高中化學課堂中培養學生科學探究能力的策略

科學探究能力是學生在化學學習中必備的核心素養之一，是培養學生科學精神、創新思維和解決實際問題能力的重要途徑。在新課程改革背景下，高中化學必修教材以實驗為基礎，通過多個實驗活動和情境問題，提供了培養學生科學探究能力的豐富素材。然而，在實際教學中，仍存在過于注重知識結果、忽視探究過程的現象，導致學生在科學探究方面的能力培養不足。因此，深入探討如何在課堂教學中有效培養學生的科學探究能力，成為教育者們重點關心的問題。

一、高中化學課堂中學生科學探究能力的構成要素

（一）提出問題與假設的能力

在高中化學課堂中，提出問題與假設的能力是培養學生科學探究能力的起點和核心。學生首先需具備敏銳觀察力，能夠在化學現象中識別關鍵問題，才能激發探究的興趣和動力。教師應引導學生關注實驗現象中的異常變化、規律性特征以及潛在的科學問題，幫助學生在真實情境中發現問題[]。同時，學生還需基于已有的化學知識和經驗，運用科學邏輯思維，對所提出的問題展開合理猜想和假設。此過程既可鍛煉學生的創新思維，還培養了學生的問題意識和批判性思維能力。教師在教學中可通過設置啟發性問題，鼓勵學生大膽提出假設，并引導學生思考假設的可驗證性和可行性，確保假設的科學性與嚴謹性，從而為后續的實驗設計和數據分析奠定基礎。

（二）設計實驗與收集數據的能力

當前在高中化學課堂中，設計實驗與收集數據的能力是培養學生科學探究素養的重要環節，直接影響探究活動的有效性和科學性。學生需在明確實驗目標的基礎上，合理選擇實驗器材和化學試劑，確保實驗材料的安全性和可操作性。同時，學生要根據提出的假設設計科學、可行的實驗方案，精準控制實驗條件，確保變量單一，減少實驗誤差。此外，學生還需具備嚴謹細致的觀察力和記錄習慣，能夠在實驗過程中準確記錄實驗現象和數據，尤其是需把握關鍵性細節，以確保數據的真實性和可靠性。教師應在課堂教學中引導學生規范實驗操作，培養學生的動手實踐能力，強化數據記錄的準確性，以幫助學生理解實驗過程中的每個細節，從而為后續數據分析和結論得出奠定扎實的基礎。

（三）分析數據與得出結論的能力

高中化學課堂中，分析數據與得出結論的能力是科學探究過程中承上啟下的關鍵環節，直接影響實驗結果的科學性和結論的準確性。學生需運用所學化學知識和數學工具對實驗數據展開系統分析，識別數據間的內在聯系，提煉出有價值的信息，避免出現主觀臆斷或片面解讀。同時，學生還要具備識別實驗誤差和干擾因素的能力，能夠合理解釋異常數據，找出可能導致誤差的原因，確保分析過程的邏輯性和科學性。在此基礎上，學生需對實驗現象和數據進行整合與歸納，形成嚴謹的科學結論，確保結論與實驗數據相符，并能夠回答實驗中提出的問題。教師在教學中應引導學生掌握數據分析的方法，鼓勵學生展開多角度思考，培養學生實事求是的科學態度和嚴謹的思維習慣。

（四）交流與評價的能力

化學課堂中，交流與評價的能力是學生科學探究能力的重要體現，有助于深化探究成果，提升科學素養。學生需具備清晰的表達能力，能夠通過口頭或書面形式準確描述實驗的過程、現象和數據分析結果，確保信息傳遞的完整性和準確性。同時，學生還需善于與同學和教師展開互動交流，分享自己的實驗思路和結論，并傾聽他人的見解，汲取有益反饋，以優化自身的探究過程。此外，教師還要培養學生批判性思維，使學生能夠對自己的實驗設計和結果進行客觀評價，識別其中的優點與不足，并有能力對他人的實驗方案進行理性分析，繼而提出建設性意見。而且，教師在教學中應創造良好的交流氛圍，鼓勵學生積極表達與互動，培養學生的團隊協作意識和科學探究的自我反思能力，最終實現探究過程的完善與提升。

