高中化學實驗課中創新思維教學探究

李乃強

摘 要：隨著我國社會的不斷發展和進步，創新思維能力已經成為新時代對人才的基本要求，這就對高中化學實驗課的教學提出了更高的要求。在高中化學實驗課中，如何培養學生的創新思維，提高學生的創新能力，是當前教育領域面臨的一個重要課題。本文從創新思維教學的角度出發，對高中化學實驗課中創新思維教學的策略和方法進行深入探討，以期提高學生的學科素養，為學生的未來發展打下堅實的基礎。

關鍵詞：高中化學；實驗課堂；創新思維教學

隨著科技的不斷發展，創新已成為推動社會進步的重要力量。在教育領域，培養學生的創新思維和創新能力已成為當前教育改革的重要目標。高中化學實驗課作為學生實踐能力和創新思維培養的重要途徑，以及提升學生實驗技能和創新能力的重要場所，需要不斷探索創新思維教學的應用，對提高學生的綜合素質具有重要意義。因此，如何在高中化學實驗課中實施創新思維教學，提高學生的創新能力和實驗技能，成為當前教育領域研究的熱點問題。

一、創新思維

創新思維作為人類思維發展的高級階段，涵蓋聚合、發散、辯證及邏輯思維等多種思維方式。在運行過程中，各種思維方式相互配合，相互作用，從而形成一個動態、有機的復合體[1]。

作為一種新的思維形態，創新思維的主要具有四大特征：一是獨特性，它強調思考的獨特性和新穎性，不拘泥于傳統的思維方式和固定的框架，能夠從不同的角度和層面思考問題，提出新的解決方案；二是靈活性，創新思維具有靈活性和適應性，能夠根據不同的情境和問題，調整思考方式和方法，以適應變化的環境和需求；三是批判性，創新思維具有批判性，能夠審視和分析現有的觀點和理論，發現其中的問題和不足，提出新的見解和理論；四是創造性，創新思維具有創造性，能夠通過想象和聯想，產生新的想法和創意，創造新的產品、服務或解決方案。

高中生眼中的創新思維，即打破常規、整合信息、知識與經驗等，從而實現認識或實踐質的飛躍。

在教育領域中，培養學生的創新思維能力至關重要。創新思維教學，旨在引導學生掌握創新方法和策略，從而提高學生的創新能力。創新性思維的教學，不僅是對學生的知識結構的豐富，更是對學生未來職業發展的有力鋪墊。同時，創新思維也是推動社會進步和發展的重要動力，它能夠激發人們的創造力和創新精神，推動科技進步和社會

變革。

二、高中化學實驗課程的特點

新課標聚焦于高中化學實驗，主張“素養為本”，通過真實情境中的多樣化探究，推動學生主動地探索化學，并培養其創新精神和實踐能力。

化學實驗是研究物質及其變化的基礎，更是培養學生創新思維和科學探究精神的關鍵。高中化學實驗課程的特點主要體現在以下幾個方面：

強調實驗操作規范性和安全性。高中化學實驗課程注重實驗操作的規范性和安全性，旨在培養學生正確的實驗習慣和安全意識。在實驗過程中，學生需要嚴格遵守操作規程，注意實驗安全，避免意外事故的發生。

注重實驗現象的觀察和分析。高中化學實驗課程注重學生對實驗現象的觀察和分析，要求學生能夠通過觀察和分析實驗現象，得出正確的實驗結論。同時，通過對實驗現象的觀察和分析，可以培養學生的觀察能力和分析能力。

強調實驗與理論相結合。高中化學實驗課程強調實驗與理論相結合，要求學生能夠將理論知識與實驗操作相結合，理解實驗原理和化學反應機制。通過實驗與理論的結合，可以加深學生對化學知識的理解和掌握。

注重探究性和創新性。高中化學實驗課程聚焦于學生的探究精神與創新能力的培養。在這個過程中，學生將自主進行實驗，積極思考，主動發現問題，并大膽提出假設。學生將通過做實驗這一環節，驗證自己的理論假設。這種探究性和創新性的學習方式可以培養學生的創新能力和科學素養。

涉及多種類型的實驗，高中化學實驗課程涉及多種類型的實驗，包括驗證性實驗、探究性實驗、設計性實驗等。這些不同類型的實驗可以幫助學生掌握不同的實驗技能和方法，培養學生的動手能力和獨立思考能力。

總之，高中化學實驗課程的特點是注重規范性、安全性、觀察和分析、探究性和創新性以及多種類型的實驗。這些特點的目的在于深化學生的科學素養，激發學生的創新潛能，從而為學生的人生道路奠定堅實的基礎。

