淺析在高中化學實驗教學中培養學生科學探究能力

慕志偉

摘要：化學實驗是提升學生化學核心素養，實現學生全面發展、長遠發展的關鍵途徑。但在教學實踐中，受多種因素制約，化學實驗教學并未受到應有的重視，致使化學實驗教學的價值大打折扣。鑒于此，高中化學教師應以學科素養為導向，貫徹以生為本理念，重新設計實驗教學方案，促使學生在實驗探究中提升科學探究素養。本文以此為切入點，分析高中化學實驗教學現狀，結合化學實驗教學實踐，對科學探究素養下的實驗教學模式進行詳細探究。

關鍵詞：高中化學；實驗教學；科學探究能力；核心素養

科學探究能力作為化學學科素養之一，是學生基于化學現象提出問題、進行假設、設計并開展實驗方案、得出結論的能力。研究發現，實驗是培養學生科學探究能力的重要途徑。鑒于化學學科的特點，化學實驗主要借助直觀形象的方式將抽象、復雜的化學知識呈現出來，以便于學生加深對知識的理解，并促使其在化學實驗探究中循序漸進地提升自身的科學探究能力，落實學科素養下的教學目標。鑒于此，唯有充分挖掘化學實驗中蘊含的教育價值，指向化學學科素養的要求，重新設計實驗教學方案，依照“實驗操作和觀察—發現和分析問題—形成結論”的過程，循序漸進地提升學生的科學探究素養。

1? ?新課程背景下高中化學實驗教學現狀研究

結合調查數據可知，當前高中化學實驗教學依然存在諸多問題。具體體現在以下幾點：

第一，對化學實驗重視程度不夠。部分教師深受“應試教育理念”的影響，將提高學生的化學成績作為唯一的教學目標，弱化了學生化學核心素養的培養。在這種教育理念下，教師很少思考“化學實驗與探究能力”之間的關系，忽視了實驗教育價值的挖掘，致使教師在開展課堂教學時，只關注教材上的理論知識，忽視了實驗教學的設置；還有部分教師對實驗教學認識不夠，認為學生只要掌握了實驗過程、結果即可。在這種錯誤的認知下，教師常常以教材為藍本，匆匆演示一下實驗，然后讓學生死記硬背實驗過程和結果。

第二，實驗教學方式單一。鑒于化學實驗中蘊含的教育價值，唯有靈活開展化學實驗教學，借助多種形式的化學實驗學習模式，引導學生在實驗探究學習中，透過實驗現象總結其中蘊含的化學知識，才能使學生在實驗探究過程中形成一定的科學探究素養。但在化學實驗教學實踐中，普遍存在“教學模式單一”的情況，不論是什么類型的實驗，都是利用口頭講述、實驗演示的方式進行。在這種單一而滯后的實驗教學中，實驗教學效果大打折扣，阻礙了學生科學探究能力的提升。

第三，學生缺乏主動性。鑒于化學實驗中蘊含的教育價值，教師應立足于現代化教育理論研究的結果，重塑師生關系，并以“實驗活動的設計者、組織者，以學生實驗探究的引導者、啟發者”的新身份，帶領學生進行實驗操作和科學探究，并在探究中發現問題、分析問題、解決問題。而這一過程恰恰是激活學生科學探究思維、提升科學探究能力的重要過程。在實際教學中，學生基本上都是按照教材上的實驗步驟，或者教師的提示進行驗證；即便是在實驗中遇到了難以理解的問題，也因習慣依賴教師，導致其不愿主動思考，尋找解決問題的方案。學生在這種被動、依賴性的學習狀態下，思維被束縛，阻礙了學科素養的提升。

2? ?基于探究能力培養的化學實驗設計原則

鑒于科學探究能力的內涵，高中化學教師在設計實驗教學方案時，應遵循以下三個原則：

原則一：科學性。為了培養學生的科學探究能力，教師在設計實驗教學方案時，應堅持科學性的原則，確?；瘜W實驗的設計原理、實驗操作步驟的設計、實驗操作中的注意事項等，要和化學理論知識、科學的研究方法保持一致，尤其要做好藥品劑量的控制，只有這樣才能真正達到預期的實驗教學目標。

原則二：可行性。在培養學生的科學探究能力時，應始終堅持可行性原則，依據學校中現有的實驗條件，基于學生的實際情況，科學設計具有探究性的實驗方案。但并非所有的化學實驗都可以成為探究性實驗，教師在設計探究性實驗之前，應加強對實驗內容的分析，選擇能夠發散學生思維的化學實驗，對其進行改編，使之成為探究性實驗；另一方面，在可行性原則下，還應切實做好學情分析，基于當前高中生已有的知識與經驗，科學設計實驗方案，以免方案設計難度過大或過低，影響學生的探究性學習。

原則三：主體性。為了順利達到既定的實驗教學目標，教師在優化實驗方案設計時，還應始終貫徹“以生為本”的教育理念，以高中生的化學知識掌握情況、學習能力為出發點，設計多樣化、極具探究性的實驗方案，促使學生在主動參與中獲得學科素養的提升。

