以科學探究與創新意識為導向的高中化學實驗教學的相關思考

實驗作為化學課程體系的重要組成部分，是培養學生科學探究與創新意識的關鍵載體。在教育體制不斷改革的背景下，高中化學實驗教學要立足核心素養教育目標，充分利用生活元素、社會元素等資源，拓寬學生的化學學習視野，豐富其學習體驗。本文首先分析了培養高中生科學探究與創新意識的必要性，并剖析了高中化學實驗教學的現狀及存在的問題。接著，筆者結合自身的教學經驗與高中化學實驗課程的特征，闡述了以科學探究與創新意識為導向的教學基本原則、重要性及實踐策略，旨在凸顯化學學科的育人導向，讓學生在掌握實驗技能的同時，鍛煉創新思維，提升創新能力，促進化學核心素養的形成與發展。

隨著教育改革的不斷深入，科學探究與創新意識已成為現代教育的重要目標。實驗是高中化學課程的核心內容，實驗課堂是鍛煉學生動手能力、發展創新思維與科學素養的重要平臺，其質量和效果直接影響著學生的全面發展。然而，當前高中化學實驗教學仍面臨諸多挑戰，不僅限制了學生實驗技能和科學素養的提升，也制約了學生創新思維和實踐能力的培養。因此，本文旨在以科學探究與創新意識為導向，探討高中化學實驗教學的新思路和方法。在教學實踐中，高中化學教師應以科學探究與創新意識為根本目標，關注學生對知識的掌握情況，注重科學思想方法的形成，促進高中生能力素養的發展。要通過滲透化學史、聯系生活現象、探究社會問題等多元化的課堂活動，培養學生的創新思維，鼓勵他們運用化學知識解決實際問題，樹立正確而積極的化學學習觀念。

1培養高中生科學探究與創新意識的必要性

“科學探究與創新意識”是高中化學核心素養的重要組成部分，是指學生基于化學學習中遇到的問題，進行合理探究，敢于創新，在問題思考或實驗探究中逐步發掘化學事物本質的學習品質。就化學學科而言，培養高中生科學探究與創新意識的必要性主要體現在以下幾個方面。

首先，推動高中生的個人成長與發展。科學探究是一個發現問題、提出假設、設計實驗、收集數據、分析解釋和得出結論的過程，在此過程中，培養學生系統性解決問題的能力，對其個人的學習與發展至關重要。科學探究鼓勵學生質疑現有知識，通過實證來驗證或反駁、假設，這種批判性思維有助于學生形成獨立思考的習慣，不盲目接受信息，而是能夠理性分析和評估問題，是推動高中生終身發展的必要條件。

其次，培養高中生的社會適應能力。在科技日新月異的當下，具備科學探究和創新能力的人才能更快地適應新技術和新知識，成為社會的有用之才。高中化學課堂應以此為目標，鼓勵學生在探究科學現象的同時，感受科技的力量，建立化學與社會的聯系，增強化學學習動力，并通過化學課堂，獲取滿足自身終身發展需要的知識與技能。科學探究往往涉及多個學科的知識和方法，有助于學生打破學科壁壘，實現跨學科學習和創新，而這種能力會對學生的個人素質和終身發展產生直接影響。在科學探究的過程中，學生可以深入地理解科學對社會環境和人類健康的影響，從而樹立社會責任意識，養成積極的道德品質。

最后，增強國際競爭力。創新力是國家和民族發展的不竭動力，培養高中生的科學探究和創新精神，有助于為國家培養未來的科技人才和創新型人才，推動科技進步與產業升級。在全球化的背景下，國家間的競爭越來越體現在科技創新能力方面。通過高中化學課堂培養學生的科學探究與創新意識，可以讓他們真正認識到科技進步對國家發展的重要作用，增強他們的愛國主義精神，提高國家榮譽感，進而提升國家的整體創新能力和國際競爭力。

2高中化學實驗教學現狀

高中化學實驗教學作為培養學生科學素養、實踐能力和創新思維的重要途徑，在現代教育中占據重要位置。然而，在實際操作中，實驗教學現狀仍面臨諸多挑戰。一些高中的化學實驗教學在設施條件方面存在不均衡現象。例如，有些學校資金不足，實驗室缺少先進的實驗設備與器材，影響了實驗教學過程。即便一些學校擁有實驗室，但設備陳舊、維護不足的問題也時有發生。此外，實驗室的布局和設備配置未能充分滿足實驗教學需要，教學區、準備區和存儲區劃分不明確，實驗臺、電源插座和安全防護設施不足，影響了實驗教學的順利開展。

