核心素养理念下初中化学实验设计与实施探究

摘要：在核心素养教育理念的引领下，初中化学实验教学不仅注重学科知识的传授，还强调学生实践能力、科学思维以及团队合作精神的培养。文章旨在探索核心素养理念下的初中化学实验设计与实施策略，在分析核心素养理念下初中化学实验教学现状基础上，结合理论分析与教学实践，提出了一系列教学策略，以期能激发学生对化学的兴趣，提高他们的实验技能、科学思维和批判性思维，为初中化学实验教学提供实践参考。

关键词：核心素养；初中化学；实验设计；教学策略

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1673-8918（2025）09-0117-04

在新课标指导下，初中化学的教学导向逐渐由“双基”向“核心素养”转变。在“以人为本”的教学理念下，推进初中化学教学改革，将促进学生全面发展放在教育的重要地位，旨在培养具备扎实学科基础、灵活运用知识解决问题、具备综合素养的新一代人才。化学实验以其具体操作性和可视化特点，成为培养学生实践操作能力和科学思维的有效手段。在传统的初中化学实验教学中，部分教师将化学实验作为验证理论知识的方法，未能融入核心素养的培养。因此，教师需要探索有效的实验设计策略，以推动学生核心素养的培养与提升，促进初中化学教育事业的高效发展。

一、 核心素养理念下的初中化学实验教学现状

（一）教学思维固化

受应试教育的影响以及教学资源的限制，部分教师在初中化学教学时仍采用固有的教学思维，将实验教学视为理论教学的辅助手段，教材中的化学实验仅作为理论知识的补充或验证方式，使化学实验被边缘化。部分教师认为在课堂上进行实验教学会浪费时间，对考试没有实质性帮助，因此倾向于通过播放视频或口头描述实验现象来替代实际操作，以至于学生对实验能力不重视，将实验视为次要或无关紧要的学习环节。以理论教学为主的教学模式，也使学生习惯于接受课堂讲授的知识，进而逐渐缺乏独立思考和解决问题的能力。

（二）实验教学的实效性不佳

受多种客观因素的影响，现阶段的初中化学实验教学仍以理论教学为主，对教材中的化学实验，教师主要让学生通过记忆实验仪器、实验现象、操作步骤和实验结论来掌握化学实验知识。这种教学方法不仅缺乏对学生实验探究能力的培养，还使学生对知识点的掌握较为机械和僵化，他们对知识的掌握仅表现为浅层的理论记忆，对实验原理难以充分内化，学生的学习效果较差。还有部分教师在教学课时中安排了实验操作课程，但一个学期可能仅有两三个课时，且实验也是在教师的指导下按部就班地完成实验步骤，缺乏创新和探索的过程。此外，部分学校的化学实验器材和化学药品得不到及时的补充和更新，实验教学的物质保障不足，影响了实验教学的质量。

二、 核心素养理念下的初中化学实验设计策略

（一）化学实验生活化，强化化学应用能力

生活化实验设计强调将化学实验与学生的日常生活紧密结合，通过选用贴近学生生活的实验药品、实验仪器和实验内容，使化学实验贴近实际，让学生在熟悉的情境中学习化学知识，感受化学的魅力和实用性，有助于增强学生的化学应用能力。

1. 实验药品生活化

实验药品生活化是要求教师选择学生日常生活中容易接触到的物质作为实验药品，增强学生对化学实验的亲近感和参与度，从而强化他们的化学应用能力。在实际操作中，教师可以根据实验的具体内容和学生的实际情况，科学合理地选择实验药品。例如，在学习酸碱反应时，可以选用白醋（酸性物质）和小苏打（碱性物质）作为实验药品，让学生在家中就能进行简单的酸碱反应实验。此外，还可以利用易拉罐代替铝、火柴代替红磷、铅笔芯代替石墨等，这些生活中的常见物品均可成为化学实验的替代品。为了提高实验药品生活化教学的有效性，教师还可以结合学生的兴趣爱好和生活经验，设计一些具有趣味性和实用性的化学实验。例如，在学习溶液pH值的测定时，可以让学生利用厨房清洁剂、肥皂水、食盐水等生活中的物质来代替化学药品进行实验，既能激发学生的学习兴趣，又能提高他们的实验操作能力。

例如，在沪科版九年级上册第六章“金属的性质和应用”教学中，教师为了让学生能在生活中实现对金属化学性质的探究，将需要用到的实验药品利用日常生活中的常见物品代替，进行了实验设计。其中，需要用到的金属镁条可用废旧镁光灯中的镁丝代替，锌片可用废旧锌锰电池中的锌皮代替、铁片可用废旧铁钉或铁丝代替、铜片可用废旧电线中的铜芯代替，铝片可用废旧易拉罐代替。酸可以用醋（醋酸溶液）、柠檬汁（含有柠檬酸）或其他酸性果汁代替。条件允许的可用酒精灯加热金属，如果条件不允许，也可以使用蜡烛或其他热源代替。使用透明的塑料瓶或玻璃杯代替试管，用于盛放反应物和观察反应现象。