三、高中化學實驗課中創新思維教學的重要性

創新思維與化學實驗課教學之間存在著密切的關系。在高中化學實驗課中，創新思維教學可以為學生提供更具挑戰性和啟發性的學習體驗，并促使他們積極參與實驗設計、問題解決和科學探究過程。以下是詳細討論創新思維與化學實驗課教學關系的幾個方面[2]。

（一）激發學生的創造力和想象力

創新思維教學強調學生的自主思考和創意表達。在化學實驗中，學生常常面臨未知的情境和實驗結果，他們需要運用創造力和想象力來解決問題和提出新的假設[3]。通過引導學生開展創新思維，教師可以激發學生的創造性思維，培養他們的科學想象力。

（二）培養學生的實驗設計能力

創新思維強調學生的主動參與和實踐操作。在化學實驗課中，教師可以通過鼓勵學生設計開放性實驗，提供多種材料和條件選擇，讓學生自主決策并進行實驗。這樣的教學方式可以激發學生的實驗設計能力，培養他們的問題解決和實驗探究能力。

（三）培養學生的批判性思維和科學推理能力

創新思維教學注重培養學生的批判性思維和科學推理能力。在化學實驗課中，學生需要分析實驗結果、提出假設并進行科學推理。通過引導學生運用邏輯思維、批判性思維和科學方法進行實驗數據的處理和解釋，教師可以培養學生的科學推理和判斷能力。

（四）促進跨學科思維和綜合能力的發展

創新思維教學鼓勵學生跨學科思考和應用知識。在化學實驗課中，學生可能會涉及物理學、生物學、數學等其他學科的知識。通過引導學生將不同學科的知識進行綜合運用，教師可以促進學生的跨學科思維和綜合能力的發展。

總之，創新思維與化學實驗課教學密不可分。通過創新思維教學的引導，學生可以在實驗課中更加積極主動地參與，培養創造力、實驗設計能力、批判性思維和科學推理能力，并促進跨學科思維和綜合能力的發展。因此，教師在化學實驗課中應該積極運用創新思維教學方法，以提高學生的學習效果和科學素養。

四、高中化學實驗課中培養創新思維的策略和方法

（一）進行演示實驗，培養學生的觀察能力

作為高中化學實驗的基本能力，實驗觀察有助于引導學生快速掌握實驗相關知識。除此之外，實驗觀察對于高中生而言，更是學生探索化學秘密、理解物質性質的關鍵窗口。化學實驗活動以其真實性、鮮明性和生動性等特點，為學生提供了獨特的學習體驗。通過精心設計的實驗，學生可以在化學觀察的過程中發現化學的獨特魅力，激發學習的積極性，培養學生敏銳的觀察力。演示實驗活動的設計開展，可以高效落實素質教育的相關需求，并成為培養學生的觀察能力的必不可缺的組成部分[4]。

為此，教師在設計化學實驗教學的過程中，需要結合學生的特點合理化創設實驗情境，并積極科學地挖掘實驗素材，為學生提供必要的答疑解惑，從而讓學生可以對實驗過程中的問題進行發現、分析、解決，最終激發學生的學習興趣。

以焰色反應教學為例，教師可以讓學生在實驗前閱讀教材中對于實驗過程的講解，從而使學生對實驗步驟有詳細的了解。隨后，教師進行實驗的示范操作，用鉑絲分別蘸取碳酸鈉和碳酸鉀溶液，在外焰上進行加熱處理，并對銅絲進行灼燒操作，同時要求學生認真細致地觀察火焰顏色。

在實驗觀察的過程中，教師也需要為學生創設問題情境，讓學生思考為何鉑絲蘸取碳酸鈉、碳酸鉀溶液后火焰顏色各異，以及銅絲為何呈現不同的火焰效果。通過情境教學，可以為學生營造一個直觀和趣味盎然的學習環境，進而強烈觸動學生的感官，激發學習熱情，進而有助于學生形成細致觀察的好習慣。

（二）創設問題情境，激發學生創新思維

教師可以精心設計富有挑戰性和啟發性的問題情境，以激發學生的好奇心和求知欲。這樣，學生在面對問題時，會更加積極地思考和探索，從而深化對知識的理解和掌握。

以“電解飽和食鹽水”實驗為例，教師可以先提出一個引人入勝的問題：“我們如何通過電解的方式從飽和食鹽水中分離出氫氣和氧氣？”這個問題立刻引起了學生的極大興趣。在實驗前，教師引導學生回顧電解原理，并思考實驗過程中可能出現的現象。接著，學生帶著問題觀察電解過程，記錄實驗現象，并嘗試解釋其中的化學原理。在解決問題的過程中，學生不僅需要運用已學的化學知識，還需要發揮創新思維，探索新的實驗方法和思路。

