“思維進階”目標下的化學實驗教學策略

摘 要：隨著教育理念的不斷更新，人們越來越重視學生的全面發(fā)展，特別是思維能力的培養(yǎng)?；瘜W實驗教學作為化學教育的重要組成部分，對于培養(yǎng)學生的科學思維、實驗技能和創(chuàng)新精神具有重要作用。化學實驗本身具有復雜性和挑戰(zhàn)性，需要學生具備一定的思維能力和分析能力。因此，在化學實驗教學中，應注重學生的思維進階，采用多樣化的教學策略，激發(fā)學生的思維活力，提高他們的化學素養(yǎng)和綜合能力。

關鍵詞：“思維進階”；化學實驗；教學策略

在實驗教學中，思維的進階發(fā)展需求已日益受到重視。傳統(tǒng)的化學實驗教學往往側(cè)重于知識的傳授和實驗操作的規(guī)范化[1]。然而，隨著教育理念的更新和對學生綜合素質(zhì)的需求，教育工作者逐漸意識到，在實驗教學中更應注重學生的思維發(fā)展，培養(yǎng)其觀察、探究、分析和解決問題的能力。因此，思維進階已經(jīng)成為化學實驗教學中的一項迫切需求。在化學實驗教學中，理論與實踐的結(jié)合至關重要。傳統(tǒng)教學模式往往偏向于傳授理論知識，而對實踐操作的重視不足。然而，單純的理論學習難以激發(fā)學生的學習興趣和實驗探究的動力。因此，化學實驗教學需要采用理論與實踐相結(jié)合的教學模式，使學生在實際操作中理解理論知識，加深對知識的理解和記憶[2]。這種教學模式不僅能夠滿足學科內(nèi)容的學習需求，更能培養(yǎng)學生的實驗操作技能和解決問題的能力。

一、現(xiàn)階段高中化學實驗教學現(xiàn)狀

目前高中化學實驗教學存在著一些問題，主要體現(xiàn)在實驗設計的單一性、實驗過程中缺乏獨立思考和探索的機會，以及對實驗數(shù)據(jù)分析和結(jié)果推斷能力的培養(yǎng)不足。這些問題導致學生在實驗過程中缺乏主動性和創(chuàng)造性，影響了他們的思維能力發(fā)展，嚴重影響了高中化學實驗教學的效果。在現(xiàn)階段的高中化學實驗教學中，學生思維能力不足表現(xiàn)得較為普遍。首先，學生缺乏對實驗現(xiàn)象進行觀察和分析的能力，他們往往只將實驗過程視作一種機械性的操作，而忽略了實驗現(xiàn)象背后的原理和規(guī)律。其次，學生在設計實驗和提出問題時缺乏創(chuàng)新思維，常常依賴教師提供的實驗方案，并缺乏對實驗過程中出現(xiàn)問題的解決能力。此外，也存在學生對實驗數(shù)據(jù)分析和結(jié)果推斷能力的不足，無法準確地理解實驗數(shù)據(jù)背后的科學意義和邏輯關系。這些表現(xiàn)都凸顯了學生在化學實驗教學中的思維能力不足。為了提升高中化學實驗教學中學生的思維能力，需要加強學生的實驗設計與問題提出能力的培養(yǎng)，提倡在實驗過程中鼓勵學生自主思考和獨立探索，同時引導學生分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，培養(yǎng)他們的邏輯推理和科學思維能力[3]。同時，教師應加強對學生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，通過多種途徑引導學生學會提出問題、解決問題，并著重培養(yǎng)學生的實踐能力和動手能力。

二、“思維進階”目標下化學實驗教學的意義

在當今教育領域，“思維進階”已經(jīng)成為教學中的一個重要目標。化學實驗作為其中的重要一環(huán)，不僅是對化學知識的檢驗，更是對學生思維能力的培養(yǎng)與鍛煉。因此，深入探討“思維進階”目標下的化學實驗教學意義顯得尤為重要。通過有針對性地設計和實施化學實驗教學，可以有效提升學生的綜合素質(zhì)，激發(fā)學生的求知欲望和創(chuàng)新潛能，幫助他們更好地適應未來社會對于人才的需求?；瘜W實驗在學生思維進階中發(fā)揮著至關重要的作用。它不僅要求學生掌握實驗操作技能，還需要他們理解實驗原理、分析實驗結(jié)果、解決實際問題。通過進行實驗，學生不僅是在課本知識的基礎上進行簡單的實踐，更重要的是激發(fā)他們的探索精神和創(chuàng)新意識。通過化學實驗，學生將學會質(zhì)疑、實驗、總結(jié)和改進，提高他們的邏輯思維能力、問題解決能力及創(chuàng)新能力?；瘜W實驗教學應注重啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們的觀察、思考和解決問題的能力。教師應該引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題、主動解決問題，并在實驗的過程中給予適當?shù)囊龑?。通過設計開放性的實驗內(nèi)容和提出問題，激發(fā)學生的求知欲和思維的活躍度。在實驗中給予學生充分的自主性和創(chuàng)造性，強調(diào)實驗的探究性、實踐性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。通過設計一些突破傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容和形式，可以拓展學生的思維空間，激發(fā)他們對化學科學的興趣。在實驗中，學生需要不斷地思考實驗原理、觀察實驗現(xiàn)象，積極主動地參與實驗操作和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)了學生的耐心、細心和動手能力。同時，實驗過程中的合作與溝通也鍛煉了學生的團隊合作意識和溝通能力。通過化學實驗，可以全面提升學生的動手能力、思維能力和協(xié)作能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，為其綜合素質(zhì)的提升奠定堅實的基礎。通過上述分析可見，“思維進階”目標下的化學實驗教學意義重大、深遠。

