科学探究与创新意识引领下高中化学实验教学的开展策略分析

摘 要：随着新课标的深入实施，化学核心素养成为高中化学学科的教育主旨，将素养为本作为实验教学活动的基本目标，加强问题情境的构建，积极探索以化学实验为基础的多种教学活动，增强学生的创新意识和科学探究能力。重视学生化学核心素养建设，落实素质教育任务，对此，文章针对高中化学实验活动，对培养学生科学探究能力和创新意识进行了深入探索，以期可以为相关教育工作人员提供一些参考。

关键词：高中化学教学；实验活动；科学探究；创新意识；策略分析

中图分类号：G633.8   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2023）20-0125-04

一、 引言

精准解读《普通高中化学课程标准》，可以发现其中反复强调学科核心素养教育工作，要求高中教师应当将学生的学科素养作为课堂教学目标，推动学生的素质发展。在高中化学学科中，将科学探究和创新意识作为推动学生科学发展以及创新思维形成的重要基石。高中化学教师需要通过实验教学进行授课方式的创新，提升学生的学习热情，促使其深层次理解课堂知识，逐渐形成良好的科学探究能力和逻辑思维能力。

二、 落实核心素养理念，积极创新教学方案

实验课程是化学教学的必要前提，也是推动学生核心素养发展的必要方式。在当今教育改革背景下，学生科学探索和创新意识培养逐渐成为广大教师的重点研究方向，通过设计多元化的实验教学活动来加强学生的知识应用能力。因此，为充分彰显化学实验的育人功能，促进学生科学探究与创新意识的发展，教师必须紧跟教学改革脚步，落实素养为本的基本教学理念，创新教学模式和方法。在素养为本的理念下，高中化学教师在开展实验活动时，重视教学评一体化设计，突破以往所受到的教学限制，强化学生学习、教师授课以及课堂评价之间的连接。通过三者的有机结合来得到学生核心素养提升的真实反馈。高中化学实验活动是培养学生科学探究和创新意识的重要方式，在实际的教学活动中，教师需要转变以往的实验教学手段和观念，如通过理论讲解分析实验活动，或者让学生对实验现象、流程以及原理进行死记硬背，抑或是通过多媒体设备来代替学生动手实验。如若这些问题未能得到有效改善，那么学生的课堂主体地位无法得到充分激发，学习体验也相对较差，从而无法对化学学科产生浓厚的学习兴趣。以素养为本作为教学导向，加强教学设计的创新，教师可以从以下几个方面着手。首先，在备课期间，教师需要根据课堂内容进行实验类型的划分，提前收集相关教学资源，准备实验所需要的教学辅助工具和实验器材，确保实验室的安全性，设计科学的课堂评价方式。其次，在授课期间，教师需要根据教学方案内容进行实验活动授课，及时观察学生的实验学习情况以及动手操作情况，预想出课堂中可能发生的意外情况。结合学生的最终学习成效对学生科学探究与创新意识形成进行科学评判。最后，在完成授课后，教师需要针对课堂教学成效进行总结归纳，反思自身在教学中存在的不足，改善课堂问题，不断提升自身专业能力，为之后教学活动的开展打下铺垫。

三、 构建多元化课堂情境，提升学生学习热情

（一）着力于科学故事，创设实验情境

科学故事是记录人类对化学文化研究的重要过程，其真实性相对较强。在具体的教学活动中，教师可以根据不同层面的化学内容选择相应的科学故事板块进行课堂情境的创设，引导学生从不同的角度进行问题思考，深入探索问题核心，充分调动学生学习热情，逐渐培养其科学探究意识和能力。就目前来看，很多版本的化学教材已经增设了科学故事内容，并且涉及范围广泛，教师可以对其中内容进行挑选，构建更具针对性的课堂情境。比如，教师在讲解“胶体及其性质”知识点时，课本主要是通过科学故事的方式说明了丁达尔效应，帮助学生深入理解丁达尔效应的内涵。如若课本中未能对此内容进行相关讲解，教师必须要在备课期间主动收集相关教育资料作为补充，引导学生自主探究胶体知识，促进其科学探究能力的发展。

（二）着力于生活现象，创设实验情境

化学学科与生活有着密切的关系，生活中很多奇妙的现象都是物质的化学表现，可以说化学源于生活。所以，高中化学教师可以根据实际现象和物质进行实验活动情境的创设，充分调动学生的学习热情以及探索欲望，拉近理论知识和现实生活之间的联系，促使学生通过对生活的观察，发现其中存在的问题，借助化学知识进行深入分析，从而提升自身的问题解决能力。比如，教师在讲解氯气的相关知识时，教师可以根据生活中常见的饮用水和消毒液进行实验活动情境的创设，引导学生回忆生活中的现象进行化学问题的问题和解决。又如，教师在讲解二氧化硫知识点时，为加强学生对二氧化硫的理解，认识其基本特征和性质，教师可以通过举例的方式，让学生了解到二氧化硫的漂白性极具不稳定性。