二、高中化學課堂中培養學生科學探究能力的策略

（一）創設問題情境，激發探究動機

高中化學課堂中，創設問題情境、激發探究動機是培養學生科學探究能力的起點和關鍵環節，有助于激發學生的學習興趣和求知欲望。教師在教學中應結合化學學科的特點，將抽象化學概念與學生日常生活實際相聯系，設計具有啟發性和趣味性的問題情境，使學生能夠在真實情境中發現問題并主動參與探究[2]。以人教版高一化學必修2的第六章《化學反應與能量》教學為例，教師在“化學能轉化為電能\"教學時，可提出問題“為什么電池能夠為手機充電？其中涉及哪些化學反應？”此種貼近生活且富有實際意義的問題可迅速引發學生興趣，引導學生思考電池的工作原理，主動參與本章節的實驗活動中，探索化學能轉化為電能的過程。同樣，教師可在講解“化學反應速率的影響因素”時，設置問題“為什么高溫下鐵釘生銹更快？”借助情境化問題，引導學生在實驗活動中，通過設計對比實驗探究不同因素對化學反應速率的影響。此外，教師還可引入化學史上的經典實驗和科學家的探究故事，借助拉瓦錫的燃燒實驗或蓋斯定律的發現，激發學生對科學家嚴謹求實的科學態度和創造精神的敬仰之情。在此過程中，教師應注重啟發性提問，鼓勵學生大膽猜想，以激發學生的問題意識和探究熱情，營造積極的課堂氛圍，促使學生在自主思考和合作交流中產生深度學習體驗，從而為后續的實驗設計、數據分析以及科學結論的形成奠定扎實的思維基礎。

（二）強化實驗教學，培養實踐能力

化學課堂中，強化實驗教學、培養實踐能力是提升學生科學探究能力的重要途徑。化學是以實驗為基礎的自然科學，學生能通過實驗更直觀地理解抽象的化學概念，提升動手操作和問題解決的能力。以人教版高一化學必修1的第二章《海水中的重要元素—一鈉和氯》為例，教師在“鈉及其化合物”教學時，可設計探究性實驗，引導學生觀察鈉與水反應的現象，學生既可在實驗過程中直觀地看到鈉與水劇烈反應所釋放的熱量和氫氣，還能進一步思考該反應的化學方程式及其背后的能量變化規律。而在“氯及其化合物”部分，教師可引導學生進行氯水性質的實驗探究，助力學生基于實驗現象理解氯氣的氧化性及其在漂白、消毒中的實際應用。對于“配制一定物質的量濃度的溶液”這一實驗活動，教師應引導學生從實驗目標出發，理解溶液配制的步驟、關鍵操作和注意事項，培養學生的嚴謹操作習慣和安全意識[3]。此外，教師還可鼓勵學生自主設計實驗方案，由學生自主探究不同濃度的氯化鈉溶液對金屬腐蝕速率的影響，以提升學生的實驗設計與操作能力。與此同時，教師應減少簡單的驗證性實驗，增加開放性和探究性實驗，鼓勵學生在實驗過程中主動提出問題、發現問題并嘗試解決問題。實驗教學既可助力學生積累經驗，還能培養學生細致觀察、科學記錄和規范操作的實驗素養，從而在實踐中不斷提升學生科學探究能力，培養嚴謹的科學態度和自主學習精神，為學生今后的化學學習和科學探究奠定堅實基礎。

（三）教授科學方法，提升探究效率

高中化學課堂中，教授科學方法、提升探究效率是培養學生科學探究能力的重要途徑，可幫助學生在復雜的化學現象中厘清思路，高效解決問題。科學方法涵蓋觀察、實驗、比較、分析、歸納等基本技能，還涉及假設、驗證、修正等科學思維過程。以人教版高一化學必修1的第四章《物質結構元素周期律》教學為例，在學習“原子結構與元素周期表”時，教師可引導學生運用歸納法分析元素周期表的排列規律，理解元素性質隨原子序數遞增的周期性變化趨勢，以培養學生系統分析與歸納總結的能力。在“元素周期律”部分，教師可引導學生通過類比法對比同周期和同主族元素性質的遞變規律，例如，教師可引導學生在實驗活動中，探究鈉、鎂、鋁等元素的性質差異，總結同周期元素隨核電荷數增加而在性質上呈現的遞變規律，繼而培養學生的比較與分析能力。在“化學鍵”內容中，教師可講解建構模型法，通過建立電子式或模型來直觀展示不同類型化學鍵的形成過程，以幫助學生更好地理解離子鍵、共價鍵的本質。在此過程中，教師還應注重引導學生運用假設和驗證的科學方法，鼓勵學生在課堂上大膽提出假設，并通過實驗或邏輯推理進行驗證。同時，教師應培養學生的批判性思維，引導學生在實驗和分析過程中理性思考現象和數據，識別潛在的誤差和不足。通過系統教授科學方法，學生既可高效解決化學學習中的問題，還能將此種科學思維遷移到其他學科和生活實踐中，真正實現科學素養的全面提升。

