核心素养视角下初中化学实验教学模式研究

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2025）13-0112-04

《中国学生发展核心素养》出台后，学科核心素养成为教育改革、发展的重要议题之一。化学是初中阶段开设的一门基础学科，其核心素养表现为化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四个方面的能力。实验是培养和提高学生核心素养的重要途径——实验现象触发了学生的感性认识，能够促进他们形成明确的化学观念；实验探究是科学探究的过程，有利于激发学生的创新意识，培养他们的科学思维;实验过程中，必须通过规范的行为以确保安全，这正是科学态度与社会责任的一种体现。因此，为体现化学实验在促进学生核心素养发展中的作用，教师应深研教材，精心设计实验方案，从而将实验教学与学生成长、发展所必备的素质挂钩，为他们初中阶段的化学学习奠定坚实的基础。

一、实验在初中化学课程中的价值

化学具有自然科学的基本属性，绝大多数化学原理都可以在实验中得到验证，《义务教育化学课程标准（2022年版）》提出：“教师应高度重视和加强实验教学，充分发挥实验的教育功能。通过化学实验激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的学习情境，帮助学生理解和掌握化学的知识、技能。”由上述内容可知，新课标确立了实验在初中化学课程中的地位，使其成为学生检验化学理论、增长应用经验的重要方式。

（一）有利于增强学生的学习意愿

学生化学学习是否具有良好的效果，与其观察能力、思维能力等智力因素有关，也受学习态度、学习意愿等非智力因素影响。在日常学习中，部分学生感觉化学的符号、运算十分抽象，学习意愿并不强，导致学习成绩不理想，所以教师应运用行之有效的方法，促进学生全身心投人化学学习之中。化学实验通常具有较强的直观性，能够吸引学生的注意力。在化学实验中，学生可以亲眼看到化学反应的过程，感受化学变化带来的震撼和惊喜，如此一来，学生的学习热情必然得到激发。另外，当学生完成化学实验后，他们能够看到具体的成果，会感到自己的努力和付出得到了回报，从而备受激励，并继续投入到化学的学习和探索之中。因此，化学实验将各种化学知识直观地呈现出来，远比单纯的文字描述或图片展示更加生动、有趣，能够显著增进学生的学习意愿，

（二）有利于突出学生的主体地位

传统的化学教学以教师为主导，学生只能遵照教师意愿被动地开展学习、机械地进行训练。而在化学实验中，从方案设计、材料准备、操作过程到结果分析，每一步都需要学生主动思考并亲身参与，其积极性得到了显著提高。尤其在新课改背景下，初中化学实验让学生充当实验课堂的“小教师”，鼓励他们充分发表自己的看法和意见，凸显学生的主体性地位。由此可见，实验模式下，教师不再居于教与学的中心地位，而是更多承担起组织教学和引领学生发展的重任，教师角色和功能转变后显然能够更好地服务于学生。学生作为教学的具体对象，占据了实验中的主体地位，自然享有学习的主动权、支配权，也能对整个实验做出更加有效的规划和控制管理。

（三）有助于锻炼学生的思维能力

化学实验通常包含较多步骤，每个步骤都有特定自的和要求，它们是为阐明某个化学知识有序组织而成的，而且各步骤之间条理分明，涵盖了知识点的全部内容和重要主张。教师围绕具体的内容设计化学实验，就是抓住了教学的重点与核心。同时，化学实验中学生必须按步骤要求严格操作，并对实验结果做出准确分析和判断。例如测定气体的体积时，学生需要仔细控制实验条件，准确读取数据，并通过逻辑推理得出正确结论。整个实验不仅提高了学生的动手能力，还有助于锻炼他们的思维能力。因此，思维能力的提高依赖于科学、适宜的学习活动。化学实验注重步骤的有序排列和精准执行，学生参与实验，完成具体的操作，对化学知识的来龙去脉进行探索，就能获得历练，锻炼思维。

（四）加强理论与实践之间的联系

现行沪教版化学教材中的内容丰富，在编写上也体现出时代特征，旨在帮助学生更好地内化吸收知识。但化学是在初中三年级才开设的一门课程，绝大多数学生并不具备扎实的知识基础，日常生活环境也普遍缺乏应用化学的条件，教师的讲解如果过于泛化、类化，必然割裂化学与现实生活的联系。化学实验是理论的一种展示方式，通过实验，学生可以检验所学的化学理论是否正确。当实验结果与理论预期一致时，学生会更加坚信理论的正确性；而实验结果与预期不符时，学生会进一步思考和分析原因，同样有助于他们对理论产生更深刻的理解。由上，化学实验具有丰富的内涵和外延，可以拓宽学生的视野，通过丰富的实验内容，学生能够了解化学知识是如何解决现实问题的，从而建立起理论与实践之间的广泛联系。

