“科學探究與創新意識”在高中化學教學中的滲透

摘 要：“科學探究與創新意識”是高中化學學科核心素養的重要內容。在高中化學教學中，教師應基于對該核心素養內涵的深刻認識，積極尋找相關的教學策略，將其有效滲透至各教學內容及教學環節。文章以“溶液組成的定量研究”的教學為例，探討科學探究與創新意識的具體滲透思路，以供參考。

關鍵詞：科學探究與創新意識;高中化學;溶液;定量研究

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2022）16-0064-03

引? 言

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）對“科學探究與創新意識”進行了詳細的論述[1]。為確保該意識在“溶液組成的定量研究”教學中得到有效滲透，教師應認真學習其內容，理解其內涵，尋找其與教學內容的契合點，尤其要認真回顧與總結相關教學經驗，綜合運用多種方法進行授課，爭取在順利完成教學任務的同時，促使學生“科學探究與創新意識”的有效提升。

一、“科學探究與創新意識”的解讀

《課程標準》從四個方面對“科學探究與創新意識”進行概述：正確認識科學探究、發現和提出有價值的問題、開展實驗探究活動、具備實踐以及創新意識。這四個方面符合學生的認知規律，其中正確認識科學探究是開展探究活動的基礎，教師可引導學生認識到科學探究在利用高中化學知識解決實際問題方面的重要作用。發現和提出有價值的問題是開展科學探究活動的重要切入點。學生只有牢固掌握化學基礎知識，從化學視角分析問題，才能確保提出的探究問題具有較高價值。基于提出的問題，學生需要開展相關的實驗探究活動。而開展實驗探究活動需要確定探究假設、探究目的，認真設計探究方案，并運用所學實驗知識完成實驗，分析實驗結果。不僅如此，學生在探究的過程中還應具備良好的合作意識，通過相互之間的合作確保探究活動的高效開展。當然，在完成探究活動后，學生還應認真分析探究過程，分析探究過程中存在的不足，通過優化相關細節，創新相關環節，進一步完善探究活動，提升探究質量[2]。

二、“溶液組成的定量研究”內容分析

“溶液組成的定量研究”單元主要包括“物質的量濃度”和“化學反應的計算”兩節內容。其中，在“物質的量濃度”一節中，教師不僅要講解相關概念，還要重點講解“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗，并緊跟實驗講解“化學反應的計算”內容。

其中，“物質的量濃度”是高中化學中常用的計量單位，是進行化學計算的重要基礎。“配制一定物質的量濃度的溶液”是高中化學的重要實驗，和科學探究與創新意識有著密切的聯系。在高中化學教學實踐中，教師應對教學活動進行合理設計，通過給予學生引導與啟發，使學生參與實驗的各個環節，鼓勵其積極動手操作，在深化其對實驗原理認識的同時，有針對性地培養學生的科學探究與創新意識[3]。

三、“溶液組成的定量研究”教學的實施

（一）教學設計

教師在教學“溶液組成的定量研究”前應做好充分的課前準備，認真設計教學方案，提高課堂教學效率[4]。考慮到“物質的量濃度”和“物質的量”有著密切關系，為了更好地引入新課，教師應注重聯系學生的知識儲備，從“物質的量”切入設計問題，促使學生主動進行“物質的量濃度”概念的學習，理解并掌握“物質的量濃度”計算公式。同時，為了確保學生成功地完成“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗，學生需要認識相關實驗器材，掌握相關器材的使用方法。基于此，教師可在課堂上使用多媒體設備展示不同規格的容量瓶圖片，向學生認真介紹容量瓶的構成、規格、使用方法及使用注意事項等，以此為基礎，拋出實驗問題，并組織學生以小組為單位，參考課本內容開展實驗探究活動。與此同時，教師應在課堂上了解學生的實驗情況并給予引導，讓學生交流實驗心得，做好實驗優化。當完成實驗內容后，學生自然也就理解了“化學反應的計算”所依據的原理。此時，教師就可以在課堂上講解相關例題并及時組織學生開展有針對性的訓練，鍛煉學生學以致用的能力。

綜合來看，教師可以使用的教學方法主要有問題教學法、自主學習教學法、多媒體教學法、實驗教學法、小組合作教學法等。同時，教師可將課堂分成“物質的量濃度”“配制一定物質的量濃度的溶液”“化學反應的計算”三部分。在教學活動中，為確保各教學法優勢的充分發揮，“科學探究與創新意識”培養工作的順利完成，教師應確保相關細節考慮到位，落實到位[5]。