（四）鼓勵合作學習，促進思維碰撞

化學課堂中，鼓勵合作學習、促進思維碰撞是培養學生科學探究能力的重要途徑，有助于學生在團隊協作中共享知識、碰撞思想，形成更加全面的認知與解決問題的能力。教師可在教學中，結合化學與可持續發展的相關主題，設計小組合作探究任務，鼓勵學生在團隊中分工協作，共同完成學習目標[4]。以人教版高一化學必修2的第八章《化學與可持續發展》教學為例，在學習“自然資源的開發利用”時，教師可布置小組任務，引導學生探討特定自然資源的可持續開發方案，并由每個成員負責資源現狀、開發技術、環境影響等不同的部分，最后共同整合成完整的探究報告。在“化學品的合理使用”部分，教師可引導學生分組討論日常生活中常見化學品的使用與誤區，通過查找資料、分享案例，增強學生安全使用化學品的意識。此外，在“環境保護與綠色化學”教學中，教師可設置辯論或情景模擬任務，借助“塑料制品的利與弊”或“化工生產中的環境污染防治”，促使學生在小組合作中充分表達個人觀點，傾聽他人意見，尋找問題的最佳解決方案。教師應在此過程中，注重引導學生學會傾聽與尊重，鼓勵不同觀點間的碰撞與融合，培養學生的團隊合作精神和溝通表達能力。同時，教師還應關注小組合作過程中的動態變化，及時給予指導和反饋，避免合作流于形式或出現一人主導的情況。通過有效的合作學習，學生可深化對化學知識的理解，還能在思維碰撞中拓展科學探究的廣度和深度，培養開放包容的科學態度和團隊協作意識，為未來的學習和科研實踐打下堅實的基礎。

（五）注重過程評價，激勵探究行為

高中化學課堂中，教師注重過程評價、激勵探究行為是培養學生科學探究能力的重要保障，有助于全面了解學生在探究過程中的表現，增強學生的學習動力和成就感。過程評價與結果評價不同，更關注學生在科學探究過程中的參與度、思維發展以及實踐操作能力[5]。以人教版高一化學必修的第五章《化工生產中的重要非金屬元素》為例，在教學“硫及其化合物”時，教師可通過觀察學生在實驗活動“不同價態含硫物質的轉化”中的操作過程、數據記錄與現象分析，評價學生在實驗中的規范性與嚴謹性，而非僅僅關注最終的實驗結果是否正確。在“氮及其化合物”教學中，教師可設定探究性任務，要求學生設計合理的實驗方案，探究氮的不同化合價在反應中的轉化規律，并在探究過程中給予及時的指導與反饋，幫助學生改進實驗思路，增強自我調控能力。同時，在“用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子”實驗活動中，教師可對學生的實驗記錄、數據整理、實驗反思等環節展開過程性評價，鼓勵學生關注每個細節，繼而培養學生嚴謹細致的實驗習慣。教師還可采用自評、互評與教師評價相結合的多元化評價方式，促使學生在評價中發現自身的優勢與不足，學會理性看待實驗中出現的問題和錯誤。此外，教師應注重對學生探究行為的正向激勵，對學生在探究過程中表現出的創新思維、團隊合作和勇于嘗試的精神給予肯定和表揚，繼而激發學生進一步探究的積極性。通過科學合理的過程評價，學生不僅能在探究中不斷提升自身的科學素養，還能在評價與反思中增強自信心和探究意識，為未來的化學學習和科學實踐奠定堅實的基礎。

結束語

高中化學課堂中，培養學生的科學探究能力是一項系統而持續的教學任務，貫穿于化學學習的各個環節。教師需通過創設問題情境激發學生的探究興趣，強化實驗教學培養學生的實踐能力，教授科學方法提升學生的探究效率，鼓勵合作學習促進學生的思維碰撞，注重過程評價激勵學生的探究行為。在此過程中，教師不僅是知識的傳授者，更是探究過程的引導者和學習伙伴。而化學課堂也應成為學生探究科學奧秘、激發科學熱情、培養科學素養的廣闊平臺。

參考文獻

[1]謝鴻雁，范杰，童潔，等.大概念統領下高中化學單元整體教學實踐研究[.教育理論與實踐，2023，43（26）：12-16.

[2]蘇香妹.高中化學課堂問題鏈的設計思路]教學與管理，2023（25）：50-54.

[3]姜楠.基于核心素養培養的高中化學教學策略探究[J].高考，2024（33）：113-115.

[4]王建林，張澈，寧濱.淺議高中化學奧林匹克競賽中的化學與生物學科交叉融合[].中國教育學刊，2023（S2）：146-149.

[5]劉一兵，夏加亮，彭蘭貞，等.高中化學教科書中微觀可視化表征的發展研究[].化學教學，2022（11）：9-14，36.