高中實驗教學內容涵蓋了實驗設計的基本原則和方法、基本的化學實驗技能（如配制溶液、稱量、滴定等）以及實驗探究（如物質的溶解度、反應速率等）。部分教師在實驗教學時過于依賴教材，只依照教材中預設的實驗流程組織實驗活動，缺少創新，這使得學生的思維僵化，難以實現化學知識的靈活運用。同時，有些實驗內容未能充分與高中生的實際生活相結合，學生難以看到化學實驗在現實中的應用價值，這會影響他們的實驗積極性。

有些高中化學實驗課堂在教學方法與手段上仍有待創新，更多教師側重于演示實驗，沒有真正讓學生動手完成實驗，影響了學生實驗能力的提升。尤其是隨著信息化時代的到來，多媒體技術的應用越來越廣泛。更多教師開始運用多媒體為學生展示實驗過程，認為可以以此降低學生的實驗難度，卻使得學生動手實驗的機會越來越少。教師更愿意將教學重心放在概念性知識講解和習題訓練方面，而忽略了對學生實驗技能的培養。

3以科學探究與創新意識為導向的高中化學實驗教學基本原則

第一，探究性原則。化學實驗的原因或結果通常是未知的，并且通常沒有明確的方法解決問題，這就要求學生通過獨立探究做出假設，并通過實驗驗證假設。在實驗課程中，教師應使用一系列啟發性的問題及建議，幫助學生自主思考、探究問題。探究的問題本身具有不確定、分層次和發散的性質，教師要充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵學生獨立思考，積極探究，在實驗過程中獲得獨到見解，主動提出質疑，并通過實驗驗證自己的結論。

第二，實踐性原則。實踐是掌握操作技能、獲得真知灼見的唯一途徑。只有親自動手操作，學生才能真正理解實驗的目的和科學探究的方向。在探究過程中，教師應發揮指導作用，幫助學生梳理實驗操作流程并協助其完成實驗，而非直接替代學生進行實驗操作。學生通過親身實踐，能夠充分發揮主動性，培養實踐技能和創新精神。

第三，合作性原則。合作是高中實驗課堂的重要教學模式，在核心素養教育目標指導下，高中化學教師應通過實驗課堂，引導學生樹立正確的合作意識，鍛煉合作學習能力，并在實驗中不斷創新，提高實踐技能，促進個性發展。通過合作學習，學生可以相互啟發、相互幫助，共同解決問題，從而提高科學探究的效率和質量。

第四，科學性原則。實驗教學應遵循科學原理和方法，確保實驗設計的合理性和準確性。教師應選擇具有科學價值的實驗內容，引導學生運用科學方法進行實驗設計和操作，培養學生的科學素養和探究能力。

第五，目的性原則。實驗教學應圍繞教材內容設定明確的實驗目標，并根據實驗目的選擇適當的實驗內容和方法。通過實驗教學，學生能夠初步了解有關儀器的構造、原理和使用方法，掌握基本的實驗操作技能，并培養觀察能力和嚴謹的科學態度。

4以科學探究與創新意識為導向的高中化學實驗教學的重要性

4.1全面掌握知識

高中化學實驗教學是化學教育中不可或缺的一環，它不僅能夠幫助學生鞏固基礎知識、提升實驗技能，還能促進深入理解理論原理、培養科學思維，并推動知識的應用實踐和激發學習興趣。同時，實驗教學還能通過成績與評估反饋，以及學科素養的塑造，為學生的全面發展提供有力支持。為了體現化學實驗的育人導向，培養學生的科學探究與創新意識，在教學過程中要關注學生對知識的掌握情況，將實驗變成鞏固概念性知識、夯實化學基礎的關鍵媒介。

學生在實驗過程中需觀察化學反應的過程和結果，通過具體的化學現象，反思化學基礎知識，加深對知識的理解與記憶。同時，要熟練掌握各種化學實驗儀器和設備的使用方法與操作技能，為實驗任務的順利完成奠定基礎，確保全面掌握實驗知識。實驗可以加強學生對化學理論原理的理解。在實驗過程中，通過觀察和分析實驗現象，探索化學反應的本質和規律，學生會逐漸加深對化學理論原理的理解。通過觀察實驗現象、分析實驗數據得出實驗結論，學生能鍛煉邏輯思維能力、批判性思維能力與創新能力，逐漸養成科學嚴謹的態度，掌握解決問題的有效方法。

4.2形成思想方法

化學實驗是科學思維的搖籃，在實驗過程中，學生需要觀察、記錄、分析實驗現象，通過邏輯推理和假設驗證，最終得出結論。該過程通過多維度思維訓練系統培育學生的邏輯思維、批判性思維和創造性思維能力，形成嚴謹、客觀、理性的科學思維方式。在實驗教學中，學生不僅學習化學理論，更重要的是通過動手實踐，逐步形成一系列科學的思想方法。實驗教學通過讓學生親自操作實驗，不僅提高了他們的動手能力，更培養了將理論知識轉化為實踐應用的能力。在實踐中，學生學會如何正確選擇和使用實驗器材，如何精確控制實驗條件，如何準確記錄和分析數據。這些實踐技能將對他們未來的學習和發展產生積極影響。

