啟思探理：高中化學教學新理念與實踐

陳新華： 漳州市教師進修學院化學教研員，正高級教師。福建省新時代基礎教育名師培養對象。2022年獲福建省基礎教育教學成果特等獎，主持的課改案例被教育部基礎教育化學教學指導專業委員會評為化學教育教學改革典型案例，論文曾獲福建省教育學會優秀成果特等獎。主持完成全國教育科學規劃教育部重點課題1項，省級課題近10項。近年來參與蘇教版高中化學教材審稿工作、福建省普通高中新課程化學學科教學要求審讀工作等。主張在教育中運用信息技術，秉持“啟思探理”理念，以學生為中心，利用問題驅動、活動探究及評價支持，借助數字化工具可視化抽象概念，培養學生的科學思維與探究能力。

隨著《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》等文件發布，科學教育的重要性愈發凸顯。化學作為基礎自然科學，除知識傳遞外，更應注重思維啟迪與探究能力培養。“啟思探理”教學理念應運而生，它以啟發學生思維、引導自主探究為核心，融合問題驅動、活動探究及數字化信息技術，助力學生建構化學核心概念，發展科學思維能力。筆者將闡述“啟思探理”教學理念的內涵、教學模式的構建，并以“水的電離平衡”教學為例展示實際應用策略。

一、理念闡釋：思維啟迪與自主探究

“啟思探理”教學理念融合建構主義學習理論、人本主義理論、做中學理論、發現學習理論、反思性教學理論等經典教育理論，強調教師角色轉變與學生主體性發揮。該理念由 “啟思”和“探理”兩個核心環節構成。“啟思”是教師借助巧妙情境創設、問題設計激活學生思維；“探理”則引導學生運用已有知識，通過實驗探究、證據推理、數據分析等科學方法，深入探索化學現象背后原理規律，揭示知識本質，實現知識遷移與素養提升。該理念具有以下五個特點。

一是以學生為中心。尊重個體差異，激發興趣與探究欲望，滿足學習動機，引導主動參與，提高學習效果。在教學過程中，教師需關注每個學生的特點，設計個性化學習任務與指導，讓不同層次的學生都能在原有基礎上取得進步。

二是以問題為導向。設計具有層次性、邏輯性的問題鏈，引導學生深入思考，促進思維能力發展。問題設計應緊密圍繞教學目標與內容，層層遞進，逐步引導學生突破重難點，培養其分析與解決問題的能力。

三是重視活動探究。突出探究實踐的重要性，鼓勵探究實踐，讓學生在操作中培養解決問題的能力與創新思維。教師應為學生提供豐富多樣的實驗器材、數字化工具等資源，支持學生開展探究活動，鼓勵嘗試不同的方法與思路。

四是強調評價支持。借助評價反饋調整優化學習活動，保障探究活動良性發展。評價應貫穿教學全程，涵蓋學生學習態度、參與度、實驗操作、數據分析等多方面，及時發現問題并提供針對性改進建議。

五是注重反思遷移。提倡深度反思，提升元認知能力，深化知識理解，推動有效遷移，全方位提升學科素養與綜合應用能力。教學中，引導學生定期回顧反思學習過程，總結經驗教訓，將所學知識與生活實際、其他學科知識建立聯系，拓寬思維視野。

二、模式構建：三階遞進與雙驅協同

為落實“啟思探理”教學理念，構建“三階雙驅·問評促學”教學模式。該模式以“問題啟思—評價促探—反思促遷”為遞進邏輯，以問題驅動、課堂評價驅動為協同機制，突出學生自主探究與反思內化。

（一）三階架構，層層遞進

三階涵蓋遞進的“啟思階”“探究階”“反思階”。啟思階任務是創設情境并提出問題，激發學生的學習熱情。教師需設計針對性、有價值教學情境，提出難度適中的問題，推動學生跨越最近發展區。例如，在講解“化學反應速率”時，可創設“食品腐敗、燃料燃燒”等生活情境，引發學生思考影響反應速率的因素。探究階著重活動探究與評價建構，學生作為主體，以實驗、證據推理、查閱資料、調查研究等多種方式探究知識本質，評價及時反饋指導，提升探究效率與質量。如在“探究影響化學反應速率的因素”實驗中，學生分組實驗，改變濃度、溫度、催化劑等條件，觀察記錄現象，分析得出結論。反思階聚焦反思內化與遷移拓展，學生總結評價學習過程與結果，思考探究問題、解決方法等，完善知識體系與認知結構。學生可在學習“化學平衡”后，梳理平衡建立、移動等知識，反思實驗探究中成敗與得失，將平衡原理應用于實際問題解決，如工業生產中的條件控制。

