科技創新教育在化學教學中的研究與應用

周欣夢，蘇祖福，胡明雪，姚成立

（合肥師范學院化學與化學工程學院，安徽合肥 230601）

習近平在2020 年主持召開的科學家座談會中強調“我國經濟社會發展和民生改善比過去任何時候都更加需要科學技術解決方案，都更加需要增強創新這個第一動力，各級領導干部要認真貫徹黨中央關于科技創新的決策部署，落實好創新驅動發展戰略，尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創造，遵循科學發展規律，推動科技創新成果不斷涌現”。

自新課改以來，我國一直提倡學生化學學科核心素養的發展。按照新課標的實施建議，教師在化學教學中應緊緊圍繞“發展學生化學學科核心素養”這一主旨，將科技創新融入化學教學中，更加強調學生科學探究和創新意識的重要性。科技創新教育既是素質教育的重要部分，也是新課標下化學核心素養達成的重要路徑，既有助于學生的創新思維、創新精神的提高，也能調動中學生的主體性、自覺性、積極性、獨立性、創造性以及強烈的求知欲和探究欲，使學生自主學習，全面發展，提高科學創新精神和實踐能力，深入落實化學新課改的要求，同時滿足國家對于創新型人才的需求。

本文探索通過科技創新與化學教學深入融合的道路，將科技創新的案例以及科學史的演進搬入課堂，希望學生在化學課堂中提高科技創新能力，體會化學探究思維。在蘊含科技創新思想的課堂中加強、鞏固化學基礎知識，提高科學探究精神和創新意識，真實有效地促進學生化學學科核心素養的發展。

1 科技創新教育在化學教學中的實施目的和現狀

科技創新教育，就是培養學生創造性思維、創新精神和創新能力的教育活動，其目的是使中學生具有創新能力，能夠適應社會的發展。從科技創新和現在推行的化學教學理念可以看出，兩者并不矛盾，可以說兩者的目標是一致的。所以將科技創新與化學教學相融合是合理可行的。

據調查，僅有5.6%的學生對科技創新毫無興趣。在新課改的背景下，有的學生確實產生了創新的熱情，但是由于缺乏相關知識、技巧、專業指導和創新的毅力，往往半途而廢。現在為鼓勵中學生培養發散思維和科技創新精神，我國推行得獎加分制，即在科技創新大賽中得獎即可享受中考、高考加分優惠政策，或者對于十分優秀的得獎者直接被名校錄取，免去中考或高考的升學考試。這一政策使得學校對于鼓勵學生進行科技創新的力度加大，各所學校的發明創造實驗舉行得如火如荼，教師在課堂教學中對于科技創新教育的滲透也更加深入。

2 以科技創新為載體的學生科學探究和創新意識的培養

中學階段是學生核心素養發展的關鍵期，科技創新活動所涉及的領域非常豐富，實驗等課題研究類的活動即以培養探究能力為主，涉及與化學直接相聯系的內容。教師可以引用化學專利案例輔助課堂教學，也可以引用化學史貫穿整個課堂，啟迪學生的探究欲望和創新意識。教師也要鼓勵學生參照課堂所學的基礎知識并廣泛閱讀課外文獻，積極參與科技創新活動，真實體會科學探究的過程，做探究的主人。教師輔助學生完成科技創新活動，并提供相關的科技知識。

2.1 科技創新融合化學教學的案例分析

現行的人教版教材中的部分實驗存在不足，教師可以通過自制教具、改進實驗方案，給實驗點燃探究性的火花。

案例1：用一次性塑料滴管作為電解氯化銅溶液的裝置（見圖1）

圖1 教具創新專利

案例分析：該教學用具彌補了原教材實驗的不足之處，學生親自動手實驗，能夠感受到化學的魅力，提高化學學習的興趣。把科技創新專利引入實踐教學中，多數學生會產生科技創新的萌芽，他們會逐漸明白一切的創造都是源自于發現，在以后的實驗過程中，他們也會具備批判的思維和創新的意識面對教材中的實驗方案。所以將科技創新引入化學課堂中，學生會感受到科技創新無處不在，從而不斷地樹立科學探究和創新意識，產生科技創新的興趣。