此外，實驗教學有助于學生更深入地理解化學知識。通過實驗，學生可以直觀地看到化學反應的過程和結果，感受到化學變化的魅力，從而加深對化學原理、化學現象和化學規律的理解，這種直觀性和實踐性是理論教學無法替代的。實驗教學往往充滿趣味性和探索性，能夠激發學生的好奇心和求知欲。在實驗中，學生會遇見意想不到的現象，這會激發他們的探索精神，促使他們更加深入地學習化學知識，探索化學世界的奧秘。實驗教學有助于將零散的化學知識系統化。在實驗過程中，學生需要將理論知識與實踐相結合，將不同知識點串聯起來，形成一個完整的知識體系，這種系統化的知識結構不僅有助于記憶和理解，更能提升學生的綜合運用能力。

4.3發展能力素養

高中化學實驗以其直觀性、趣味性和探索性特點，能夠極大地激發學生的學習興趣。在實驗過程中，學生親眼看見化學反應的奇妙變化，親手操作實驗器材，這種親身體驗往往比單純的理論學習更能激發學生的好奇心和求知欲，從而激發他們持續學習和探索的動力。實驗是化學學科的靈魂，在實驗操作中，學生需要運用邏輯思維、批判性思維和創造性思維來分析和解決實驗中的問題。通過觀察實驗現象、提出假設、設計實驗方案、進行實驗驗證和得出結論，學生能夠逐步形成科學嚴謹的思維方法，這對他們未來的學習和發展具有重要意義。

實驗過程包含數據記錄與技術環節，需要學生仔細觀察實驗現象，準確記錄實驗數據，并通過分析數據得出結論。這種觀察和分析的過程能夠鍛煉學生的觀察能力和分析能力，使他們更加敏銳地捕捉信息，更加準確地分析問題。除此之外，實驗也是鍛煉學生問題解決能力的重要途徑。在做實驗時，學生往往會遇到各種問題和挑戰，如實驗失敗、數據異常、溝通不暢、任務分配不均等問題。面對這些問題，學生需要運用所學知識進行分析和推理，尋找解決方案。這種問題解決的過程能夠鍛煉學生的應變能力和創新能力，使他們更加自信地面對未來的挑戰。也能讓學生找到與他人和諧相處的方法，增強人際交往能力和合作學習能力。

5以科學探究與創新意識為導向的高中化學實驗教學實踐策略

5.1滲透化學史，培養創新思維

化學史是對漫長而復雜的化學學科發展的高度概括和升華，揭示了化學發展的脈絡，包括主要突破、各分支學科的演化及其相互關系，為未來化學的發展指明方向。高中化學教師在開展以科學探究與創新意識為導向的實驗教學過程中，挖掘化學史的教育價值，凸顯化學學科的教育功能，促進學生科學精神與學科核心素養的發展。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學史的發展過程及化學實驗的探究過程，都彰顯著科學探究精神的重要性。在教學實踐中，要展現化學學科的人文性與科學性，創建真實的實驗探究的歷史情境，讓學生通過完成實驗過程反思化學原理，體會化學發展歷程中所傳遞的情感，在掌握化學知識與技能的同時，樹立正確、積極的價值觀念。

以“化學能與電能”這節課為例。在教學時，可融入化學史，強調“化學不僅是對元素與化合物的研究，更是對能量轉換、物質變化的科學探索”。化學能與電能之間的轉換是化學史上一個重要的里程碑，不僅推動了科學理論的進步，也深刻影響了現代生活。首先，利用視頻簡單介紹18世紀初意大利物理學家伽伐尼的青蛙腿實驗。此實驗使人們首次觀察到生物電現象，啟發了對電與化學之間聯系的探索。其次，帶領學生深入理解伏特電池的構造和工作原理，認識其對科學界的震撼與影響。最后，詳細講解伏特是如何發明世界上第一個實用的電化學電池一—伏特電池，并帶領學生完成實驗。組裝伏特電池，準備銅片、鋅片和鹽水溶液，確保實驗過程中電流的持續輸出。完成實驗后，可以帶領學生討論伏特電池的歷史意義：證明了化學能可直接轉化為電能，為后來的電化學研究奠定了基礎。為加深學生對化學能轉化為電能的理解，可引入生活實例，分析日常生活中的干電池、堿性電池、鋰電池等不同類型的化學電源，比較它們的優缺點。