三、“思維進階”目標下的化學實驗教學優(yōu)化策略

（一）設計層次性實驗任務，符合學生認知規(guī)律

設計層次化的實驗任務，可以根據(jù)學生的思維發(fā)展水平，布置不同難度的任務。初級任務聚焦于基本操作和實驗現(xiàn)象的觀察，幫助學生熟悉實驗環(huán)境和器材，培養(yǎng)觀察力和記錄能力。中級任務則進一步要求學生理解實驗原理，并能簡單應用這些知識，有助于學生對所學內(nèi)容的深入理解和實踐能力的提升。而高級任務則旨在挑戰(zhàn)學生的創(chuàng)新思維和實際問題解決能力，鼓勵學生獨立思考，設計出新穎的實驗方案，并解決實際問題。借助層次化的設計不僅符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，還能激發(fā)他們的學習興趣和動力，促進全面發(fā)展。

例如，在進行《探秘膨松劑》一課中關于“碳酸鈉和碳酸氫鈉”這一實驗時，教師可以設置一個初級任務，讓學生了解膨松劑的作用及其在食品中的應用，激發(fā)對膨松劑原理的好奇心。隨后向?qū)W生展示松軟的面包、蛋糕和酥脆的餅干，詢問他們?yōu)槭裁催@些食品會有這樣的口感，簡要介紹膨松劑的定義和作用，并指出化學膨松劑中的碳酸氫鈉是關鍵成分，碳酸氫鈉為什么可以用作膨松劑？接下來，教師可以布置一些中級任務，通過實驗讓學生理解碳酸氫鈉作為膨松劑的工作原理，并探究其與食醋反應的效果。將碳酸氫鈉與食醋混合，觀察反應現(xiàn)象，如產(chǎn)生氣泡，這是因為在反應過程中產(chǎn)生了二氧化碳氣體，使混合物膨脹。和面時分別使用碳酸鈉和碳酸氫鈉，比較兩者的效果，讓學生觀察使用碳酸氫鈉蒸出的饅頭色澤發(fā)黃并略帶堿味，理解碳酸氫鈉單獨作為膨松劑效果有限。除此之外在和面時同時使用碳酸氫鈉和食醋，重新蒸饅頭，讓學生觀察并比較這次蒸出的饅頭與前一次的區(qū)別，驗證食醋與碳酸氫鈉反應可以提高膨松效果。接下來教師可以設置高級任務，鼓勵學生利用所學知識，設計創(chuàng)新實驗方案，探究碳酸鈉和碳酸氫鈉在其他領域的應用。讓學生思考除了食品領域，碳酸鈉和碳酸氫鈉還可以在哪些領域發(fā)揮作用？學生分組討論，提出可能的應用場景，如清潔劑、制藥等。要求學生設計實驗方案，驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉在這些領域的應用效果，學生進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，并撰寫實驗報告，總結(jié)實驗結(jié)果和應用前景。學生要回顧實驗過程，總結(jié)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)和用途，討論實驗中的發(fā)現(xiàn)與疑問，讓學生分享他們在實驗中的發(fā)現(xiàn)和感受，討論碳酸氫鈉作為膨松劑的優(yōu)缺點，以及在實際應用中需要注意的問題。

（二）引入探究式學習方式，激發(fā)學生探究欲望

引入探究式學習方式是教育領域的一大創(chuàng)新，此方式鼓勵學生通過實驗探究化學現(xiàn)象背后的原理，而不僅是機械地按照步驟進行實驗。在這種模式下，教師不再僅是知識的傳遞者，而是成為引導學生探索的導師。他們會提出有趣的問題或假設，激發(fā)學生的好奇心和探究欲望。學生則需要自行設計實驗方案，親手進行實驗，并分析結(jié)果，這一過程不僅鍛煉了學生的動手能力和觀察能力，更重要的是培養(yǎng)了他們的科學探究能力。通過這種方式，學生可以更加深入地理解化學知識，提高學習

