“思維進階”目標下的化學實驗教學策略

摘 要：隨著教育理念的不斷更新，人們越來越重視學生的全面發展，特別是思維能力的培養。化學實驗教學作為化學教育的重要組成部分，對于培養學生的科學思維、實驗技能和創新精神具有重要作用。化學實驗本身具有復雜性和挑戰性，需要學生具備一定的思維能力和分析能力。因此，在化學實驗教學中，應注重學生的思維進階，采用多樣化的教學策略，激發學生的思維活力，提高他們的化學素養和綜合能力。

關鍵詞：“思維進階”；化學實驗；教學策略

在實驗教學中，思維的進階發展需求已日益受到重視。傳統的化學實驗教學往往側重于知識的傳授和實驗操作的規范化[1]。然而，隨著教育理念的更新和對學生綜合素質的需求，教育工作者逐漸意識到，在實驗教學中更應注重學生的思維發展，培養其觀察、探究、分析和解決問題的能力。因此，思維進階已經成為化學實驗教學中的一項迫切需求。在化學實驗教學中，理論與實踐的結合至關重要。傳統教學模式往往偏向于傳授理論知識，而對實踐操作的重視不足。然而，單純的理論學習難以激發學生的學習興趣和實驗探究的動力。因此，化學實驗教學需要采用理論與實踐相結合的教學模式，使學生在實際操作中理解理論知識，加深對知識的理解和記憶[2]。這種教學模式不僅能夠滿足學科內容的學習需求，更能培養學生的實驗操作技能和解決問題的能力。

一、現階段高中化學實驗教學現狀

目前高中化學實驗教學存在著一些問題，主要體現在實驗設計的單一性、實驗過程中缺乏獨立思考和探索的機會，以及對實驗數據分析和結果推斷能力的培養不足。這些問題導致學生在實驗過程中缺乏主動性和創造性，影響了他們的思維能力發展，嚴重影響了高中化學實驗教學的效果。在現階段的高中化學實驗教學中，學生思維能力不足表現得較為普遍。首先，學生缺乏對實驗現象進行觀察和分析的能力，他們往往只將實驗過程視作一種機械性的操作，而忽略了實驗現象背后的原理和規律。其次，學生在設計實驗和提出問題時缺乏創新思維，常常依賴教師提供的實驗方案，并缺乏對實驗過程中出現問題的解決能力。此外，也存在學生對實驗數據分析和結果推斷能力的不足，無法準確地理解實驗數據背后的科學意義和邏輯關系。這些表現都凸顯了學生在化學實驗教學中的思維能力不足。為了提升高中化學實驗教學中學生的思維能力，需要加強學生的實驗設計與問題提出能力的培養，提倡在實驗過程中鼓勵學生自主思考和獨立探索，同時引導學生分析實驗數據和結果，培養他們的邏輯推理和科學思維能力[3]。同時，教師應加強對學生創造性思維的培養，通過多種途徑引導學生學會提出問題、解決問題，并著重培養學生的實踐能力和動手能力。

二、“思維進階”目標下化學實驗教學的意義

在當今教育領域，“思維進階”已經成為教學中的一個重要目標。化學實驗作為其中的重要一環，不僅是對化學知識的檢驗，更是對學生思維能力的培養與鍛煉。因此，深入探討“思維進階”目標下的化學實驗教學意義顯得尤為重要。通過有針對性地設計和實施化學實驗教學，可以有效提升學生的綜合素質，激發學生的求知欲望和創新潛能，幫助他們更好地適應未來社會對于人才的需求。化學實驗在學生思維進階中發揮著至關重要的作用。它不僅要求學生掌握實驗操作技能，還需要他們理解實驗原理、分析實驗結果、解決實際問題。通過進行實驗，學生不僅是在課本知識的基礎上進行簡單的實踐，更重要的是激發他們的探索精神和創新意識。通過化學實驗，學生將學會質疑、實驗、總結和改進，提高他們的邏輯思維能力、問題解決能力及創新能力。化學實驗教學應注重啟發學生的創新意識，培養他們的觀察、思考和解決問題的能力。教師應該引導學生主動發現問題、主動解決問題，并在實驗的過程中給予適當的引導。通過設計開放性的實驗內容和提出問題，激發學生的求知欲和思維的活躍度。在實驗中給予學生充分的自主性和創造性，強調實驗的探究性、實踐性和創造性，培養學生的創新能力。通過設計一些突破傳統的實驗內容和形式，可以拓展學生的思維空間，激發他們對化學科學的興趣。在實驗中，學生需要不斷地思考實驗原理、觀察實驗現象，積極主動地參與實驗操作和數據分析，培養了學生的耐心、細心和動手能力。同時，實驗過程中的合作與溝通也鍛煉了學生的團隊合作意識和溝通能力。通過化學實驗，可以全面提升學生的動手能力、思維能力和協作能力，培養學生的創新意識和實踐能力，為其綜合素質的提升奠定堅實的基礎。通過上述分析可見，“思維進階”目標下的化學實驗教學意義重大、深遠。