5.2還原生活現象，解決實際問題

高中化學學科與我們的日常生活緊密相關，教師可通過將生活中的常見現象融入實驗課程設計，有利于學生理解化學原理并提升舉一反三的能力，對培養學生的發散性思維具有重要幫助。高中化學實驗教學通過還原生活現象，使學生能夠將抽象的化學知識與實際生活相聯系，從而激發他們對化學學習的興趣。在實驗過程中，學生需要仔細觀察實驗現象，分析實驗數據，從而得出正確的結論。這種觀察力和分析能力的培養，有助于學生更好地理解和解釋生活中的化學現象，提升他們的科學素養。

本次實驗的主題為“食醋中總酸含量的測定”，食醋中含有醋酸和少量有機弱酸，食醋中的總酸含量是指每100mL食醋中含酸的質量，利用滴定分析法，用已知濃度的NaOH溶液來滴定待測食醋溶液，根據Na0H溶液的濃度和滴定時所消耗的體積，可測定食醋的總酸含量。準備不同品牌的食醋，讓學生以組為單位分別進行實驗。用25mL移液管量取25mL食醋于250mL的容量瓶中，稀釋至刻度，得到待測的食醋溶液。將Na0H標準溶液裝入堿式滴定管中，用酸式滴定管量取25mL待測食醋于250mL錐形瓶中，加入2滴0.1%酚酞溶液作指示劑。用Na0H標準溶液定至溶液顯粉紅色且半分鐘內不褪色，記錄消耗Na0H標準溶液的體積。重復上述操作，完成不同品牌食醋的測定。當獲得實驗數據后，應與食醋商標上的總酸含量進行對比。利用生活中的材料進行實驗，可以讓學生認識到化學不只是課本上的符號和方程式，而是鮮活的生活情境的再現。這不僅能夠調動他們主動學習的熱情，還能引導他們發現生活中隱藏的化學知識，并利用所學知識解決實際問題，達到學以致用的目的。

5.3探究社會現象，樹立正確觀念

社會的進步與科技的發展使人們的生活越來越便捷，生活品質也越來越高，而這些改變離不開化學的推動。高中化學教師在日常教學中要以培養學生的科學探究與創新意識為根本導向，建立化學與社會的聯系，引導學生探究社會現象，樹立正確的價值觀念。將化學知識與社會現象相融合，可以讓學生更關注社會問題，提升他們的公民意識和社會責任感，使其學會從化學的角度思考社會問題，為解決問題貢獻力量，并逐漸成為具有社會責任感和社會擔當的公民。

食鹽作為日常生活中必不可少的物質，主要是從海水、地下鹽（礦）巖沉積物、天然鹵水中獲得，以氯化鈉為主要成分加工食用鹽。我國食鹽來源主要分為三類：井礦鹽、湖鹽和海鹽。海鹽是食用鹽的一種，是將海水引入鹽田，經過日曬蒸發結晶而成。可以帶領學生開展“粗鹽提純”的實驗，讓學生從海水中提取食鹽，了解海水曬鹽的原理，并掌握粗鹽中部分可溶性雜質和難溶性雜質的除雜原理。首先，以海水曬鹽的視頻作為導入，讓學生觀察視頻，理解海水曬鹽的原理，初步培養信息概括能力。接著，拿出提前準備的粗鹽，讓學生按照教材中的實驗步驟，自主完成粗鹽提純的過程。粗鹽提純的根本目的是除去難溶性雜質，所以學生要分析粗鹽中有什么雜質？如何將這些雜質去除（可溶性雜質和難溶性雜質）？在實驗時，學生可能會遇到問題或實驗步驟失誤，影響實驗結果，教師要做的是給予學生足夠的自由，并適當提供幫助，幫助學生順利完成實驗過程，鞏固化學知識基礎。本節課的知識以海水曬鹽為背景設計教學活動，既鍛煉了學生粗鹽提純的實驗操作能力，又能確保教學內容貼近學生的生活經驗，體現化學在社會生產中的實際應用。

6結論

綜上所述，在教育理念不斷改革發展的背景下，高中化學實驗教學逐漸從傳統教學模式向以科學探究與創新意識為導向的教學模式轉變。這種轉變旨在培養學生的科學素養與創新能力，使其更好地適應未來社會的發展需求。在教學實踐中，高中化學教師要把握科學探究的內涵，明確培養學生創新意識的重要性，并將二者與實驗課程相結合，優化實驗設計，明確實驗目標，凸顯化學學科的育人導向。在組織教學活動時，要注重化學史融入化學課程，培養學生的創新思維；要利用實驗還原生活現象，借助化學知識解決實際問題；同時，要引導學生探究社會現象，認識化學知識在社會發展中的重要作用，樹立正確的學習觀念。

（作者單位：甘肅省華池縣第一中學）