yàn)操作的評價。在評價功能上，以甄別與選拔為主要目的，不利于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力素養(yǎng)的培養(yǎng)。[3]

3.學(xué)生角度

興趣濃厚但不持久。高中學(xué)生好奇心強(qiáng)，對刺激的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最感興趣，但這種興趣低級而短暫，很難引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

認(rèn)識水平相對較低。受高考考試方式影響，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)認(rèn)識程度膚淺，在心理上不重視實(shí)驗(yàn)操作，他們總是抱有“高考中實(shí)驗(yàn)題只要求筆答，不考具體實(shí)驗(yàn)操作”的想法。實(shí)際上，基于核心素養(yǎng)的高考實(shí)驗(yàn)題中，若沒有一定的操作訓(xùn)練，很難作出正確解答。

實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)技能差。實(shí)驗(yàn)前，缺少實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計，沒有實(shí)驗(yàn)操作規(guī)劃，小組內(nèi)沒有實(shí)驗(yàn)分工;實(shí)驗(yàn)中，隨意裝配儀器，胡亂添加藥品，不認(rèn)真觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)后垃圾廢物亂扔亂倒，實(shí)驗(yàn)桌上儀器擺放零亂無序，不會清洗實(shí)驗(yàn)儀器。有的學(xué)生過分緊張和恐懼，袖手旁觀，不參與實(shí)驗(yàn);有的學(xué)生盲目冒險，藥品隨意添加，儀器隨便加熱;有的學(xué)生安全意識淡薄，不按規(guī)范進(jìn)行操作。

二、 核心素養(yǎng)視域下化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對策

（一）提高教師理論水平和專業(yè)素養(yǎng)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的變化趨勢必然是真實(shí)情境下對實(shí)驗(yàn)原理、裝置、操作等知識和方法的認(rèn)知理解、重構(gòu)和再運(yùn)用。面對這一變化趨勢，照本宣科、死記硬背或盲目的題海戰(zhàn)術(shù)等教學(xué)模式已經(jīng)行不通。中學(xué)教師只有不斷更新教學(xué)觀念，不斷學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)知識，不斷提升專業(yè)能力，才能在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境、創(chuàng)造出理性思考、創(chuàng)設(shè)有效評價的育人環(huán)境。

閱讀是教師專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。[4]朱永新曾指出：“閱讀是專業(yè)教師發(fā)展的重要源泉，是提高教師專業(yè)發(fā)展的有效措施?！被瘜W(xué)教師要閱讀化學(xué)專業(yè)類書籍，更新專業(yè)知識，拓寬專業(yè)視野，提升專業(yè)素養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計，每過十年專業(yè)知識就更新超過50%，可當(dāng)前還有教師在課堂上告訴學(xué)生“世界上物質(zhì)種類3000萬種”，殊不知物質(zhì)種類已經(jīng)過億了;當(dāng)我們還在講“兩個雙鍵不能連在同一碳原子上”時，大學(xué)已有實(shí)驗(yàn)室專門研究丙二烯了。所以，化學(xué)教師要結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對教育學(xué)理論知識進(jìn)行再認(rèn)識;要經(jīng)常翻閱教育教學(xué)刊物，了解先進(jìn)的教育理念和教學(xué)模式;要閱讀一些人文類“閑書”，提升人文素養(yǎng)，更好地落實(shí)“立德樹人”目標(biāo)。

校本培訓(xùn)是教師專業(yè)發(fā)展的必由之路。布萊克曼提出：“教師專業(yè)發(fā)展是一種學(xué)習(xí)，通過校本培訓(xùn)，教師與專家對話，教師與教師對話，教師與學(xué)生對話，教師與心靈對話?！盵5]教師要在對話中學(xué)會理解，在對話中學(xué)會交流，在對話中取長補(bǔ)短。

區(qū)域研訓(xùn)是教師專業(yè)發(fā)展的“催化劑”?！八街?，可以攻玉”，教師參與不同區(qū)域的研訓(xùn)工作，可以與不同學(xué)校的教師交換教學(xué)方法和教學(xué)理念，分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)資源，討論教學(xué)中的疑難問題，探討未來教育發(fā)展的方向，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計和專業(yè)知識。當(dāng)我們跳出自己任教的學(xué)校再看自己教學(xué)的時候，一些平時沒有解決的問題就有可能豁然開朗。

