“三新”視域下高中化學大單元教學中的科學探究能力培養

摘 要：“三新”視域下，高中化學大單元教學呈現出一系列鮮明的教學特點和要求。其中，科學探究能力的培養在現階段高中化學教學中十分重要。對此，深入探討了“三新”視域下如何在高中化學大單元教學中有效培養學生的科學探究能力。為了確保研究的廣泛性和深刻性，綜合運用了多種研究方法，包括文獻研究、案例分析、問卷調查以及訪談等。分析了大單元教學模式在化學教學中的應用，闡述了其在幫助學生形成完整知識體系、培養深度思維和科學探究能力方面的優勢。在提升策略方面，給出了轉變教學理念、創新實驗素材并設計具有挑戰性的探究任務、加強學生合作交流和組織探究活動等方法。以期為高中化學教學改革和創新提供有益的啟示和參考。

關鍵詞：“三新”；高中化學；大單元教學；科學探究；合作交流

基金項目：廣西教育科學“十四五”規劃2021年度廣西高考綜合改革專項課題“‘三新視域下學生核心素養培養的高中化學大單元教學設計實踐研究”（立項編號：2021ZJY1775）。

作者簡介：黃科顯（1987—），男，廣西壯族自治區欽州市第一中學。

隨著教育改革的持續深化，高中化學教育正處在轉型與創新的關鍵時期。新課程、新教材、新高考所組成的“三新”，不僅為化學教學帶來了新的挑戰，也為其注入了新的活力。在“三新”背景下，培養學生的科學探究能力顯得尤為重要，這不僅關系學生的個人發展，也是推動化學教育回歸本質的實踐。高中化學大單元教學作為培養學生科學探究能力的重要途徑，正受到越來越多的關注。這種教學方式強調知識的整體性、系統性和連貫性，有利于學生在更廣闊的視野下理解化學知識，從而激發探究興趣。通過大單元教學，教師可以將零散的知識點串聯起來，構建一個有機的知識體系，讓學生在探究過程中逐步掌握科學的方法和技能。

一、高中化學大單元教學的現狀

（一）高中化學大單元教學的實施現狀

高中化學大單元教學的獨特之處在于其教學內容和方法的有機結合，通過聚焦某一化學原理或概念，將相關知識有機地串聯起來，形成一個完整、系統的教學單元。這種教學方法不僅有助于學生對化學知識的整體把握，還有利于培養他們的綜合思維能力和解決問題的能力。在實施這一教學模式時，教師們常常采用實驗教學、探究式教學等充滿互動與活力的方法。這些方法能充分激發學生的主體性和參與熱情［1］，讓他們在親身實踐中深化對化學知識的認知。例如，在探究式教學中，學生需要自主設計實驗方案、收集數據、分析結果，這不僅鍛煉了他們的科學探究能力，還加深了他們對化學原理的理解。

隨著科技的迅猛發展，教育信息化已成為教育發展的必然趨勢。高中化學大單元教學也與時俱進，積極融入數字化教學資源。虛擬實驗、在線課程等現代化教學手段的運用，極大地豐富了教學內容，也為學生提供了更加多元化、便捷的學習方式。例如，通過虛擬實驗，學生們可以在安全的環境中進行各種化學實驗，探索化學的奧秘；在線課程則打破了時間和空間的限制，讓學生可以隨時隨地學習化學知識。這些數字化資源以生動、形象的方式呈現化學知識，使得抽象的化學原理變得更加直觀、易于理解，不僅提高了教學效率，也在一定程度上激發了學生的學習興趣。這些資源還為學生提供了更多的自主學習機會，讓他們可以根據自己的興趣和需求進行選擇性學習。

（二）高中化學大單元教學中存在的問題與挑戰

高中化學大單元教學在推進過程中也面臨著多方面的挑戰。其中，平衡教學內容的深度與廣度、激發學生的學習興趣、培養學生科學探究能力，以及將數字化教學資源有效融入課堂教學等方面，都是需要著重關注和解決的問題。

在教學內容的處理上，高中化學知識體系繁雜，涉及的深度和廣度都相當大。如何在有限的教學時間內，既確保學生對基礎知識的掌握，又適當拓展學生的視野，增強其對化學學科深層次的理解，對教師來說是一個巨大的考驗［2］，要求教師不僅要對教學內容進行精心挑選和編排，還要根據學生的實際學習情況，靈活調整教學策略，做到因材施教。