通過這樣的問題情境，學生不僅深入理解了電解原理，還培養了解決實際問題的能力，提升了創新思維。這種教學方法使化學知識的學習過程變得更加輕松愉悅，為學生未來的科學探索和創新實踐奠定了堅實的基礎。

（三）開展探究式學習，培養學生自主創新能力

探究式學習是一種以學生為主體的學習方式，這種模式鼓勵學生在自主探索中發現問題并尋求解決方案。這一過程不僅有助于知識的深化理解，更能有效培養學生的自主創新和問題解決能力。在化學實驗課中，教師可以設計一些探究式實驗項目，讓學生自主設計實驗方案、選擇實驗器材、進行實驗操作，并鼓勵他們提出自己的見解和疑問。通過探究式學習，學生可以更加深入地理解化學知識，同時也能夠鍛煉他們的創新思維和實踐能力。

以“氨硝酸硫酸”的實驗教學為例。教師可以在實驗開展前，針對氨氣制取實驗及相關化學物質的特性整合微課教學資源，并為學生播放，確保學生在開展實驗探究前，能夠掌握氨與水的化學反應過程的基本認知，并在此基礎上對化學反應現象及方程式進行合理的構想。

在完成化學理論知識的系統學習后，教師可以基于學生的個體能力和理解水平，實施小組化的分層教學策略，并圍繞“氨化學性質實驗現象的演示”這一主題設計實驗活動。在實驗籌備階段，教師應詳細展示并闡述所需的實驗設備及其功能，鼓勵學生結合微課等多媒體資源，自主選擇合適的實驗器材，并基于已有知識對實驗現象進行預測。學生也可以從不同角度出發，創新性地構思氨氣制備實驗的展示方式，形成獨特且富有創新性的實驗設計與呈現方案。

在實驗探究中，教師既要尊重學生的自主性，鼓勵學生獨立實踐，也要扮演好指導者的角色。教師通過巡視小組并給予適時的指導與支持，幫助學生鞏固基礎知識，同時激發學生的創造力，設計出獨特且具有創新性的實驗方案，實現教學目標。

（四）合理引入生活元素，提升實驗探究全面性

創新思維源于知識累積的飛躍。教師倡導教學與生活結合，融入生活元素不僅可以激活學生的知識結構，拓展創新空間，還促使學生在實驗中洞察實驗本質，提升實驗教學成效。

以“原電池”教學為例，教師可用未裝電池的時鐘與鋅銅原電池連接，演示時鐘轉動，激發學生的好奇心，引導學生思考原電池工作原理。最后，教師從電能生成角度引導學生分析化學能與電能的轉化，從而使學生深入理解原電池原理。

基于上述的演示，教師還可鼓勵學生改動實驗裝置，如改變金屬片與稀硫酸的接觸方式，觀察其對實驗現象的影響。這樣，學生可進一步直觀地理解原電池工作原理，形成堅實的科學認知。

由于學生具有較強的創造力，且其往往不滿足課堂照搬照套的實驗，為此教師可以結合學生的生活經驗與原電池認知理解，引導學生嘗試應用生活常見物質設計簡單的原電池，如“水果電池”。在具體的設計中，教師需要為學生講解水果電池制作的原理及所需設備，并引導學生以小組形式設計實驗過程并對此進行記錄。這一環節的設計，最大限度上實現了對于學生自主性的激發，并有助于學生從多角度對原電池工作原理進行探究與觀察。除此之外，學生還可以借助不同角度下的生活化實驗設計，強化自身創新思維能力，從而帶動自身創造能力的培養。

（五）重視實驗歸納總結，提升思考延伸有效性

傳統的高中化學實驗更傾向于引導學生探究實驗的過程，對于實驗結果的對比分析較為忽視，繼而不利于學生思維的拓展提升。為改變這一局面，教師需要加強對于實驗結果的總結分析，并在化學實驗的過程中，引導學生對實驗研究的內容進行總結思考，從而鍛煉學生的創新思維，并將該素養及時轉化鞏固為自身化學認知理解內容[5]。