（二）深化研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

以真實(shí)的、有意義的，能夠引發(fā)學(xué)生探究興趣的典型實(shí)驗(yàn)探究活動為例，研究真實(shí)問題，研究以“手腦并用、高階思維”為特征的實(shí)驗(yàn)設(shè)計、呈現(xiàn)、評價，是未來基于核心素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究方向。[6]

項(xiàng)目式教學(xué)是最具有核心素養(yǎng)融合發(fā)展效力的教學(xué)。[7]化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)一方面需要在真實(shí)的問題情境下才能體現(xiàn)出來，另一方面也只有在分析和解決真實(shí)問題任務(wù)的過程中才能得到培養(yǎng)和發(fā)展。項(xiàng)目式教學(xué)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過完成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的驅(qū)動性問題和持續(xù)探究驅(qū)動性問題來達(dá)到深度理解知識、發(fā)展能力、培養(yǎng)態(tài)度和價值觀的素養(yǎng)目標(biāo)。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用也是今后化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的方向。[8]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新儀器、新設(shè)備在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不斷被應(yīng)用，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)從傳統(tǒng)的定性實(shí)驗(yàn)走向以數(shù)據(jù)采集、圖像分析為主的定量推理。此外，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與現(xiàn)代信息技術(shù)的有效整合也可以提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。

（三）開發(fā)符合學(xué)校實(shí)際的實(shí)驗(yàn)校本課程

教材作為知識呈現(xiàn)的主要載體，也要隨著教育改革深入和現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展而與時俱進(jìn)。傳統(tǒng)教材對化學(xué)實(shí)驗(yàn)較少進(jìn)行形象、直觀、動態(tài)、多維度的闡述。目前我國尚無獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教材，各類化學(xué)實(shí)驗(yàn)分散在知識教學(xué)的章節(jié)中，相關(guān)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生生活聯(lián)系不緊密，專業(yè)性太強(qiáng)，趣味性較低。在傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代教育技術(shù)開發(fā)符合當(dāng)前學(xué)校教學(xué)實(shí)際的校本課程，成為教育工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。

例如，我校開發(fā)了“生活大揭秘——用實(shí)驗(yàn)解密生活現(xiàn)象”“抗疫先鋒——常見消毒劑的制備與性質(zhì)”等校本課程?！吧畲蠼颐亍脤?shí)驗(yàn)解密生活現(xiàn)象”課程設(shè)計了“固體酒精制備”“自熱鍋原理”“暖寶寶成分探究”“消字靈的秘密”等實(shí)驗(yàn);“抗疫先鋒——常見消毒劑的制備與性質(zhì)”課程設(shè)計了“84”、乙醇、過氧乙酸等消毒物質(zhì)的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

這些學(xué)習(xí)材料較好地體現(xiàn)了學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，如在“無機(jī)物制備及性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)中可以體現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等素養(yǎng)。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會從微觀角度解釋宏觀現(xiàn)象方法，建立“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，形成能量轉(zhuǎn)化與化學(xué)平衡的思想。在有機(jī)物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等素養(yǎng)。“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)則貫穿在整個學(xué)習(xí)過程中。

（四）開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價研究，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化[9]

課程標(biāo)準(zhǔn)提出：依據(jù)化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，評價學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況，積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，使每個學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到不同程度的發(fā)展。

評價主體方面，評價的主體對象不再是單一的學(xué)生，也包括教師，兩者在評價中的地位和評價方式需要進(jìn)一步研究。評價取向方面，評價取向主要有目標(biāo)取向和過程取向——目標(biāo)取向以教學(xué)結(jié)果和目標(biāo)達(dá)成情況為評價標(biāo)準(zhǔn)，過程取向以學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)為評價標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)驗(yàn)過程中兩種評價的比重如何確定是未來研究的課題。評價內(nèi)容方面，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的后天習(xí)得性決定了在學(xué)習(xí)過程中能夠測評學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中學(xué)生外顯的行為表現(xiàn)，可以反映出學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平的高低，通過評估這些表現(xiàn)可評價學(xué)生的核心素養(yǎng)水平。學(xué)生在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的哪些表現(xiàn)與核心素養(yǎng)有關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)程度有多大等問題，都值得今后研究。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以發(fā)展學(xué)生五個方面的學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生各項(xiàng)關(guān)鍵能力?；瘜W(xué)新課程教學(xué)要在“立德樹人”觀念指引下，著力研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的育人功能，真正體現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)化學(xué)教育教學(xué)的育人價值、學(xué)科價值和核心素養(yǎng)發(fā)展價值。

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