（二）課堂展開

1.“物質的量濃度”的教學

在課堂上，教師使用多媒體設備向學生展示以下問題，要求學生思考作答，為新知識的引入做好鋪墊。什么是溶液的濃度，怎樣計算溶液濃度？什么是物質的量？這兩個問題，一個是學生在初中階段學習過的，另一個是在高中階段剛剛學習過的，兩個問題都不難回答。以學生熟悉的問題切入，能在激發學生思考熱情的同時，降低學生的學習陌生感，增強其學習的自信心。當學生回答完上述兩個問題后，教師繼續拋出新的問題：在溶液中如何表示單位體積內物質的量？而后要求學生完成對課本中“物質的量濃度”概念的自主學習。

2.“配制一定物質的量濃度的溶液”的教學

講解“配制一定物質的量濃度的溶液”實驗前，教師應引導學生理解實驗原理。根據上述內容，不難計算出溶液中溶質的物質的量。接著，教師要求學生思考：物質的量和物質的質量有什么關系？學生聯系所學，認真思考，得出m=nM，其中M為物質的摩爾質量，最終可得出c=m/MV，對于某一確定的物質根據化學式可得出M，而質量m可通過稱量工具得出（為保證稱量精度實驗中使用分析天平、電子天平），但是體積則需要使用容量瓶定容。教師可在課堂上使用多媒體設備為學生展示不同規格的容量瓶圖片。學生認真觀察可以看到容量瓶由瓶體和瓶塞兩部分構成，而且各種規格的容量瓶上均明確地標出了規格及溫度，同時，在瓶頸上有刻度線，以標示體積。那么容量瓶究竟該怎樣使用呢？教師在課堂上使用多媒體設備為學生播放對應的微課視頻，使學生更好地把握容量瓶的使用要點，認識到在定容時需要使用膠頭滴管，以保證定容的精度。在此基礎上拋出以下問題：怎樣配制100mL0.1mol/L的Na2CO3溶液？

教師要求學生認真學習課本內容，而后將班級學生兩人分為一組設計實驗步驟，并提供器材，讓其進行實驗操作。學生通過認真閱讀課本，從課本中獲得啟發，順利設計出實驗步驟。設計的實驗步驟為：計算、稱量Na2CO3固體→溶解固體→轉移→定容。實驗選用的器材：100mL容量瓶、電子天平、玻璃棒、100mL燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，使用的實驗試劑：Na2CO3固體、蒸餾水。

教師要在課堂上給學生預留動手操作的時間，同時，要了解學生的實驗進度。尤其是當學生完成實驗操作后，教師要引導學生認真回顧實驗過程，交流實驗心得，思考在實驗過程中遇到了哪些問題，其對實驗結果精度造成了哪些影響，該如何進行優化及創新，以提高實驗精度。學生通過認真討論，總結出了以下不當的實驗操作：實驗過程中沒有洗滌燒杯和玻璃棒;轉移溶液時有少量溶液撒到容量瓶外面;定容時俯視刻度線;未冷卻到室溫便轉移溶液至容量瓶并定容。

結合實驗原理，學生認真討論并得出了上述操作會導致最終配制的溶液濃度出現偏差的結論，因此，在實驗過程中應嚴格按照實驗要求進行。不僅如此，通過討論，學生認為完成溶液的配制后應貼上標簽，以便他人使用。

3.“化學反應的計算”的教學

在“化學反應的計算”教學中，教師為學生講解課本中的例題。同時，展示以下課堂習題，對學生進行訓練，幫助其更好地鞏固所學：將500mL的BaCl2和KCl溶液分成兩等份，向其中一份加入amolNa2SO4溶液，Ba2+剛好完全沉淀;向另一份中加入bmol硝酸銀溶液，Cl-剛好完全沉淀，則原溶液中K+的物質的量濃度為多少？

學生結合所學及化學反應過程，正確地計算出該題的結果。計算過程如下：amolBaSO4沉淀中含有amol的Ba2+，對應溶液中含有2amol的Cl-;bmolAgCl沉淀，對應bmolCl-，則KCl中含有的Cl-的物質的量為（b-2a）mol，其對應的體積為250mL，則可得c=n/V=（b-2a）mol/0.25L=4（b-2a）mol/L。