以“金屬的化學性質”教學為例，教師在實驗教學的過程中可以打破傳統教學的限制，通過引入思維導圖，讓學生在圖示結構的框架下，系統地對比分析鈉、鎂、鐵與水的反應過程與現象，從而梳理總結出金屬活動性對化學反應的影響。該教學方法，不僅能夠引導學生進行知識的總結匯總，更有助于學生在實驗設計上進行創新優化。通過改進實驗材料、裝置和步驟，學生從多個角度進行思考，從而深化對原電池工作原理的理解。這種教學方法有助于學生將實驗中的創新思考融入整體知識網絡，構建更為完善的學習認知結構。相較于傳統實驗教學，這種方法有效避免了創新思考與知識回顧的脫節，使學生在一個連貫的思考環境中，有效提升自身的創新思維能力[6]。

此外，為進一步促進學生對創新思考內容的內化，教師可以鼓勵學生將自己在實驗探究中提出的創新優化方案，通過繪制思維導圖的方式清晰地呈現出來。這不僅是對學生實驗設計思路的梳理，也是對其化學思考理解的深度挖掘。通過實驗學習匯報的形式，學生能夠將創新思維轉化為實際的化學知識，實現知識的有效轉化和升華。

（六）利用數字化工具，提升創新教學效果

隨著科技的飛速發展，數字化工具在化學實驗教學中的應用日益廣泛，為創新教學提供了強大的支持。數字化實驗設備和虛擬仿真軟件等先進工具的出現，極大地提升了化學實驗教學的效果和質量。數字化實驗設備為實驗教學帶來了革命性的變化。

教師在設計開展“化學實驗的基本方法”時，可以巧妙地利用教學媒體，整合“基本實驗方法的靈活應用”相關的教學資源。重點聚焦于混合物在分離與提純過程中的形態變化，通過展示處理前后的物質形態對比，使學生直觀地感受到混合物分離與提純的實際效果。當缺乏中間分離提純過程的演示時，可以激發學生的實驗認知沖突，引導學生深入探究。

在理論教學之余，教師可設計問題情境，激發學生思考。例如，粗鹽提純實驗后，教師可引導學生逆向思考提純過程，并探討所需設備與實驗步驟，旨在鼓勵學生結合實驗經驗，深入分析并構思實驗創新框架。

學生可將構想與常規實驗對比，評估創新設計是否有效運用過濾原理，并合理安排濾紙使用等細節。這種對比有助于更新實驗認知結構，在創新思維引導下，深入探究混合物分離提純的實驗操作與注意事項，進而增強教學效果[7]。

該環節的思考，可以讓學生將自身的構想與教師講述的常規粗鹽提純實驗進行前后對比，分析創新設計實驗是否有效利用過濾實驗原理，以及對濾紙使用等事項進行合理安排，在對比過程中完成實驗認知結構的更新優化工作，并在創新思維的影響下深入思考混合物分離提純的實驗操作方法與注意事項，強化課程教學效果。

（七）注重評價與反饋，促進學生創新思維發展

評價和反饋是促進學生創新思維發展的重要環節。在化學實驗課中，教師應注重對學生的實驗過程和結果進行評價，并給予及時的反饋和指導。在評價過程中，教師應關注學生的創新思維和實踐能力，鼓勵他們在實驗中發現問題、解決問題，并提出自己的見解和創意。同時，教師還應根據評價結果調整教學策略和方法，以適應學生的需求和發展。

綜上所述，高中化學實驗課中培養創新思維的策略和方法需要結合理論指導和一線教學的實際需求進行實踐。通過創設問題情境、開展探究式學習、引入跨學科知識、利用數字化工具以及注重評價與反饋等方式，可以有效地培養學生的創新思維和實踐技能，為他們未來的成就與成長筑牢穩固的基礎。這些策略和方法不僅具有可行性，而且具有可借鑒性，可以為一線教師的教學提供有益的參考。

結束語

作為高中化學教學的重要組成部分，化學實驗教學對于學生創新能力的培養具有重要的指導意義，且在化學教學中占有舉足輕重的地位。在新課程改革的推動下，教師作為教育的踐行者和推動者，必須緊跟時代的步伐，積極探索化學實驗教學的創新路徑。這要求教師要不滿足于傳統實驗教學的框架，要敢于突破，打破傳統實驗教學的固有模式，開發既富有教育價值又充滿啟發性的實驗內容，能夠激發學生的學習興趣，引導學生主動思考、積極探究，為實驗教學注入新的生機與活力。作為教育領域的領航者，教師應深刻認識到實驗教學在化學學習中的核心地位，不斷優化實驗教學方法，確保學生在親身實踐中能夠深入理解和掌握化學知識。教師還應激發學生的創新思維，培養他們的探究精神和創新能力。此舉不僅有助于高中化學核心素養的有效實施，還能為我國化學教育的長遠發展提供源源不斷的動力支持。

參考文獻

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