义务教育新课标视域下的化学实验教学创新

谢明阳 鲍亚培

摘  要  《义务教育化学课程标准（2022年版）》对实验教学提出新的要求。以第六、第七、第八届全国中小学实验教学说课活动中选送的134节初中化学实验说课作品为例，简要分析新课标视域下初中化学实验教学说课作品设计的优点及不足，建议实验创新设计紧扣课程标准，落实学科核心素养的要求，以综合实践为抓手，选择学生感兴趣的问题，丰富实验创新角度。

关键词  初中化学；实验教学；说课活动；核心素养

中图分类号：G424.31    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）05-0026-05

0  引言

科技创新型人才是实现科教兴国、人才强国战略的根本保障。在基础教育阶段，实验教学不仅有助于学生对知识的理解和掌握，同时也是培养学生的科学精神、问题解决能力和创新意识的重要手段。优质的科学实验经历奠定了学生未来从事科学研究和工程实践工作的基础[1]。为提高人才自主培养质量，2022年4月，教育部颁布《义务教育化学

课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”），立足立德树人根本任务全面推进以素养为本的课程改革。新课标将核心素养凝练为化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，并通过设立学习主题从实验内容、目标、实施、评价等多方面提高对化学实验教学的要求。全国中小学实验教学说课活动已成功举办多届，有效促进了我国化学实验教学方法的创新及实验教学质量的提升。本文选取第六、第七、第八届全国中小学实验教学说课活动中初中化学实验作品，从落实新课标的角度进行简要分析，以期为今后参与本活动的化学教师提供参考。

1  活动案例分布特点分析

1.1  总体情况

全国中小学实验教学说课活动作为一项高质量、有影响力的教学活动，至今已成功举办八届。历届活动为全国初中化学教师的实验教学创新搭建了交流、分享的平台，促进了实验教学方法和策略的创新，为优秀的实验设计及装备改进提供了有效的推广和应用。自第六届起，初中化学学科的参赛作品的数目和质量有了明显提升，每年不乏优秀作品入选“全国中小学实验教学说课活动优秀作品集”，具体数据见图1。

1.2  课程标准主题分布特点分析

新课标设置了五个大概念统摄下的学习主题，每个主题相对独立又具备一定关联，呈现了课程目标具体化的内容要求。主题1“科学研究与化学实验”侧重科学方法论与价值观，是所有实验活动的教学实施依据。主题5“化学与社会·跨学科实践”是学科价值的体现。中间三个主题“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”是学科重要的研究领域，其核心知识部分基本涵盖义务教育阶段的知识主题（见表1）[2]。

依据“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”三个主题的核心知识，对第六、第七、第八届全国中小学实验教学说课活动中初中化学实验作品进行分布统计（见图2、图3）。可以看出，大部分说课作品选题集中在“物质的性质与应用”主题中，其中又以“空气、氧气、二氧化碳”主题居多，算上“常见的酸、碱、盐”主题中关于二氧化碳与氢氧化钠相关性质的实验，二氧化碳相关的实验说课内容占比接近一半。同时，聚焦于“物质的化学变化”主题的作品数量较少，且多集中在燃烧与灭火相关实验，涉及其他反应类型及化学反应定量关系的作品较为稀少。

1.3  教材章节分布特点分析

以人教版教材为例，对近三届134件初中化学实验说课选送作品涉及的教学内容来源进行章节分布统计，可发现作品的教材章节分布具备较大差异（见图4）。

与课标主题分布对应，由于教材第六单元“碳和碳的氧化物”、第十单元“酸和碱”、第二单元“我们周围的空气”与“物质的性质与应用”关系密切，作品选题数目比较集中。第三单元“物质构成的奥秘”、第五单元“化学方程式”和第十二单元“化学与生活”由于涉及概念原理类知识较多，作品数目较少。需要注意的是，虽然这几个单元教材实验数量本身相对较少，但并非没有实验探究活动的设计空间。同时，人教版义教化学教材两册涉及教学实验95个，但教师说课投稿作品相对集中，即使是作品数量较多的单元依然存在这类问题，如第六单元的27个实验说课选题集中在二氧化碳的性质和制取，第七单元的20个作品选题集中在燃烧的条件及爆炸两个实验，约80%的教学实验并没有说课作品涉及。

2  活动案例内容分析

2.1  创新优势

这三届全国中小学实验教学说课活动的作品充分展现了各地教师高水平的实验教学素养和专业能力。这些优秀的实验说课作品中，针对教学实验的创新改进层出不穷，特别是入选优秀作品集的作品均具备鲜明的创新亮点，通常涉及实验设计、实验方法创新或实验装置的创新改进。

2.1.1  实验设计创新

针对实验设计创新的说课作品针对探究内容进行实验活动的组合或重构，引入真实情境完善探究环节，设计更具挑战性的实验流程。部分实验通过引入数码控制、传感器等新的实验方法或观察手段，使实验过程更加直观、生动，增强学生的理解和认知。部分作品设置了数据分析环节，注重学生思维和能力的培养，帮助学生发展信息素养。

2.1.2  实验装置改良创新

针对装置改进的实验创新通常以提高实验效率或安全性为目的，通过一体化、微型化等方式，提升实验活动的可操作性，加深实验活动的思维强度。调整实验环节、改变实验用品、将实验微型化确实能在一定程度上提升实验的成功率。

2.1.3  实验探究理念创新

同时，部分教师在实验设计中模拟科学家或工程师的视角，以解决真实问题为依托。如《探秘静电纺纳米纤维空气过滤膜》《項目式学习：制作天气瓶》等新课标倡导的以跨学科综合实践或项目式学习方式设计的实验说课作品也逐步出现。初中化学实验说课参赛教师通过各种途径改进创新，切实提高实验教学的效果和学生的学习体验。