在教學中，教師應根據教學內容和學生特點，靈活調整三階架構的節奏和深度。對于較難的知識點，可以適當延長探究階的時間，增加實驗和討論環節；對于基礎內容，可以簡化探究過程，側重于知識的應用和拓展。

（二）雙驅協同，強力推動

雙驅即“問題驅動”“評價驅動”。問題驅動引領思維方向，從啟思階提出問題，到探究階深入探究，再到反思階促進反思、知識遷移，推動學生思維品質進階。教師在教學中，應依據課程標準、教材內容與學生認知水平，精心設計一系列具有啟發性、連貫性的問題。例如，在 “金屬腐蝕與防護” 教學中，先提出“金屬為什么會腐蝕”“腐蝕條件與本質是什么”等問題，激發學生探究興趣；接著在探究過程中，引導學生思考“如何設計實驗驗證金屬腐蝕原理”“不同環境下金屬腐蝕速率有何差異”等問題，深化對知識的理解與掌握；最后，在總結反思階段，提出“如何運用金屬腐蝕原理進行有效防護”“生活中還有哪些金屬防護的實例”等問題，培養學生運用化學知識解決實際問題的能力。

評價驅動發揮調控作用，探究階與反思階通過師評、互評、自評等多主體評價，對關鍵環節全過程指導，引導學生自我反思、調整思路，形成“評價—反思—改進”良性循環，實現探究能力螺旋式提升。在評價過程中，教師要注重評價方式的多元化與評價主體的多樣性。采用定量評價與定性評價相結合的方式，對學生實驗操作、數據處理、報告撰寫等給予量化評價，同時對學生表現進行詳細文字描述，肯定優點、指出不足。鼓勵學生開展小組互評與自評，互評時從實驗設計合理性、操作規范性、結論準確性等方面進行評價，學習他人優點，發現自身問題；自評時，反思自己在學習過程中的收獲、困惑與努力方向，培養自我反思與評價能力，增強學習主動性和責任感。

三、案例剖析：水的電離平衡教學實踐

“水的電離平衡”是高中化學選擇性必修的重要內容，對鞏固化學平衡、理解溶液酸堿性、鹽類水解等具重要意義，但內容抽象，學生理解困難。基于“啟思探理”理念，采用 “三階雙驅·問評促學”模式開展教學。

（一）啟思階：情境創設與問題提出

展示水仙花營養液及配方，介紹成分用途。設計“初識營養液—認識水的電離平衡、再識營養液—探究影響因素、使用營養液—探究稀釋對pH影響”三個環節，提出相關問題，如營養液中存在的微粒、H⁺的來源、室溫下c （H⁺）及稀釋對pH影響等，建立實際應用與化學知識的聯系，激發求知欲。

在這一階段，教師可以引導學生觀察水仙花營養液的顏色、透明度等物理性質，然后提出問題：“營養液中有哪些離子？這些離子是如何產生的？”教師通過提問，引導學生思考水的電離平衡與營養液成分之間的關系。同時，教師還可以結合生活實例，如純凈水、礦泉水、自來水等的pH差異，進一步引導學生思考水的電離平衡在實際生活中的體現，激發學生的學習興趣和探究欲望。

（二）探究階：活動探究與評價建構

組織分組實驗、手持技術數字化實驗、數據計算等活動，培養學生實驗設計與探究能力，促進概念理解。借助手持技術數字化實驗，利用計算機曲線將水的電離平衡微觀過程可視化，幫助學生理解。發揮評價導向功能，采用多元評價策略，保障學生在各環節及時得到反饋幫助。

活動探究1：測定蒸餾水和營養液的pH，分析H⁺來源。

實驗設計與探究：學生分組測定pH，檢測蒸餾水導電性，借助AI可視化技術，以3D動畫呈現水分子電離過程。

評價建構：實驗設計階段交流討論完善方案；分組實驗時觀察點撥協助完成；實驗結束后自評互評分析結果，得出水的電離結論。

在實驗過程中，學生要注意正確使用pH計，確保測量結果的準確性。同時，教師可以引導學生思考“為什么蒸餾水的pH接近7，而營養液的pH有所不同，說明了什么問題”讓學生理解水的電離平衡與溶液酸堿性的關系。此外，教師還可以鼓勵學生查閱相關資料，了解不同營養液成分對pH的影響，拓寬知識面。