在金属与氧气的反应观察实验中，将各种金属直接置于热源上，观察其燃烧的现象。在金属与酸的反应观察实验中，将镁、铁、锌分别放入盛有醋或柠檬汁的容器中，观察气泡产生的速率，也可将铜放入同样的酸液中，观察是否发生反应。在实验中，教师强调热源的安全使用，避免发生火灾。由于醋和柠檬汁的酸性较弱，反应现象可能不如使用稀硫酸或稀盐酸时明显。因此，在实验过程中学生要耐心观察，教师还应鼓励学生通过讨论和交流来深入理解反应原理。生活化的实验药品能够让学生感受到化学与生活的紧密联系，并且能满足学生对实际操作的需求，在生活中直观地观察和感受化学反应的过程和结果，有助于提高学生的实验操作能力和化学应用能力。

2. 实验仪器生活化

教师可以选择学生生活中常见的物品作为实验仪器，如饮料瓶、玻璃杯、吸管等，可以用这些物品替代传统的集气瓶、烧杯和导管等实验仪器。一些简单的化学实验均可利用生活用品实现，如利用家中的简单器具和废旧物品进行净水实验，观察不同物质在水中的溶解性和反应现象等。通过实验仪器生活化的化学实验，不仅能让学生认识到化学知识在日常生活中的应用价值，还能增强其对环境保护、资源利用等方面的社会责任感，如通过净水实验，学生能意识到保护水资源的重要性，并学会如何运用化学知识和身边的工具来解决水污染问题。

例如，在沪科版九年级上册第二章“水的组成和净化”教学中，教师利用生活中的常见物品替代水的净化实验中所需的仪器。漏斗可以用塑料瓶的顶部切割成漏斗形状代替，滤纸则用干净的棉布或纱布代替，烧杯可以用玻璃杯或塑料杯代替，玻璃棒用筷子或吸管代替。用于吸附水中杂质的活性炭，可以用家中备用的活性炭包或活性炭滤芯代替，待净化的水样可以源于家中的生活污水。学生利用这些生活物品按照实验步骤，完成实验操作，注意观察并记录过滤过程中水样的变化，可以与过滤前的水样进行对比，以评估净化效果。可以进行重复多次的过滤操作。以达到更好的净化效果。

3. 实验内容生活化

生活中存在很多与化学相关的现象，教师可以选取生活中的化学现象作为实验内容，加深学生对化学知识和实验的了解和记忆。例如，在金属的化学性质教学中，可以通过铁钉锈蚀实验，让学生观察铁钉在不同环境下的锈蚀情况，从而理解金属腐蚀的化学原理。此外，学生还可以尝试采取不同措施来防止铁钉锈蚀，如涂抹防锈油、保持干燥等。通过生活实验让学生实际操作和观察，不仅能培养他们的动手能力，还能让他们在实际生活中应用所学的化学知识，解决金属腐蚀的问题。并且通过举例、拓展等方式，能让学生认识到金属防腐蚀措施在生活中的广泛应用，使学生感受到化学的魅力和实用性，进而更加热爱化学学科，同时具备运用化学知识解决实际问题的能力。

（二）趣味性实验设计，激发学习兴趣和动力

初中是学生学习化学学科的起始阶段，设计趣味性实验，不仅能有效激发学生对化学学科的学习兴趣，还能在一定程度上降低学习难度。新课标要求初中化学实验设计应在核心理念的导向下，充分考虑学生的兴趣点，通过趣味性实验设计，激发学生的学习兴趣和动力，从而促进学生核心素养的全面发展。因此，教师在初中化学实验教学中，可以选择能引发学生好奇心的实验内容，如“铁树开花”“魔棒点灯”“火山爆发”等趣味实验。趣味性实验具有现象明显的特点，能直观展示化学原理，吸引学生的注意力。

例如，在沪科版九年级上册第一章“认识化学科学”教学中，教师在课堂开始利用一系列的简单化学小实验吸引学生对化学科学的好奇心。实验一：“魔法瓶”——实验的本质为二氧化碳的灭火实验。教师准备小苏打、醋、蜡烛、透明塑料瓶、火柴等实验材料，并采用问题：“同学们，我们知道火是在空气中燃烧的，那么有没有一种气体可以让火熄灭呢？”引起学生的好奇心。随后，教师向学生展示化学小实验，先在塑料瓶中放入适量的小苏打，可以邀请一位学生帮忙点燃蜡烛并放置在桌面，确保蜡烛火焰位于瓶子开口的一侧，然后让另一位学生手持塑料瓶，教师向瓶内倒入醋，当看到产生大量气泡时让学生迅速将瓶口对准蜡烛火焰。让全体学生一起观察实验现象，发现蜡烛的火焰熄灭了。此时，教师进行简单的说明，解释是因为小苏打和醋反应会产生大量的二氧化碳，而二氧化碳不支持燃烧。

