指向科學(xué)探究意識培養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)策略

中圖分類號：G632 文獻標(biāo)識碼：A

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）強調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，使學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，從問題和假設(shè)出發(fā)，設(shè)計探究方案，在合作探究中敢于質(zhì)疑.高中化學(xué)實驗作為化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，通過讓學(xué)生親身參與實驗操作、觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗數(shù)據(jù)等過程，為學(xué)生提供了實踐與思考的平臺，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識.

1科學(xué)探究意識概述

科學(xué)探究意識涵蓋多個關(guān)鍵層面.其一，個體對科學(xué)知識擁有好奇心與渴望，這種源自內(nèi)心的驅(qū)動力，促使個體在面對化學(xué)現(xiàn)象時，不滿足于簡單的表面認(rèn)知，而是深入挖掘現(xiàn)象背后隱藏的科學(xué)原理和規(guī)律，進而主動探索更多化學(xué)知識；其二，個體對科學(xué)方法具備理解與運用能力，從提出合理假設(shè)，到精心設(shè)計實驗方案，再到準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)、深人分析結(jié)果，每一個環(huán)節(jié)都需要個體熟練掌握并運用科學(xué)方法；其三，個體對科學(xué)探究過程持有尊重與堅持的態(tài)度，能夠尊重探究過程中的每一個細(xì)節(jié)和結(jié)果，不輕文章編號：1008-0333（2025）21-0106-03易放棄，以堅韌的毅力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去克服困難，從而推動探究活動持續(xù)進行.

具備科學(xué)探究意識的個體，能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后的問題，能夠積極主動地查閱資料、設(shè)計實驗、進行觀察和分析，以驗證假設(shè)或解決疑惑.在此過程中，個體不但能夠構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，還能提升自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力及問題解決能力，這對未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有重要作用[1].

2 指向科學(xué)探究意識培養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)要點

2.1 教學(xué)方法的擇取至關(guān)重要

教師應(yīng)依據(jù)實驗內(nèi)容與學(xué)生實際情況，靈活選用問題導(dǎo)向教學(xué)法與小組合作教學(xué)法.問題導(dǎo)向教學(xué)法通過設(shè)計循序漸進、富有啟發(fā)性的問題，如同搭建思維階梯，引導(dǎo)學(xué)生深人思考，挖掘?qū)嶒灡澈蟮幕瘜W(xué)原理.小組合作教學(xué)法則能有效促進學(xué)生間的思想碰撞，在交流討論中，學(xué)生各抒己見，從而拓寬思維視野，提升實驗教學(xué)的深度與廣度[2].

2.2 實驗教學(xué)過程中的引導(dǎo)不可或缺

實驗前，教師需引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)復(fù)習(xí)相關(guān)化學(xué)知識，使學(xué)生明晰實驗原理的理論支撐.同時，幫助學(xué)生熟悉實驗儀器的使用方法與藥品的特性，確保實驗安全有序進行.實驗過程中，教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生操作，及時發(fā)現(xiàn)并糾正不規(guī)范行為，保障實驗操作的準(zhǔn)確性.實驗結(jié)束后，應(yīng)組織學(xué)生反思實驗過程，鼓勵學(xué)生思考實驗中的不足與改進方向，引導(dǎo)學(xué)生深入討論實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生分析與總結(jié)的能力.

2.3 強化與生活及生產(chǎn)實踐的聯(lián)系

教師在實驗教學(xué)中，應(yīng)引入貼近日常生活的素材，如食品保鮮、水質(zhì)凈化等案例，讓學(xué)生真切體會化學(xué)知識在生活中的實際應(yīng)用.通過這些實例，學(xué)生能夠意識到化學(xué)知識在解決實際問題中的重要價值，從而激發(fā)學(xué)生主動運用化學(xué)知識探究生活問題的興趣與熱情.

3指向科學(xué)探究意識培養(yǎng)下高中化學(xué)實驗教學(xué)策略

3.1 注重鏈接，以內(nèi)促外，為實驗搭建平臺

化學(xué)與日常生活和生產(chǎn)實踐緊密相關(guān).通過建立化學(xué)知識與現(xiàn)實世界之間的聯(lián)系，有助于學(xué)生深刻領(lǐng)悟化學(xué)知識的實用性與趣味性，從而激發(fā)其科學(xué)探究的內(nèi)在動力.教師作為教學(xué)活動的組織者與引導(dǎo)者，應(yīng)該積極挖掘各類新穎且富有啟發(fā)性的鏈接素材，打破課堂與生活、理論與實踐之間的壁壘，促使學(xué)生主動參與實驗探究.