案例2：演繹電離理論的建立過程（見圖2）

圖2 教學流程圖

案例分析：以科學研究為載體，學生感受理論演進的過程，初步了解理論的本質。該教學案例很好地將科技創新教育與化學教學融合起來，把科學家的探索歷程呈現在化學課堂中。學生不僅內化了理論知識，還發展了認知角度和深度，有助于學生理解科學本質，發展科學探究能力和創新意識，提升學科思維水平。

2.2 科學探究和創新意識的培養對策

在化學教學中，應該從知識、能力、品質三個維度來培養學生的科學探究和創新意識（見圖3）。針對品質的培養，筆者認為在課堂中應該滲入化學史的教學，引入與化學科技創新有關的新聞以及化學前沿。學生在這種環境氛圍的熏陶下，會逐漸形成堅毅、獨創、自信、探索的科學品質，而能力的真正提高還要多經歷科學探究實驗、真實的科技創新過程。可以說科技創新教育是學生科學探究和創新意識形成和提高的重要手段。

圖3 科學探究和創新意識發展能力

2.2.1 大力營造科學探究氛圍

提倡在化學教學過程中滲透化學史的教育，引用與化學有關的科技創新內容，使用化學專利教學用具，把每一節化學課都浸透在科技創新的氛圍中，學生的科學探究和創新意識會得到深層次提高。

2.2.2 積極開展實驗探究活動

化學是基礎科學科目，想要中學生學好化學，要充分利用化學實驗這一實踐平臺，以實驗設疑，營造創新氛圍，培養中學生創新精神和實踐動手能力。在中學生科技創新活動中有實驗課題類活動，教師在教學中可以多為學生提供好的靈感，啟迪學生的探究意識。比如在講解濃鹽酸制備氯氣實驗時，隨著反應的進行，鹽酸濃度不斷降低，導致反應停止，教師可以反問學生當鹽酸濃度達到多少時反應會停止呢？學生設計實驗方案來進行探究，在激發學生不斷探討和研究的同時，可以使學生增長理論知識，提高實踐能力，即以實踐活動促進理論知識學習，以理論知識指導實踐活動。

2.2.3 鼓勵參與科技創新大賽

鼓勵學生參加科技創新大賽，培養科技創新思維，在實踐教學過程中老師輔導學生，提供專業意見和理論知識輔導，學生自己查找相關文獻，動手設計操作，充分發揮中學生的主觀能動性。在科技創新活動中還可以對學生進行科技創新教育，使其在學習過程中潛移默化地培養創新意識，開發創造力。

3 科技創新教育在化學教學中應用的啟示

當今世界，科學探究精神和創新意識比任何時代都顯得重要，而科技創新尤其顯示出對這種能力的訓練和考驗。一個國家有沒有持久的創新能力，關鍵在基礎教育。中學教育尤其應該重視這種創新能力的培養，而中學化學作為一門自然科學科目更需要學生的創新精神。如今世界日新月異，社會要求中學生會學習、會創造性思維、會解決學習中的問題、會動手實踐操作，并且需要中學生將理論和實際聯系在一起，使得知識系統不斷豐富和完善，認識能力不斷提高。為此做到以下幾點，對于突出科技創新理念、提高教學質量尤為必要。

（1）確保學生的主體地位，學生是中心，教師是輔助，引導學生親身經歷科學探究的每個環節，經歷科技創新的過程，使學生逐步發展自己的學科思維，提高科學探究和創新意識。

（2）對于開展科技創新教育培養學生的科學探究能力，教師起著重要作用。教師應在具備良好創新能力的前提下努力創設研究性學習情境，激發學生對化學的學習興趣，培養學生的創新意識，在教學中要激勵學生大膽置疑，培養學生的創新精神。通過積極開展課外科技活動，鼓勵學生參加科技創新大賽來提高創新能力。

（3）目前中考、高考對于在科技創新活動中獲獎的學生給予加分的優惠政策，教師可以此來鼓勵、引導學生多參與探究活動，但不能迷失科技創新活動的初心，要不斷引導學生形成科學探究和創新意識，讓化學學科核心素養真正落地生花。