3? ?優化實驗教學方案，提升學生科學探究能力

3.1創設實驗情境，激發學生探究興趣

按照新課程標準的要求，在優化實驗教學方案時，應尊重學生的課堂主體地位，提高學生的課堂參與度，使其在交流中獲得良好的情感體驗，并促進自身的全面發展。目前，受多種因素的制約，化學實驗課堂中出現了“學生被教師牽著鼻子走”的現象，嚴重制約了學生的全面發展。為了將學生從被動、依賴性的實驗學習模式下解放出來，摒除傳統的教學理念，基于現代教學理論，靈活運用多種手段，為學生創設實驗情境，借助情境喚醒學生的實驗探究欲望。

3.2改進演示實驗，培養學生探究能力

鑒于化學學科的特點，實驗教學是化學教學的重難點，承擔著培養學生科學探究能力的重任。但在傳統的課堂教學中，教師基本上都是按照教材上的實驗內容，一條一條按照實驗步驟進行驗證。鑒于此，為了培養學生的科學探究素養，教師應立足于教材上的化學實驗，對其進行改進，使其成為探究性實驗，繼而指導學生在實驗探究中，分析問題、解決問題，逐漸形成一定的科學探究能力。例如，在“氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體吸熱反應”的化學實驗中，為了提升學生的實驗探究能力，教師可以對教材上的實驗內容進行改進，帶領學生結合所學知識，重新設計一套更為科學、綠色的封閉式裝置。引導學生用新的實驗裝置進行實驗探究。對實驗裝置的改進，不僅有助于教師進行實驗演示，更充分體現了綠色實驗的理念。而學生在對化學實驗裝置進行改進和優化的過程，也是科學探究的過程，自然就形成了一定的科學探究能力；另一方面，在高中化學課堂教學中，為了培養學生的科學探究能力，教師應結合教學需求，為學生補充一些探究性的實驗，引導學生結合所學知識，自行設計實驗方案，并據此開展實驗操作、實驗觀察等。例如，在“油脂”的學習中，教師可以引導學生用家中過期的植物油、食用堿、食鹽作為實驗材料，對油脂進行加熱，使其產生水解現象，之后再借助食用鹽進行鹽析，最終制作成肥皂。在這個補充化學實驗中，為了培養學生的實驗探究能力，可引導學生成為實驗方案設計、探究的主人，使學生在“提出問題—設計實驗方案—操作實驗—觀察實驗現象—分析并得出結論”的過程中，完成化學知識的內化，并在實驗探究中形成一定的科學探究能力。

3.3合作探究，提升實驗探究能力

在新的課程標準中，倡導教師應尊重學生的主體地位，遵循自主、合作、探究的原則，引導學生以知識探究者的身份，以學習小組為載體，積極主動參與到化學實驗探究學習中。鑒于此，高中化學教師在開展探究實驗教學之前，可采用小組學習的模式，以5～8人為一組，將全班學生科學地劃分為若干學習小組，確保每個小組之中都有1～2名學優生，1名學困生，3～5名中等生，使學生能在互相幫助中，共同完成實驗探究學習。例如，在“石油的分餾”實驗中，為了提升學生的實驗探究能力，教師在開展實驗教學之前，對班級學生進行科學分組，同時，確定實驗小組組長，明確各個成員的任務。接著，引導學生通過相互配合共同完成這一化學實驗的探究學習。在這一過程中，學習小組成員一邊操作實驗、一邊觀察實驗現象，并針對其中存在的問題進行思考與交流，最終在思維碰撞的過程中，完成化學實驗的高效探究學習。學生在相互幫助、相互促進的過程中，自身的探究能力也隨之提升。

3.4聯系生活素材，提升實驗探究素養

化學學科與實際生活密切相關，化學源于人們對生活、對自然的總結。同時，化學知識的學習，旨在解決實際生活中、生產中的問題?？梢哉f，化學無處不在，與實際生活密切相關。鑒于此，面對化學核心素養下的教學目標，只有抓住化學與實際生活的內在聯系，融入生活化的實驗素材，使學生在貼近實際生活的實驗素材中，更好地參與到觀察和思考中，縮短學生與化學實驗的距離，才能使其積極主動地參與其中。同時，通過化學實驗與實際生活的有效鏈接，也在很大程度上提高了學生的化學認知，逐漸提升了學生的“學以致用”能力。

綜上所述，鑒于化學學科的特點，化學實驗教學舉足輕重，承擔著多種教育任務。新課程標準背景下，化學實驗教學不再指向考試，而是關注學生的科學探究能力、科學態度等，其已經成為提升學生化學核心素養的有力“抓手”。因此，作為一線的教育工作者，應徹底改變傳統的實驗教學模式，重新設計實驗教學方案，這樣才能使學生在多樣化的實驗探究中，提升和發展自身的探究能力。

參考文獻：

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基金項目：

《微型化學實驗在高中化學課堂教學中的應用策略研究》，甘肅省教育科學“十四五”規劃2022年度一般課題，課題立項號GS[2022]GHB1082。