以人教版高中化學(xué)必修第二冊第六章實驗活動7“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”為例（下同），首先，教師從當(dāng)下熱門的新能源汽車電池技術(shù)切入，通過對比不同品牌新能源汽車的續(xù)航里程，引出電池的充放電效率問題，進而與電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)速率建立聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的興趣.其次，教師提出生活中的常見現(xiàn)象，如蘋果削皮后放置一段時間會變色，但放在冰箱后，變色速度會減慢，突出溫度對蘋果氧化的影響；教師還可以提出工業(yè)領(lǐng)域中的硫酸生產(chǎn)過程，突出催化劑對生產(chǎn)效率的影響.

在完成生活與生產(chǎn)實踐的鏈接后，教師要開展相關(guān)的演示實驗，直觀呈現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率受不同因素影響的過程，進一步激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性.具體而言，教師要準(zhǔn)備兩組實驗，一組為常溫條件下一定濃度的鹽酸與大小相同的鎂條的反應(yīng)，另一組為將相同濃度的鹽酸與相同規(guī)格鎂條在熱水環(huán)境下的反應(yīng)，直觀呈現(xiàn)不同溫度下氣泡產(chǎn)生速率的差異.通過演示實驗，學(xué)生對生活與生產(chǎn)實踐現(xiàn)象有了更直觀地理解，能夠認(rèn)識到化學(xué)的實際應(yīng)用價值，從而積極地參與化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的探究

3.2 注重發(fā)現(xiàn)，以引促問，為實驗創(chuàng)設(shè)條件

問題是驅(qū)動科學(xué)探究的引擎，沒有問題，學(xué)生就難以深入挖掘化學(xué)知識背后的奧秘，科學(xué)探究意識也難以生根發(fā)芽.教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，敏銳地從教材內(nèi)容、社會熱點以及學(xué)生的日常生活中，提煉出既契合學(xué)生興趣點，又能對接其知識儲備的問題，以此激發(fā)學(xué)生主動思考與提問的熱情，

教師在提出新能源汽車電池技術(shù)的話題并開展演示實驗之后，順勢引入“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”實驗活動，創(chuàng)設(shè)以下層層推進的問題，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題.

首先，教師向?qū)W生展示數(shù)據(jù)，表明在冬天低溫環(huán)境下，新能源汽車的續(xù)航里程明顯減少，而在夏天高溫時，電池的使用壽命又有所降低.然后提出問題：為什么新能源汽車的電池在不同溫度條件下，性能會出現(xiàn)這么大的差異呢？引導(dǎo)學(xué)生初步思考溫度與電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系.其次，教師繼續(xù)深人提問：電池的充放電依靠內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)，在生產(chǎn)電池時，如果改變電池中反應(yīng)物的濃度配比，對電池的充放電的速度會產(chǎn)生怎樣的影響？類比我們生活中用不同濃度的清潔液清洗污漬，速度有快有慢，這和電池反應(yīng)是否有相似之處？引導(dǎo)學(xué)生將濃度因素與電池反應(yīng)速率相關(guān)聯(lián).最后，教師展示資料，說明當(dāng)前新能源汽車電池研發(fā)的一個重要方向是尋找新型催化劑，以提升電池性能.接著提出問題：既然催化劑在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率，那么在電池這個特殊的化學(xué)反應(yīng)體系里，催化劑具體是怎樣發(fā)揮作用的？為什么常見的鋰離子電池和正在研發(fā)的固態(tài)電池，需要不同的催化劑？通過一系列環(huán)環(huán)相扣的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，促使學(xué)生提出與“化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素”實驗相關(guān)的預(yù)設(shè)性問題，如在設(shè)計探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實驗時，溫度的變化范圍設(shè)置多少比較合適？探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響時，如何保證其他條件完全相同，避免干擾實驗結(jié)果？針對不同類型的電池反應(yīng)，怎樣篩選能夠提高反應(yīng)速率的催化劑？為實驗方案的設(shè)計和實驗探究活動的開展奠定基礎(chǔ)

3.3 注重猜想，以辯促思，為實驗提供動力

猜想與假設(shè)是得出科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)因素，還指引著實驗探究的內(nèi)容和方向.在化學(xué)實驗中，猜想不僅為制定實驗計劃、設(shè)計實驗方案奠定基礎(chǔ)，還是化學(xué)實驗探究過程中的重要拐點，有利于學(xué)生深入?yún)⑴c實驗探究.因此，教師不僅要鼓勵學(xué)生提出問題，更要組織討論活動，為學(xué)生提供充足的思考空間，促使學(xué)生深入思考.