活動探究2：計算水的電離程度。

學習任務：計算水電離的H⁺、OH^-濃度，1 L水中已電離水分子與總水分子的比例。

評價建構：教師引導學生根據計算結果分析比例，深入理解電離程度，建構電離平衡概念。

在計算過程中，學生可能會遇到一些困難，如單位換算、公式應用等。教師可以組織學生進行小組討論，共同解決問題，同時培養學生的合作精神。教師還可以通過設計一些變式練習，如改變水的溫度、加入少量酸或堿等條件，讓學生重新計算水的電離程度，進一步鞏固所學知識，提高學生運用知識解決實際問題的能力。

活動探究3：探究溫度對水電離的影響。

實驗設計與探究：設計并優化方案，用圖1（上）裝置，取純水加熱，用傳感器連接軟件測定pH隨溫度變化的曲線。

評價建構：小組互評優化方案；結束后匯報結果，討論操作規范性、結論科學性，引導分析曲線得出結論，多維度自評互評。

在實驗過程中，學生要注意控制溫度變化的速度，觀察pH的變化趨勢。教師可以引導學生思考：“溫度升高，水的電離程度為什么會增大？這與我們之前學過的哪部分知識相關？” 教師借此幫助學生建立新舊知識之間的聯系。同時，教師還可以引導學生查閱相關資料，了解溫度對其他電解質溶液電離平衡的影響規律，拓寬學生的視野，培養學生的自主學習能力。

活動探究4：探究酸堿對水的電離程度影響。

學習任務：分析酸堿對水的電離程度的影響。

評價建構：借助數值計算、數據對比，培養學生的證據意識與科學素養，引導學生從平衡移動角度分析抑制作用，為鹽類水解學習奠基。

在實驗中，學生可以向水中加入少量酸或堿，觀察對溶液pH的影響。教師可以引導學生思考“為什么加入酸或堿會抑制水的電離，這說明了什么問題”，幫助學生理解酸堿對水的電離平衡的影響。此外，教師還可以設計一些拓展實驗，如向酸或堿溶液中加入鹽類物質，觀察對水的電離平衡的影響，為后續鹽類水解的學習做好鋪墊。

活動探究5：探究稀釋對溶液pH影響。

實驗設計及探究：學生開展數字化實驗，采集營養液稀釋pH變化曲線。

評價建構：教師引導學生分析實驗曲線，總結稀釋對溶液酸堿性的影響，指導設計合理使用營養液的方法。開展過程性評價提供改進建議，總結性評價促進學生自主反思。

在實驗過程中，學生要注意稀釋操作的規范性，觀察pH的變化趨勢。教師可以引導學生思考“稀釋過程中，溶液的pH是如何變化的，這對我們使用營養液有什么指導意義”，幫助學生將實驗結果與實際應用相結合。同時，教師還可以引導學生對比不同溶液被稀釋的 pH 變化規律，讓學生總結歸納稀釋過程對溶液pH的普遍影響規律，提高學生的概括總結能力。

（三）反思階：反思內化與遷移拓展

1.反思內化

教師引導學生回顧水的電離平衡概念、水的離子積常數、溫度及外加酸堿對平衡的影響等，整合知識，借助反思量表促進自我反思。

教師可以設計一些引導性問題，如“通過本節課的學習，你對水的電離平衡有了哪些新的認識”“在探究實驗中，你遇到了哪些問題？是如何解決的”“你認為自己在哪些方面做得比較好？還有哪些需要改進的地方”等，幫助學生梳理所學知識，反思自己的學習過程，總結經驗教訓，促進知識的內化與能力的提升。

同時，教師還可以組織學生進行小組討論，分享各自的收獲和困惑。在討論過程中，學生不僅可以相互學習、相互啟發，拓寬思維視野，還可以培養團隊合作精神與溝通交流能力。通過反思與交流，學生能夠更全面、更深入地理解水的電離平衡相關知識，進一步完善自己的知識體系與認知結構。