三、“思維進階”目標下的化學實驗教學優化策略

（一）設計層次性實驗任務，符合學生認知規律

設計層次化的實驗任務，可以根據學生的思維發展水平，布置不同難度的任務。初級任務聚焦于基本操作和實驗現象的觀察，幫助學生熟悉實驗環境和器材，培養觀察力和記錄能力。中級任務則進一步要求學生理解實驗原理，并能簡單應用這些知識，有助于學生對所學內容的深入理解和實踐能力的提升。而高級任務則旨在挑戰學生的創新思維和實際問題解決能力，鼓勵學生獨立思考，設計出新穎的實驗方案，并解決實際問題。借助層次化的設計不僅符合學生的認知發展規律，還能激發他們的學習興趣和動力，促進全面發展。

例如，在進行《探秘膨松劑》一課中關于“碳酸鈉和碳酸氫鈉”這一實驗時，教師可以設置一個初級任務，讓學生了解膨松劑的作用及其在食品中的應用，激發對膨松劑原理的好奇心。隨后向學生展示松軟的面包、蛋糕和酥脆的餅干，詢問他們為什么這些食品會有這樣的口感，簡要介紹膨松劑的定義和作用，并指出化學膨松劑中的碳酸氫鈉是關鍵成分，碳酸氫鈉為什么可以用作膨松劑？接下來，教師可以布置一些中級任務，通過實驗讓學生理解碳酸氫鈉作為膨松劑的工作原理，并探究其與食醋反應的效果。將碳酸氫鈉與食醋混合，觀察反應現象，如產生氣泡，這是因為在反應過程中產生了二氧化碳氣體，使混合物膨脹。和面時分別使用碳酸鈉和碳酸氫鈉，比較兩者的效果，讓學生觀察使用碳酸氫鈉蒸出的饅頭色澤發黃并略帶堿味，理解碳酸氫鈉單獨作為膨松劑效果有限。除此之外在和面時同時使用碳酸氫鈉和食醋，重新蒸饅頭，讓學生觀察并比較這次蒸出的饅頭與前一次的區別，驗證食醋與碳酸氫鈉反應可以提高膨松效果。接下來教師可以設置高級任務，鼓勵學生利用所學知識，設計創新實驗方案，探究碳酸鈉和碳酸氫鈉在其他領域的應用。讓學生思考除了食品領域，碳酸鈉和碳酸氫鈉還可以在哪些領域發揮作用？學生分組討論，提出可能的應用場景，如清潔劑、制藥等。要求學生設計實驗方案，驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉在這些領域的應用效果，學生進行實驗，記錄數據，并撰寫實驗報告，總結實驗結果和應用前景。學生要回顧實驗過程，總結碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質和用途，討論實驗中的發現與疑問，讓學生分享他們在實驗中的發現和感受，討論碳酸氫鈉作為膨松劑的優缺點，以及在實際應用中需要注意的問題。

（二）引入探究式學習方式，激發學生探究欲望

引入探究式學習方式是教育領域的一大創新，此方式鼓勵學生通過實驗探究化學現象背后的原理，而不僅是機械地按照步驟進行實驗。在這種模式下，教師不再僅是知識的傳遞者，而是成為引導學生探索的導師。他們會提出有趣的問題或假設，激發學生的好奇心和探究欲望。學生則需要自行設計實驗方案，親手進行實驗，并分析結果，這一過程不僅鍛煉了學生的動手能力和觀察能力，更重要的是培養了他們的科學探究能力。通過這種方式，學生可以更加深入地理解化學知識，提高學習

效果。

例如，在高中化學課程中《硫的轉化》是一個富有探索性的實驗章節，為了讓學生更好地掌握硫的轉化過程和性質，教師可以采用探究式學習方式，通過提出有趣的問題，激發學生的探究欲望，引導他們主動探索硫的奧秘。在課前，教師可以準備一系列引人入勝的問題，如：“硫是如何在自然環境中轉化的？硫的化合物有哪些用途？它們在我們的日常生活中扮演著怎樣的角色？”這些問題能夠激發學生的好奇心，使他們對即將進行的實驗充滿期待。接著教師可以向學生簡要介紹硫的基本性質和常見的轉化方式，如硫與氧氣的反應、硫與金屬的反應等。然后引導學生思考：“硫在不同的反應條件下會發生怎樣的轉化？這些轉化對硫的性質有何影響？”這些問題將促使學生深入思考，并激發他們的探究欲望。在實驗開始前，教師鼓勵學生自己設計實驗方案，選擇適當的試劑和條件，并明確實驗步驟。教師也要強調實驗室安全的重要性，確保學生在進行實驗時能夠遵守相關規定，保證實驗的順利進行。在實驗過程中，學生將親手進行實驗觀察并記錄硫在不同條件下的轉化現象，比如，在硫與氧氣的反應中學生可以觀察到硫燃燒時產生的火焰顏色和生成的產物。教師應該引導學生思考這些現象背后的原理，如為什么硫燃燒會產生二氧化硫等。實驗結束后教師可以組織學生進行討論和交流，分享各自的實驗結果和觀察。通過討論，學生可以進一步理解硫的轉化過程和性質，并發現實驗中可能存在的問題和不足。