二、初中化学实验教学存在的问题

（一）教学同质化

初中化学教材中收录的实验都是一些基础且经典的实验，如酸碱中和实验、燃烧实验、溶液的配制与稀释等。教学大纲也规定了学生通过实验应掌握的基本技能，包括仪器的使用、实验数据的记录、实验结果的分析等。实验内容和要求的同一性使得实验活动出现同质化的倾向。但是，每个学生都有自己独特的思考方式和解决问题的能力，同质化的实验忽视了不同学生之间存在的个性化差异，限制了他们的思维空间，学生难以跳出常规框架去思考与探索，其创新思维和批判性思维也得不到锻炼。另外，当实验教学缺乏多样性时，学生无法获得全面、深人的学习体验，他们只能掌握一些基本的操作技能，却并不能对化学学科形成整体认识，综合能力也得不到提高。

（二）学生之间缺少协作

应试教育背景下，化学实验被视为理论教学的补充。教师组织、开展实验时往往注重学生的个体操作和技能训练，忽视了学生之间的协作和交流。例如，一些复杂的化学实验依赖团队协作才能开展，教师只是简单地按学号对学生进行分组，并没有考虑学生的性格、能力和兴趣等因素，也没有制订出有效的合作规则。在实验中，学生并不清楚自己的角色和责任，也不知道如何与同组成员进行沟通、分工与合作，导致小组内部出现分歧。另外，部分学生拥有较强的竞争意识，他们希望通过实验表现自我，所以并不愿意与组内成员协作，过强的竞争心态使得学生在实验过程中更加注重个人成绩而非集体成果。针对此种心理，教师没有及时进行纠偏，也严重影响了实验的顺利进行。

（三）信息技术应用不足

我国信息技术快速发展，也被引入初中化学教学中，其为化学实验的开展提供了有效辅助——学生可以用多媒体反复观看影像资料，熟悉实验流程和所需的器械材料；运用在线交流工具，师生之间可以即时沟通，使得各种问题能够被迅速解决。但当前初中化学实验中信息技术的应用仍显不足：一是观念落后。部分教师习惯了传统的实验模式，对信息技术缺乏了解，更缺乏将信息技术与实验教学融合的意识，导致一些优质的信息资源没有得到开发利用。二是信息素养欠缺。部分教师对信息技术的掌握不熟练，一些信息技术工具被闲置，无法利用信息技术手段辅助开展实验。信息技术的应用，能够显著提高初中化学实验的成功率，教师应转变观念，充分利用信息技术的丰富功能，让学生在先进的信息技术环境下取得更好的实验成果。

（四）综合性不强

化学实验有助于学生应用所学的化学知识，达至融会贯通，进而形成系统的知识体系。然而当前大多数初中化学实验综合性不强，学生只能用到单一或简单的实验操作，并不能将不同的知识点进行广泛联系，主要原因如下：第一，初中阶段的化学课程旨在帮助学生奠定基础，对实验的要求相对不高。部分教师缺乏精益求精的精神，对固有实验方案改进、拔高不足，导致大部分化学实验缺乏挑战性。第二，初中化学教材中的实验多为验证性实验，教师通常会提前讲授某个知识点，明确实验步骤和注意事项，再组织学生开展实验。学生实验时只是模仿教师的操作去验证某个“结论”，却没有积极主动地去探索，限制了实验的深度和广度。因此，初中化学实验的综合性不强，并不能培养学生发现问题和解决问题的能力，应用时一旦问题条件、环境等出现变化，学生就会感觉手足无措。

三、初中化学实验模式创新的策略

（一）设计探究类实验

探究指学生在学习时，教师不是直接讲授既定的结论，而是提供一些事例和问题，引导学生通过观察、思考等方式去主动探究，自行发现并掌握相应的知识。初中化学教材中收录了较多演示实验，内容相对简单，教师可以对其作二次改造，增加内容的探究性，引导学生深入探索，揭示化学知识的本质。

以沪教版九年级化学下册第7章“影响物质溶解性的因素”教学为例，本章揭示了溶解性与溶质的种类、溶液的种类以及温度有关。参考教材内容，教师可设计“影响固体物质溶解速度的因素”的实验，引导学生进一步探究，内容如下： ① 称取两份等质量的蔗糖，分别融入体积相同但温度不等的两杯水中。 ② 称取两份等质量的蔗糖，分别融入同温同体积的两杯水中，一杯静置，一杯用玻棒进行搅拌。 ③ 称取两份等质量的蔗糖，将其中一份进行研磨，另一份不研磨，再分别融入同温同体积的两杯水中。请比较三组实验中蔗糖溶解速度的快慢。通过实验学生可得出如下结论：第一，蔗糖在温度高的水中溶解快，在温度低的水中溶解慢。第二，蔗糖被搅拌时溶解快，没有被搅拌时溶解慢。第三，蔗糖经研磨后溶解快，没有研磨溶解慢。即可判断，影响固体物质溶解速度的因素是温度、是否搅拌和颗粒大小。通过本次实验探究，学生经历了知识发现、形成的过程，并推导出了正确结论，这样就能从原有的认知中催生出新的化学观念。