激發學生的學習興趣是高中化學大單元教學中的另一個關鍵點。化學作為一門自然科學，其本身的魅力是無窮的，但由于種種原因，許多學生認為化學學習枯燥無味。為此，教師需要通過各種教學手段，如實驗演示、情境創設、案例分析等，來增強化學知識的直觀性和趣味性，從而激發學生的學習熱情。教師還應注重培養學生的自主學習能力，引導他們在課外進行拓展閱讀和實踐操作，使化學學習成為一種樂趣而非負擔。

隨著科技進步和教育信息化的推進，數字化教學資源在高中化學教學中的應用日益廣泛。如何將這些資源有效融入課堂教學，避免形式化的問題，成為當前教學創新的關鍵點。教師需要不斷提升自己的信息技術應用能力，根據教學內容和學生需求，合理選擇和運用數字化教學資源，使其與教學手段相輔相成，協同提升教學效果。

二、“三新”視域下的科學探究能力培養策略

“三新”視域下，高中化學教學面臨著全新的挑戰與機遇，不僅僅是教學方法的更新，還是教育理念的升華，是對學生主體地位的充分肯定和實踐。本文提出以下在高中化學大單元教學中培養學生科學探究能力的策略。

（一）反思提升，轉變理念

要培養學生的科學探究能力，首先需要教師樹立以學生為中心的教學理念。這要求教師的教學設計要更加貼近學生的實際，關注他們的興趣點，尊重他們的認知規律。在教學過程中，教師應注重知識的系統性和實踐性，讓學生能夠將所學知識應用于實際［3］，以此加深對知識的理解和記憶。

例如，某高中化學教師張老師，過去教學主要側重于知識的傳授和應試技巧的訓練，對學生的科學探究能力缺乏關注。隨著教育理念的更新和課程改革的推進，張老師開始反思自己的教學方式，并嘗試將科學探究融入化學教學中。張老師首先通過閱讀相關教育文獻和參加專業培訓，深入了解了科學探究的重要性。他認識到，科學探究不僅是一種技能，更是一種思維方式，能夠幫助學生更好地理解科學本質，提高解決問題的能力。在此基礎上，張老師開始調整自己的教學理念，不再僅僅關注知識的傳授，而更加注重學生的主動性和參與性。他設計了一系列探究性的化學實驗活動，讓學生在親身實踐的基礎上發現問題、提出假設、設計實驗、收集數據并分析結果。例如，在一次關于化學反應速率的教學中，張老師沒有直接告訴學生反應速率的計算公式和影響因素，而是讓學生自行設計實驗來探究各種因素是如何影響反應速率的。學生們分組進行實驗，記錄了不同條件下化學反應速率的變化，并進行了數據分析。通過這一過程，學生們不僅掌握了反應速率的計算方法，還深入理解了影響反應速率的因素及其作用機制，為后續深入學習做好了鋪墊。

通過轉變教學理念和方法，張老師成功地培養了學生的科學探究能力。學生們不僅在化學學習中取得了更好的成績，還在科學競賽和課題研究中取得了顯著成果。更重要的是，他們學會了如何運用科學探究方法去解決問題，這將對他們未來的學習和生活產生深遠影響。

（二）創新素材，巧設疑問，設計具有挑戰性的探究任務

高中化學教師在實驗教學中，可以結合大單元教學的目標和要求，采用創新的實驗素材開展實驗。內容新穎、操作簡單、綠色環保的實驗既能給予學生感官上的刺激，又能激發學生的創新欲望，還可以讓他們感受到化學源于生活。比如，在講解原電池的原理時，教師可以提供一些生活中常見的水果，讓學生制作水果電池；在探究銅與濃硝酸、稀硝酸的反應時，可以利用輸液袋、針筒等生活化儀器進行探究性實驗。