（三）着力于化学实验，创设真实情境

化学课程的明显特征就是实验活动，根据化学实验进行真实情境创设，有助于学生学习热情的充分激发，帮助其更好地理解理论知识点，并对所学知识进行灵活应用。教师通过对教学大纲的研究可以发现，高中化学学科中有着很多趣味性元素，将其融入实验活动中，有助于提升学生的自主探究能力，培养其科学探究意识。比如，教师在讲解过氧化钠与水的反应时，教师可以通过滴水生火的实验活动演示来提升学生的课堂专注力，并提出核心问题：常言道，水火不相容。那么为什么滴水却可以达到生火的作用呢？引导学生深入思考，解析其中性质。又如，教师在讲解氨气的相关知识点时，为了让学生可以明确氨气溶于水的性质，可以开展喷泉实验，进一步激发学生的知识探索欲望，自主探索其中原理，通过自主操作进行其原理验证，增强其科学探究能力。

四、 通过多元化实验活动，提升学生学习水平

（一）开展小组实验活动

高中化学教师积极开展小组实验活动，可以拉近学生之间的沟通，加强其团队协作能力和意识。在小组实验活动中，每个学生都需要完成不同的学习任务，承担着组内分工责任，并在小组合作实验期间，发挥自身价值，进一步彰显学生的课堂主体作用。就目前来看，虽然部分教师已经意识到在化学课堂中开展小组合作实验活动的重要作用，但受到课堂时间的影响，教师会将实验活动的时间进行缩短，使得实验活动匆匆开始又慌忙结束，甚至有些教师会干脆取消实验活动环节，这样一来，学生的学习效果受到了一定程度的影响。因此，教师在设计教学活动时，需要充分考虑小组合作实验活动需要的时间，提升小组实验教学活动的有效性。此外，小组实验活动的内容不可只是单纯的验证试验，而是需要借助多元化课堂情境，引导学生发现问题，随后展开深入探索，在抛出假设后开始进行相应实验活动的设计，对假设内容进行正确验证，推动学科学探究和创新意识的发展。比如，教师在讲解胶体及其性质知识点时，可以引导学生对假溶液内容进行探索，通过小组的方式进行实验方案的设计，通过模拟实验的展开，提取相关知识重点，进一步增强了学生的化学学习能力。

（二）引导学生进行实验创新

创新实验活动，并不是非要融入新的实验元素，而是对课本中的实验进行相应的改良。就目前来看，不同版本的高中化学课本都有着丰富的实验类型，但最终的效果和现象却不够明显，甚至部分实验存在安全问题，以至于部分实验受各类客观因素影响无法对最终的实验现象进行有效观察。在实际的课堂教学中，教师演示改进过的实验活动，根据所指定的改进方案进行实操。在完成实验操作后，教师可以有针对性地引导学生分析整个实验过程，作出客观的评价，有助于学生发现自己在实验中存在的问题，进一步提升学生的化学学科素养，增强其创新能力。比如，教师在讲解碳酸钠与碳酸氢钠的知识点时，部分学生很难理解碳酸钠与盐酸的反应，对此教师可以根据课本内容以及相关教学资源进行实验方式的筛选和设计，提前准备好所需的器材设备，完成简单的实验环节安排，向学生展示具体的实验操作步骤，有助于学生深层次地理解其中原理。又如，教师在氢氧化亚铁沉淀的制备讲解时，由于氢氧化亚铁有不稳定的特征，极易受到空气的氧化影响。为确保最终实验结果的正确性，教师可以要求学生对实验装置进行改造，引导学生以自主探索或小组合作的方式寻找着力点，通过实验装置的改进，来加强学生的知识掌握情况，增强科学探究能力和创新意识。

（三）定期组织课外实验活动

由于高中学生的学习压力相对较大，加上化学学科的知识内容相对复杂，从而导致学生常常出现疲倦的状态。针对此种情况，教师在开展课外实验活动时，必须要融入趣味性元素，夯实学生知识基础的同时，提升学生的化学实验能力，减轻学习负担，提升其学习自主性。并且，由于课外实验活动有着较强的开放性特征，可以有效改善以往课堂授课所受到的限制，为学生提供更多的实验时间和空间，增强实验任务的完成质效。这样一来，学生学习化学的热情会得到极大程度的提升，有助于学生将课堂所学习到的理论知识运用到课外实验中，实现知识的灵活应用，加强其问题解决能力。此外，课外实验活动还包括很多种类，如验证型、探索型以及改进型等实验活动，教师需要根据实际教学情况以及学生的认知能力进行科学选择。比如，教师在开展胶体及其性质的实验活动时，需要确保实验过程安全的基础上，引导学生独立完成豆腐制作，帮助其更好地理解胶体聚沉性质。