（三）教學小結

完成該部分內容教學后，為進一步加深學生的印象，教師在下課前幾分鐘與學生一起回顧講解的知識點。同時，教師運用多媒體設備展示該部分的思維導圖，做好該部分內容的總結，幫助學生牢固夯實所學。

四、“科學探究與創新意識”滲透策略

（一）做好合理教學規劃

合理的教學規劃是“科學探究與創新意識”有效滲透的保障。在教學實踐中，教師進行教學規劃時應注重考慮以下內容。其一，分析“科學探究與創新意識”核心素養內容與教學內容是如何聯系的，制訂目標時將該核心素養內容融入其中。其二，關注學生的學習感受及學習體驗，以更好地調動學生學習的主動性[6]。教師可通過聯系學生已學的舊知識，幫助學生構建新舊知識之間的橋梁，實現新舊知識的自然過渡，給學生帶來“似曾相識的感覺”，讓學生充滿信心地完成新知識的學習。其三，結合自身的教學實踐及所教內容的特點，明確授課中所用的教學方法，做好各種教學資源的準備，包括圖片收集、課件制作、微課視頻的收集與下載等。

（二）注重提供實踐機會

“科學探究與創新意識”的滲透應符合學生的認知特點，做好各內容之間的相互銜接[7]。教師可結合具體教學內容為學生講解科學探究的概念，結合具體案例進行剖析，加深學生對科學探究重要性的認識。同時，教師要做好科學探究理論知識的系統講解，尤其要給學生提供自主學習、討論的時間，使學生了解基礎知識的來龍去脈，為科學探究活動的開展夯實基礎。另外，在“科學探究與創新意識”的指引下，教師應以合理的形式組織學生進行實驗、探究，使學生親身體會探究過程，認真分析探究活動中遇到的問題，并相互合作，交流想法，盡可能創造性地解決問題，在無形中提升學生的創新意識。

（三）重視教學效果評估

在滲透“科學探究與創新意識”時，教師應做好教學效果的評估，及時發現教學活動中的不足，采取有針對性的改進方法[8]。一方面，教師要圍繞教學內容設計相關問題，檢驗學生能否靈活運用所學知識解決問題，結合學生暴露出的問題，在做好教學優化的同時，給予學生有針對性的學習指導。另一方面，教師要評估學生“科學探究與創新意識”的提升情況，分析是否還存在提升的空間。此外，教師應多與其他教師溝通交流，多請教經驗豐富的教師，注重將他人成功的經驗、優秀的做法應用到自身的教學活動中，獲得更好的滲透效果。

結? 語

綜上所述，基于對“科學探究與創新意識”核心素養內容及“溶液組成的定量研究”教學內容的認真分析以及對教學活動的認真設計，再結合以往經驗明確實踐中應用的教學方法，并在課堂上給予學生有針對性的指導，不僅能有效激發高中化學課堂的活力，而且能高效地達成授課目標，既能讓學生掌握所學知識，又能使他們的“科學探究與創新意識”得到鍛煉與提升。

[參考文獻]

蘆昱錦，陳迪妹.科學探究與創新意識在化學教學中的應用：以二氧化硫性質教學為例[J].當代化工研究，2022（03）：129-131.

張勝潔.基于“科學探究與創新意識”的課堂教學探究[J].基礎教育論壇，2021（30）：35.

高國盛.運用“問題探源”教學法培養學生科學探究與創新意識[J].中學化學教學參考，2021（20）：20-21.

雷周.基于“科學探究與創新意識”核心素養的化學課堂教學：以“配制一定物質的量濃度的溶液”教學為例[J].中學教學參考，2021（17）：68-69.

趙廣云.基于“科學探究與創新意識”的化學實驗教學策略[J].中學化學教學參考，2021（08）：58-60.

李剛.基于“科學探究與創新意識”的高中化學實驗教學策略研究[J].中國教師，2021（02）：104-106.

張麗萍.助力“科學探究與創新意識”素養提升的探究性實驗教學設計[J].中學化學教學參考，2020（21）：38-41.

唐勁軍，梁舒敏.基于“科學探究與創新意識”素養視角的高考化學試題分析[J].化學教學，2020（11）：85-90.

作者簡介：黃志煌（1983.2-），男，福建莆田人，

任教于福建省莆田第二中學，中學一級教師，本科學歷。