（三）加強實驗數據的分析，強化學生思維能力

實驗數據可以使學生深入理解化學原理、驗證科學假設的關鍵橋梁。數據的準確記錄與深入分析，不僅要求學生具備扎實的實驗技能，更需要他們培養嚴謹的邏輯思維和敏銳的數據洞察力。在現代化學教育中，強化實驗數據分析已經成為提升學生科學素養的重要手段，教師應該積極引導學生，從實驗設計到數據收集，再到結果解讀，每一步都要求學生細致入微，嚴謹認真。通過訓練，學生不僅能夠掌握化學知識，還能培養出獨立思考能力，并為未來的科學研究奠定堅實的基礎。

以“原電池”的實驗為例，教師可以先向學生詳細介紹原電池的工作原理，并引導他們自己動手組裝原電池，記錄下實驗過程中的各項數據。實驗結束后學生得到了一系列的實驗數據，但當他們將這些數據與理論值進行對比時卻發現了明顯的差異：在改變電極材料時，理論上電壓應該有較大的變化，但實際測量到的電壓變化卻并不顯著；在調整電解質溶液的濃度時電流的變化也與預期不符。面對這些差異，教師并沒有直接給出答案，而是引導學生深入思考分析可能的原因。學生開始重新審視自己的實驗步驟，檢查是否有操作上的失誤。此時有的學生已經開始考慮實驗條件的影響，如溫度、濕度等環境因素是否對實驗結果產生了干擾。經過一番深入地分析和討論，學生逐漸找到了數據差異的原因。他們發現，一些實驗操作上的微小差異，如電極的清潔程度、連接線的松緊等都可能對實驗結果產生影響。環境因素如溫度的變化也可能導致電解質溶液的電導率發生變化，影響電流的大小。通過這次實驗數據的分析，學生不僅學會了如何嚴謹地對待實驗數據，更培養了他們的邏輯思維能力和數據洞察力。通過這次實驗的經驗教訓，學生在今后的實驗中也會更加注重細節，提高實驗的準確性。

（四）結合日常生活實際，提高學生的應用能力

將化學實驗教學與生活實際相結合，是一種富有創新意義的教學方法。傳統的化學實驗教學往往局限于教材和實驗室，缺乏與實際生活的聯系，難以激發學生的學習興趣和實際應用能力。而結合生活實際的實驗教學，則能夠使學生更加直觀地感受到化學在生活中的無處不在和實用性。

例如，在學習高中化學《乙酸與乙醇的反應》這一實驗內容時，這是一個與日常生活緊密相連的實驗主題，乙酸和乙醇都是學生在生活中經常接觸到的物質，比如食醋中就含有乙酸，而乙醇則是常說的酒精。通過這個實驗，可以更好地理解乙酸和乙醇的性質，以及它們在生活中的實際應用。在實驗開始之前，教師可以先給學生舉個例子，讓學生更好地理解這個實驗與生活的聯系。學生都知道，做菜時常常會用到食醋和料酒，它們分別含有乙酸和乙醇。那么，當在烹飪過程中同時使用食醋和料酒時，它們之間會發生怎樣的化學反應呢？通過這個實驗，就可以找到答案。首先將乙酸和乙醇混合在一起，然后觀察它們之間的反應。在這個過程中，會看到混合液的溫度逐漸升高，并且會生成一種具有特殊香味的物質——乙酸乙酯，這種物質正是在烹飪過程中常常聞到的香味來源之一。通過這個實驗，學生不僅學習了乙酸與乙醇的化學反應原理，還深入理解了它們在生活中的實際應用。結合生活實際的教學方式，不僅激發了學生的學習興趣，還提高了他們的實際應用能力。化學并不是一門孤立的學科，它與生活緊密相連，只要用心去發現，就會發現化學無處不在。使學生能夠在學習中保持好奇心和探索精神，將化學知識應用到實際生活中，為生活增添更多的色彩和樂趣。

結束語

綜上所述，要提升高中化學實驗教學中學生的思維能力，需要引入多樣化的教學資源，創新教學方式，加強師生互動，培養學生的自主思考和實踐能力，這將是未來高中化學實驗教學改進的重要方向。只有通過全方位的教學改革和創新，才能真正提升學生的思維能力，為未來的科學創新人才培養奠定堅實基礎。教師要繼續深化“思維進階”目標下的化學實驗教學策略的研究與實踐，不斷探索更加有效的教學方法和手段，為學生的全面發展提供更加堅實的支撐。同時，也期望通過教師的努力，能夠推動化學實驗教學理念的更新和教學方法的創新，為化學教育的繁榮和發展貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]楊德紅.“思維進階”目標下的化學實驗教學策略[J].化學教學，2023（10）：56-60，63.

[2]周廣，劉翠，李德前.基于化學思維進階的實驗創新設計[J].實驗教學與儀器，2020，37（2）：38-40.

[3]劉玉榮，史鵬園.“深度學習”視野下高中化學實驗教學：問題與對策[J].化學教育（中英文），2018，39（17）：8.