想要提高學生的科學探究能力，教師還要立足于單元教學實際，通過設計相應的教學主題，讓學生在主題探究過程中系統性、整體性地掌握某一模塊的知識點。比如，在教學專題“從海水中獲得的化學物質”時，教師先對學生進行簡單的提問，如：從海水中能夠獲得什么化學物質？如何檢驗獲得的化學物質？讓學生根據提問，對海水成分展開探究。此外，高中化學教師還可以根據某個模塊的知識點，通過設計具有挑戰性的探究任務來激發學生的探究興趣。這些任務應具有一定的難度和開放性，能夠調動學生的思考和探究欲望［4］，同時能為單元整體教學服務。教師還應提供必要的指導和支持，幫助學生克服困難、解決問題。例如，教師可以先提出一個實際問題作為探究任務，如“如何防治二氧化硫對環境的污染？”然后引導學生自主設計實驗方案、選擇實驗器材、分析實驗數據等，讓他們在親身實踐中體驗科學探究的全過程［5］。這樣的任務既具有挑戰性，又貼近生活實際，能夠激發學生的探究興趣，培養他們的實際應用能力。

（三）活動設置，加強學生合作交流

科學探究能力的培養離不開學生之間的合作與交流。在探究過程中，學生需要相互啟發，相互學習，共同解決問題。這有助于培養學生的團隊合作精神，提升他們的溝通能力和表達能力。教師應積極組織學生開展小組合作探究，鼓勵他們在交流中碰撞思想火花，共同探尋科學真理。

在課堂上，教師可以根據課程內容和學生特點，將學生分成若干小組進行討論。例如，在學習“化學平衡”時，教師可以提出“如何通過調整反應條件來提高化學反應的產率？”這一問題。學生們在小組內展開討論，各抒己見，最后形成小組意見并進行匯報。另外，化學實驗是化學教學的重要組成部分，是培養學生科學探究能力的重要途徑。在實驗過程中，教師可以讓學生們分工合作，共同完成實驗任務。例如，在進行“化學反應與能量變化”的相關實驗時，學生們可以分工負責實驗器材準備、實驗操作、數據記錄等環節。通過合作完成實驗，學生們不僅掌握了實驗技能，還學會了如何與他人協同工作。

（四）拓寬視野，組織探究活動

在高中化學教學中，為了全面提升學生的科學探究能力，僅僅依賴課堂內的教學活動是遠遠不夠的，教師需要積極拓展教學領域，組織豐富多樣的課外探究活動，讓學生接觸到更廣闊的科學領域和更前沿的科學知識，有效培養他們獨立思考和解決問題的能力。

例如，科學講座是一種有效的科學探究活動。學校可以定期邀請化學領域的專家學者來校舉辦講座，為學生們帶來前沿的科學知識和研究成果。通過這些講座，學生們可以了解到科學研究的最新動態和發展趨勢，產生學習興趣和探究欲望。學生們還可以與專家學者進行互動交流，提出自己的問題和觀點，培養批判性思維和溝通能力。實地考察是讓學生走出課堂，親身體驗科學探究的重要途徑。教師可以組織學生們參觀化工廠、實驗室、科研機構等場所［6］，讓學生們感受化學知識在實際生活、生產中的應用。通過實地考察，學生們可以更加直觀地了解化學現象和原理，加深對化學知識的理解。學生們還可以與專業人士進行交流互動，拓寬自己的視野和思維方式。

科學探究往往需要綜合運用多個學科的知識和方法。因此，教師可以鼓勵學生進行跨學科合作，結合物理、生物等其他學科的知識開展探究活動。通過跨學科合作，學生們可以學習到不同學科的知識和方法，培養跨學科思維和綜合能力。同時，這種合作形式也能夠讓學生們更好地認識到不同學科之間的聯系和區別，為未來的科學研究打下堅實的基礎。

結語

“三新”背景下，大單元教學模式在整合化學知識、構建系統知識框架方面具有顯著優勢。這種教學模式不僅有助于學生形成完整、連貫的知識體系，還能夠引導他們深入思考化學現象背后的本質規律。通過大單元教學，學生不再是被動地接受知識，而是能夠主動地參與到科學探究的過程中，通過觀察、實驗、推理和創新來發現新知。在實施大單元教學的過程中，學生的科學探究能力可以得到顯著提升，而且他們會變得更加積極、主動，對科學探究充滿熱情和好奇心。在未來的教育實踐中，應繼續探索和完善大單元教學模式，以更好地培養學生的綜合素質和適應能力。

［參考文獻］

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