五、 提出核心问题，增强学生假设能力

要想提升学生的问题解决能力，必须要强化学生的问题发现和提出能力，以原有的条件作为基础进行猜想和假设的提出，促使其更好地解决问题根本。在实验期间，教师需要注重学生的问题意识，促使其自主地发现实验中存在的现象，通过现象看到本质，利用已知条件提出适当假设。因此，高中化学教师在开展实验教学时，可以构建问题情境，通过分享当今社会热点以及现实生活中的问题，来提升学生的知识探索欲望。由于与化学知识相关的热点、趣事不仅可以拉近化学与生活中的联系，还有助于激发学生的学习积极性。同时，在实验期间，学生也对以往所学知识进行了相应复习，可以有效判断学生对所学知识的掌握。化学实验活动有着较强的直观性和趣味性特点，可以有效激发学生的好奇心理，适当引入化学历史来拓展学生的知识范围，增强其探索欲望，有助于学生主动承担社会发展的重任。教师在提出核心问题后，学生可以对实验过程进行观察分析，从中提炼出具有价值的信息，从而提出相应的假设。另外，在实验期间，很多意料之外的现象会出现，而学生也极易被这些现象吸引注意力，因此教师需要对这些现象进行科学利用，构建科学的课堂情境，提出核心问题，增强学生的猜想意识和假设能力。

六、 注重学生实验方案设计和证据收集能力的培养

在实验活动期间，方案设计是不可或缺的一个部分，加强实验方案的设计能够确保实验活动的有序展开。学生在设计方案时，教师不可直接告知学生正确的实验步骤，可以为学生提供一些实验信息，或引导学生进行相关学习资料的查阅，通过小组讨论的方式来设计出科学有效的实验活动。在此期间，教师也可对学生的实验方案进行相应的指导和优化。在实验教学期间，需要让学生遵循实验的可行性、操作性特征，确保所设计的实验方案可以满足最终的实验要求。加强学生实验能力就必须要以实践活动为基础，充分发挥化学实验的最大化价值，通过独立思考或教师展示的方式进行化学实验学习。同时，教师需要注意尽量不用视频演示的方法，为学生构建可以动手操作的机会。另外，在实验过程中，教师需要引导学生对实验现象进行正确观察，并对最终实验现象以及所呈现的数据信息进行清楚的记录。

七、 加强学生课堂互动，增强学生问题呈现能力

在化学实验的各个阶段都有可能存在问题，而呈现方式以及解决手段都会对最终的实验现象产生影响。所以，教师在开展实验教学时，可以鼓励学生充分利用图表的方式进行实现数据的呈现，明确自己存在的不解后，将这种不解进行正确表达，并与教师和同学进行交流。合作交流是学生学习文化知识所必需的重要环节，很多化学实验活动都需要小组成员共同完成，这就需要学生与其他学生进行协作配合，通过交流来表达自己的观点。教师需要在此期间培养学生倾听他人观点的品质，并与自己观点进行比较，从中分析哪种观点准确。交流合作在实验活动中是非常重要的，学生通过相互交流来进行实验方案的设计，教师也充分发挥自身教育指导作用，提升学生的实验能动性，引导学生自主收集实验资料，并通过小组讨论的方式进行实验方案的筛选。另外，教师还应该引导学生对小组任务进行明确分工，认识到自己应该完成哪部分实验部分。在完成实验后，教师需要为学生留出讨论的时间，提升学生合作意识的同时，进一步增强学生的问题呈现能力。

八、 通过问题假设，提升学生创新意识

创新意识是学生学习发展的重要前提，其核心是发散思维，因此教师需要在实验期间加强对学生发散思维的重视。比如，教师可以引导学生利用相关信息进行问题假设，推动其发散思维意识发展。在设计实验方案的过程中，教师需要引导学生从不同的层次进行问题思考，认识到实验方案有很多种方式，很多实验都需要通过不同的方案进行，这就需要学生充分发挥自身的发散思维，探索优质的实验方案。在交流过程中，学生要敢于表达自己的想法，从而提出不同的问题解决方案。此外，教师可以在上课之前为学生安排一些简单的学习任务，学生在完成过程中，其创新思维也会得到一定程度的发展，通过简单有趣的创新实验，来增强其创新意识。

九、 结语

综上所述，高中化学实验活动教学的创新道路是无止境的，为进一步提升课堂教学质效，教师需要秉承素养为本的教育观念，加强教学活动的科学设计，积极构建多元化教学情境，充分激发学生的学习热情，借助自主探究活动和交流合作方式来提升学生对化学理论知识和实验原理的掌握，加强学生创新意识和科学探究能力的培养，推动其综合素养的发展，为社会的现代化建设打造高质量人才。

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