（二）设计小组合作实验

小组合作是教师根据教学要求，将学生划分为不同的小组，并以小组为基本单位开展化学实验。该模式下，组内成员目标一致、分工明确，并围绕共同任务开展合作，必然能够相互借鉴、取长补短。

以沪教版九年级化学上册第5章“二氧化碳的制取”实验为例，教师授课完毕后，可以根据二氧化碳的制取原理，创新设计“自制二氧化碳”的化学实验，主要步骤如下： ① 向学生讲解理论：实验室常用碳酸钠粉末融入稀盐酸溶液制取二氧化碳，而小规模的制取则可以使用小苏打和白醋。② 将学生分为3～4人的合作小组，让学生自主讨论，准备药品，选择生活中常见的物品作为发生和集气装置。 ③ 实验开始后，指导学生组装装置，如用塑料瓶、软管进行连接，用胶带进行密封等。 ④ 将白醋缓慢倒入装有小苏打的塑料瓶中，盖上带有软管的瓶盖，观察反应情况。 ⑤ 将火柴点燃后放在集气瓶口附近，如果火柴熄灭或火焰变小变暗，说明集气瓶中已经充满了二氧化碳。综上，要确保通过实验成功制得二氧化碳，学生必须选择适宜的物品作为实验药品和仪器，而且实验过程也必须通力协作，规范操作行为。这样的实验既将化学由课堂延伸至现实生活，又培养了学生的科学态度与社会责任。

（三）设计虚拟实验

虚拟实验以先进的信息技术为基础，具有操作便捷、结果精确等优点。初中化学教学中虚拟实验的创建和应用，能够解决传统实验中时长不足、药品短缺的难题，它不仅为学生提供了一个高度仿真和智能化的实验环境，还为初中化学课程的创新提供了一条全新路径。

以沪教版九年级化学上册第2章“测定空气中氧气的含量”实验为例，教材介绍法国化学家拉瓦锡通过金属燃烧实验，得出空气由氧气和氮气组成这一结论。主要过程是：拉瓦锡使用少量的汞作为反应物，将其放置在一个密闭的容器内，并准备了加热设备以及用于收集和测量气体的工具。将汞加热12天后，拉瓦锡发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末（氧化汞）。容器里的空气体积也减少了约五分之一。就化学原理而言，该实验耗时较长，所需装置较复杂，且存在一定安全隐患，并不适宜组织学生实施。而虚拟实验可以真实还原实验条件和环境，学生只需操作相关软件就能完成实验，避免了对实验场地和设备的依赖，也节约了大量的时间、药品。同时，在测定体积时，虚拟实验也能得到精确的数据，提高了判断的准确性。因此，通过虚拟实验，学生不仅加深了对化学知识的理解，还能领悟科学家是如何寻找依据、解决问题的，其科学思维自然能够得到发展。

（四）设计项目化实验

项目化实验是将实验内容、方法和目标融人一个具体的项目中，通过项目的设计、实施来培养学生化学能力的一种教学方法。项目化实验的综合性较强，它具有真实的任务和情境，打破了传统实验教学的界限，有助于理论与实践的紧密结合，真正体现了在“做中学”的教育理念。

以沪教版九年级化学上册第6章“铁钉的锈蚀”实验为例，实验揭示了条件会对化学反应产生影响，该知识属于初中化学课程的重难点，后续应用较多，如反应温度、反应浓度、反应介质会对化学方程式及化学产物造成影响。结合以上分析，教师可设计项目化实验，主要步骤如下： ① 让学生准备铁钉、自来水、白醋、苏打水、食用油、塑料瓶等物品作为实验用品。 ② 将铁钉放入盛有不同溶液的塑料瓶中，用一周时间观察铁钉生锈的情况。③ 要求学生观察实验过程中的主要现象。 ④ 探讨铁钉生锈的条件和防锈的方法。 ⑤ 探讨条件对化学反应产生的影响。通过实验学生可得出结论：铁生锈的必要条件是氧气和水同时存在，铁（Fe）会与氧气、水相互作用，发生一系列复杂的化学反应——缓慢氧化，使铁转化为铁的化合物，而酸和氯化钠能加速铁的锈蚀，如果让铁制品不再具备锈蚀的条件，就能防止其生锈。上述实验是在真实情境下开展的，实验结果能够对人们的生活带来积极影响，所以项目化实验极大地促进了知和行的统一，它不仅给学生带来了一段深刻的学习体验，也实现了科学探究与实践的培养目标。

四、结论

实验是初中化学教学中十分重要的一环，它是学生积累知识、提高应用能力的重要途径。但传统的初中化学实验过于倚重知识目标，导致实验功能异化，难以取得理想的效果。核心素养视域下，教师应对现状进行反思，并集中更多的资源，创新化学实验的模式和方法，从而确保教学相长，全面提高学生的核心素养。

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