2.2  暂存问题

部分实验说课作品中也暴露出一定的问题和不足。为更好地推进实验教学的创新并提高实验说课活动的质量，下面对近几届作品（特别是未入围全国展示作品）中比较常见的共性问题进行简要分析。

2.2.1  缺乏对教学主题的深入挖掘，选题重叠度高

参与活动的实验说课作品中，部分实验选题存在重叠度过高的现象。例如，“常见的酸、碱、盐”主题相关的27件实验作品里有16件是二氧化碳与氢氧化钠反应的设计的实验活动，加上“空气、氧气、二氧化碳”主题相关中的32个二氧化碳性质相关实验，二氧化碳这一物质的相关实验在三届活动中占比超过三分之一。重叠度过高的实验选题使“创新点”并不真的“創新”，同时也容易让创新角度剑走偏锋，脱离实验教学的育人价值。这反映出教师在实验选题时不自主地以考试难点或综合复杂程度为导向，缺乏对不同教学主题的深入挖掘。

2.2.2  实验改进目的不明确，创新角度单一

部分实验说课活动参与作品的创新角度较为单一，将重点过多地放在实验装置的堆叠、改造、替换上。例如，增加过多的实验步骤、添加并不符合学生当前认知要求的实验器材，甚至大量运用如医用导管、针管、输液袋等非化学实验用品。教学实验改进和创新对教学实验的发展不可或缺，但某些改进失去了经典实验直观、清晰、简单的美感，丢失了经典实验教学活动中蕴含的对于科学方法、操作手法等隐性知识的传授，给学生的理解增加了思维障碍。教师在参与活动时应慎重思考实验改进目的，避免为了改进而改进，以至舍本逐末，反而影响教学效果。

2.2.3  教学目标不清晰，脱离常态化教学

部分实验说课作品缺乏清晰的教学目标，脱离了实际教学的基本学情。例如，实验原理及活动设计忽视常态化教学中知识的习得顺序，将学生还未学习的实验装置和实验原理默认为已知进行综合探究。这种实验改进脱离了教学实际，如空中楼阁般无法实际应用在教学中。

3  建议与展望

3.1  紧扣课标，明确实验探究的素养要求

《义务教育化学课程标准（2022年版）》中明

确提出了“科学探究与实践”的学科核心素养及“科学探究与化学实验”的学习主题[3]。实验教学活动应紧扣课标，落实科学探究的素养要求，精选新课标主题中倡导的实验活动。例如，新课标“科学探究与化学实验”主题中提出了“化学科学本质”的大概念，这提示我们在实验教学实践中不应将目光局限于具体的学科知识，应注意从“化学科学本质”的视角出发，发挥大概念的统摄作用构筑实验活动设计。在实验活动的实施过程中，一方面要落实科学探究能力和基本的化学实验技能的内容要求；另一方面也要注意帮助学生形成实验探究的思路与方法、塑造严谨求实的科学探究态度，从而加深对化学科学本质的理解。教师在选题时应该注重对课程标准的理解和把握，明确所选实验的内容要求及学业要求，避免选题偏离义务教育阶段的育人目标，使实验活动更符合学习规律，这样才能提升学习效果、彰显育人价值。

3.2  响应新课标，以综合实践为抓手选择学生感兴趣的问题

新课标重视科学研究与实践活动，特别设置了学习主题5“化学与社会·跨学科实践”，倡导通过挑战性的实践任务帮助学生初步形成应用化学观念、科学方法解决实际问题的思路和能力，体会科学技术与合作创新的重要性。教师在实验说课活动设计时，可以参考学习主题5中的综合实践选题，如“基于特定需求设计和制作简易供氧器”“海洋资源的综合利用与制盐”“调查家用燃料的变迁与合理使用”等，充分利用实际资源与地缘性社会素材，引入学生感兴趣的真实问题，创造性地设计综合实践活动。这种结合真实问题情境的实验设计创新不同于对既有实验进行单纯的整合或装置的堆叠，不仅能够有效避免有限的实验选题局限于教学实验装置改进的重复问题，重要的是能够培养学生自主发展、合作参与、创新实践的能力，激发学生的情感认同，帮助他们获得情感体验，最终促成科学态度与责任高阶素养的形成和发展，落实立德树人根本任务。

3.3  善用课标，丰富实验创新角度

新课标在每个学习主题中明确给出了教学提示，提供了大量的教学策略、情境素材及学习活动建议。例如，在“物质的组成与结构”主题中，课程标准给出了利用科学家探索原子结构的科学史实的教学策略，提出了药品、食品标签上相应物质成分及含量的情景素材，以及查找常见的食品元素的组成、查阅元素概念的发展史等学习活动建议。在进行活动设计时可将这些问题情境与经典实验有机结合，完善探究活动链条，切实增强实验教学的趣味性和吸引力，提高实验教学质量和效果。同时，新课标倡导教师注重发挥现代信息技术的作用，积极探索现代信息技术与化学实验的深度融合。教师可利用数字化实验的直观性加深对原理的探究，或利用手机作为数据终端进行颜色拾取、热成像拍摄、微距拍摄等趣味活动，为实验教学带来更多趣味探索的可能。

4  参考文献

[1] 怀进鹏.加快建设教育强国 为全面建设社会主义现代化

国家提供基础性、战略性支撑[EB/OL].（2023-01-05）

[2023-02-20].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_z

t/moe_357/jjyzt_2022/2022_zt17/xxgc/xxgc_bs/2023

01/t20230105_1038295.html.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022

年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[3] 钱扬义.《义务教育化学课程标准（2022年版）》解读：

科学探究与化学实验[J].化学教育（中英文），2022，

43（21）：13-20.