基于之前對新能源汽車電池在不同條件下性能變化的疑惑，教師組織與“化學(xué)反應(yīng)速率影響因素”有關(guān)的猜想辯論活動.首先，學(xué)生闡述對所提疑問的猜想以及依據(jù)，為后續(xù)辯論提供有力論據(jù).其次，教師鼓勵其他學(xué)生質(zhì)疑與補充，促進學(xué)生間的思維碰撞，使學(xué)生從不同角度思考猜想的合理性.在辯論高潮階段，教師引導(dǎo)學(xué)生共同探討這些猜想的合理性，并嘗試運用已學(xué)化學(xué)知識加以解釋.最后，在充分辯論的基礎(chǔ)上，學(xué)生確定探究主題，如“探究不同濃度的硫酸與鋅反應(yīng)時化學(xué)反應(yīng)速率的變化”或“探究催化劑二氧化錳的用量對過氧化氫分解反應(yīng)速率的影響”.最后，教師要求學(xué)生共同設(shè)計實驗方案，詳細(xì)討論實驗步驟，確定所需器材，并推測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果.通過辯論活動，教師能夠調(diào)動學(xué)生的積極性，為深人的實驗探究提供強大動力.

3.4 注重活動，以做促悟，為實驗提供保障

化學(xué)實驗是極具開放性的學(xué)習(xí)板塊，有助于學(xué)生吸收內(nèi)化知識，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，對于學(xué)生科學(xué)探究意識的提升具有促進作用.因此，在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要為學(xué)生提供一系列的學(xué)習(xí)支架，讓學(xué)生深度參與實驗探究，從而透徹領(lǐng)悟化學(xué)知識的本質(zhì).

在學(xué)生明確實驗方向并制定實驗方案后，教師為學(xué)生準(zhǔn)備濃度不同的鹽酸、形狀相同的鎂條、熱水、冷水、過氧化氫溶液、二氧化錳等實驗材料，以及試管、量筒、秒表等實驗儀器，細(xì)致講解安全注意事項，以及實驗儀器的使用方法，確保學(xué)生能安全、規(guī)范地開展實驗.然后學(xué)生以小組的形式展開驗證實驗，分別探究“溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”“濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”.在實驗進程中，教師要不斷提出問題，促使學(xué)生積極驗證實驗，深人探究化學(xué)反應(yīng)速率與各影響因素的關(guān)系；教師還要不斷觀察各小組的實驗過程，針對存在的問題給予針對性的指導(dǎo)，以保證驗證實驗的有效性.實驗結(jié)束后，學(xué)生整理實驗數(shù)據(jù)，以表格形式呈現(xiàn)不同條件下的反應(yīng)時間、產(chǎn)生氣體的量等信息，并通過對比分析數(shù)據(jù)，總結(jié)出溫度、濃度等因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律.各小組交流探究結(jié)果，互相提出疑問并解答.通過上述整個實驗過程，學(xué)生不僅能夠直觀地觀察到化學(xué)反應(yīng)速率在不同條件下的變化，更能在實踐操作與數(shù)據(jù)處理中，深刻理解化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的原理，有效提升科學(xué)探究意識與能力.

4 結(jié)束語

綜上所述，通過注重鏈接、發(fā)現(xiàn)、猜想和活動這一系列教學(xué)策略，在高中化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識成效顯著.學(xué)生不僅能夠更加深入地理解化學(xué)知識，還能提升思維能力和實踐能力.在教學(xué)實踐中，教師應(yīng)注重學(xué)生科學(xué)探究意識的培養(yǎng)，持續(xù)探索并實踐有效的實驗教學(xué)方法，以更好地適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展需求，助力更多學(xué)生在科學(xué)探究的道路上不斷前行.

參考文獻：

[1]周冬冬，高龍，修運程，等.不同版本高中化學(xué)教科書中學(xué)生必做實驗的分析與啟示：基于“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)［J].化學(xué)教育（中英文），2023，44（05） ：1 -9.

[2］王紅軒.促進“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)發(fā)展的高三復(fù)習(xí)課：探究亞硫酸鈉溶液pH的變化及應(yīng)用[J].化學(xué)教育（中英文），2023，44（13）：49 -55.

[責(zé)任編輯：孫美齊]