实验二：“彩虹牛奶”——实验的本质是液体的密度和表面张力的探索。教师提前准备牛奶、多种颜色的食用色素、洗洁精、棉签或滴管等实验材料。先询问学生：“大家有没有见过彩虹？我们知道空气中形成彩虹的色彩和光的折射有关。那么，如果我们不用光，而是用牛奶、色素和洗洁精，能不能制造出类似彩虹的效果呢？”引导学生思考如何用日常生活中的材料来模拟自然现象，激发他们的实验兴趣。可以将学生分成几个小组，每组发放一套实验材料，让学生在教师的带领下逐步完成实验操作。首先在浅盘中倒入适量牛奶，形成一层薄薄的牛奶层，接着使用滴管或棉签轻轻滴入不同颜色的食用色素到牛奶表面，注意不要搅拌，然后在色素滴落的地方轻轻滴加一滴洗洁精。让学生观察并描述观察到的实验现象，学生发现滴加洗洁精后，色素开始在牛奶表面扩散，形成类似彩虹般的漩涡图案。教师向学生解释是因为洗洁精破坏了牛奶表面的张力，导致色素在牛奶中移动，让学生体验化学学科的魅力和神奇。

此教师还可以基于酸碱反应设计“火山爆发”小实验、根据酸碱指示剂制作的原理设计“隐形墨水”小实验等，让学生感受化学实验的神秘和丰富多彩。在初中化学教学中，设计一系列趣味性实验能极大地激发学生的学习兴趣，使其主动地参与到化学实验中。并且学生通过亲身实践，能更直观地感受化学反应，有助于培养通过实践操作验证化学知识的意识。

（三）引入实验方案制订环节，培养科学思维能力

初中化学实验教学不仅注重提高学生的实验操作能力，还要培养学生的科学思维能力。教师可以根据课堂教学的理论知识，鼓励学生以小组的形式设计实验方案进行验证。小组内成员应分工合作，共同设计实验步骤、选择实验器材和药品，并预测实验结果。实验方案设计完成后，教师和其他小组同学共同对展示的方案进行评估，给出具体的反馈，展示小组则根据反馈意见优化自己的实验方案，并通过实践操作进行验证。

例如，在沪科版九年级上册第四章“化学反应发生的条件”教学中，教师设置四个实验目标要求学生制订相应的实验方案，包括探究不同物质的可燃性；证明氧气是燃烧的必要条件；证明达到一定的温度是燃烧的必要条件；以及综合应用燃烧三要素的知识，设计实验验证三要素同时存在的必要性。教师让各小组选择前三个实验目标中的一个，设计相应的实验方案进行验证，最后全体小组分别制订实验方案验证第四个实验目标。第一个实验目标，学生计划采用对比实验法探究不同物质的可燃性，逐一尝试用火柴或点火器点燃准备的多种材料，记录哪些能被点燃，哪些不能，进而得出结论。第二个实验目标，学生采用控制变量法探究氧气在燃烧中起到的作用，将一根蜡烛点燃后置于空气中，另一根蜡烛同样点燃后放入一个倒扣的烧杯或玻璃罩内，讨论为什么一段时间后罩内的蜡烛会熄灭，从而理解氧气对燃烧的重要性。第三个实验，学生计划采用加热实验法探究温度在燃烧中的作用，将纸片放在铁架台上，用酒精灯加热纸片的一端，但不直接点燃；以及在塑料袋中装水放在火焰上直接加热，塑料袋要与火焰接触。观察纸片和塑料袋的燃烧情况，可以使用温度计测量接近火源处的温度，得出燃烧需要达到着火点的结论。第四个实验，学生仍然采用控制变量法设计综合实验方案进行探究。教师和其他小组学生对展示的实验方案进行评价，帮助其优化实验方案，使学生能利用优化后的实验方案成功验证实验目标。实验方案优化后，教师为学生提供实验器材和药品，让他们按照优化后的实验方案进行操作，观察实验现象，记录实验数据。实验结束后，学生应对实验结果进行分析，比较实验数据与预测结果的差异，探讨可能的原因，根据猜测的原因持续优化实验方案并重复实验操作进行验证。通过参与实验方案的制订和实施，学生学会了如何提出问题、分析问题、解决问题，可以培养他们的科学思维能力和创新能力，优化实验方案则促进学生形成了科学的实验态度和精神。