2.遷移拓展

教師引導學生提出拓展性問題，如將水的電離平衡與其他弱電解質的電離平衡進行類比、根據液氨中的自耦電離推導其電離平衡常數表達式、分析酸雨降低土壤pH的原因等，強化知識應用，凸顯化學學科的實用性與價值，提升化學思維的深度和廣度。

在遷移拓展過程中，教師要注重引導學生運用所學的水的電離平衡知識，用類比、推理等方法，嘗試解決其他相關化學問題。例如，在分析酸雨降低土壤pH的原因時，教師可以引導學生從酸雨的成分、土壤中物質的性質以及水的電離平衡原理等角度進行思考，讓學生學會運用化學知識解釋生活中的實際現象，增強學生對化學學科價值的認識，提高學生運用化學知識解決實際問題的能力。

此外，教師還可以結合實際，如工業廢水的處理、血液酸堿平衡的調節、食品保鮮中的pH控制等，讓學生運用所學知識進行分析和解決，進一步拓寬學生的知識面與思維深度，培養學生的實踐應用能力與創新精神。

四、成效與展望：實踐成果與未來布局

“啟思探理”理念下的“三階雙驅·問評促學”模式為高中化學教學注入新活力。

（一）以問題驅動，有效促進學習方式轉變

學生在問題驅動與情境創設下，思維被有效激活，能夠主動思考和提出問題，提升思維能力。以探究性學習為主導的教學模式，不僅幫助學生深入理解化學知識，更重要的是培養他們的科學探究能力，為后續學習奠定堅實的基礎。學生經過反思和拓展，能夠將所學知識遷移應用到新情境中，解決實際問題，培養創造能力。在教學中，問題驅動不僅激發了學生的探究興趣，還培養了學生的批判性思維與創新能力。例如，在學習“原電池”后，學生提出“能否利用水果制作簡易電池”的問題，并查閱資料、設計實驗進行探究，最終成功制作出水果電池。這不僅加深了對原電池原理的理解，還培養了學生的實踐操作能力與創新精神。

（二）以評價驅動，“教學評一體化” 助力學生成長

以評價引領教學活動，將“教學評一體化”貫穿始終。學生之間互相分析討論實驗探究過程與結果，并接受同學的提問和評價。評價教學化、教學評價化的有機統一，達成教學效率和成效雙提升，促進學生的深度學習和全面發展。教師的角色也從傳統的知識傳授者轉變為學生學習的引導者和促進者。在評價過程中，教師及時反饋與針對性指導，幫助學生發現自身優點與不足，明確努力方向。例如，在化學實驗報告的評價中，教師對學生的實驗設計、數據處理、結論分析等方面進行詳細點評，指出存在的問題并提出改進建議。學生根據教師的評價，對實驗報告進行修改完善，重新審視自己的實驗過程，加深對實驗原理與操作的理解，從而提高實驗能力與科學素養。

（三）結合現代信息技術，發展科學素養

基于數字化實驗開展探究性學習，使信息技術與化學教學深度融合，有利于發展學生化學學科核心素養。采用數字化工具將“水的電離”可視化，讓學生更直觀地理解抽象的化學概念，教學效果得到了顯著提升。在教學中，現代化信息技術的應用不僅提高了教學效率與質量，還為學生提供了豐富多樣的學習資源與探究平臺。

此外，教師還可以利用信息技術開展虛擬實驗、遠程實驗等教學活動，彌補傳統實驗教學的不足。例如，在一些危險性較高或實驗條件要求特殊的化學實驗中，教師可以借助虛擬實驗軟件，讓學生在虛擬環境中進行實驗操作，觀察實驗現象，分析實驗結果，培養學生的實驗技能與科學素養。

“啟思探理”教學理念指導下的“三階雙驅·問評促學”教學模式為高中化學教學提供了新的思路與實踐方向。展望未來，將日臻完善教學模式，進一步優化評價方式；深度融合信息技術與AI可視化、模擬技術，讓探究活動更為生動高效；探索更多教學實踐案例，助力“科學教育做加法”，為培養具有創新精神與實踐能力的高素質人才奠定堅實基礎。

注：本文系福建省教育科學規劃2024年度常規課題“新時代縣域普通高中化學學科精準教研體系構建研究”（課題立項號：FJJKZX24-048）的階段性研究成果。

責任編輯：祝元志