效果。

例如，在高中化學課程中《硫的轉(zhuǎn)化》是一個富有探索性的實驗章節(jié)，為了讓學生更好地掌握硫的轉(zhuǎn)化過程和性質(zhì)，教師可以采用探究式學習方式，通過提出有趣的問題，激發(fā)學生的探究欲望，引導他們主動探索硫的奧秘。在課前，教師可以準備一系列引人入勝的問題，如：“硫是如何在自然環(huán)境中轉(zhuǎn)化的？硫的化合物有哪些用途？它們在我們的日常生活中扮演著怎樣的角色？”這些問題能夠激發(fā)學生的好奇心，使他們對即將進行的實驗充滿期待。接著教師可以向?qū)W生簡要介紹硫的基本性質(zhì)和常見的轉(zhuǎn)化方式，如硫與氧氣的反應、硫與金屬的反應等。然后引導學生思考：“硫在不同的反應條件下會發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)化？這些轉(zhuǎn)化對硫的性質(zhì)有何影響？”這些問題將促使學生深入思考，并激發(fā)他們的探究欲望。在實驗開始前，教師鼓勵學生自己設計實驗方案，選擇適當?shù)脑噭┖蜅l件，并明確實驗步驟。教師也要強調(diào)實驗室安全的重要性，確保學生在進行實驗時能夠遵守相關規(guī)定，保證實驗的順利進行。在實驗過程中，學生將親手進行實驗觀察并記錄硫在不同條件下的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，比如，在硫與氧氣的反應中學生可以觀察到硫燃燒時產(chǎn)生的火焰顏色和生成的產(chǎn)物。教師應該引導學生思考這些現(xiàn)象背后的原理，如為什么硫燃燒會產(chǎn)生二氧化硫等。實驗結(jié)束后教師可以組織學生進行討論和交流，分享各自的實驗結(jié)果和觀察。通過討論，學生可以進一步理解硫的轉(zhuǎn)化過程和性質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)實驗中可能存在的問題和不足。

（三）加強實驗數(shù)據(jù)的分析，強化學生思維能力

實驗數(shù)據(jù)可以使學生深入理解化學原理、驗證科學假設的關鍵橋梁。數(shù)據(jù)的準確記錄與深入分析，不僅要求學生具備扎實的實驗技能，更需要他們培養(yǎng)嚴謹?shù)倪壿嬎季S和敏銳的數(shù)據(jù)洞察力。在現(xiàn)代化學教育中，強化實驗數(shù)據(jù)分析已經(jīng)成為提升學生科學素養(yǎng)的重要手段，教師應該積極引導學生，從實驗設計到數(shù)據(jù)收集，再到結(jié)果解讀，每一步都要求學生細致入微，嚴謹認真。通過訓練，學生不僅能夠掌握化學知識，還能培養(yǎng)出獨立思考能力，并為未來的科學研究奠定堅實的基礎。

以“原電池”的實驗為例，教師可以先向?qū)W生詳細介紹原電池的工作原理，并引導他們自己動手組裝原電池，記錄下實驗過程中的各項數(shù)據(jù)。實驗結(jié)束后學生得到了一系列的實驗數(shù)據(jù)，但當他們將這些數(shù)據(jù)與理論值進行對比時卻發(fā)現(xiàn)了明顯的差異：在改變電極材料時，理論上電壓應該有較大的變化，但實際測量到的電壓變化卻并不顯著；在調(diào)整電解質(zhì)溶液的濃度時電流的變化也與預期不符。面對這些差異，教師并沒有直接給出答案，而是引導學生深入思考分析可能的原因。學生開始重新審視自己的實驗步驟，檢查是否有操作上的失誤。此時有的學生已經(jīng)開始考慮實驗條件的影響，如溫度、濕度等環(huán)境因素是否對實驗結(jié)果產(chǎn)生了干擾。經(jīng)過一番深入地分析和討論，學生逐漸找到了數(shù)據(jù)差異的原因。他們發(fā)現(xiàn)，一些實驗操作上的微小差異，如電極的清潔程度、連接線的松緊等都可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。環(huán)境因素如溫度的變化也可能導致電解質(zhì)溶液的電導率發(fā)生變化，影響電流的大小。通過這次實驗數(shù)據(jù)的分析，學生不僅學會了如何嚴謹?shù)貙Υ龑嶒灁?shù)據(jù)，更培養(yǎng)了他們的邏輯思維能力和數(shù)據(jù)洞察力。通過這次實驗的經(jīng)驗教訓，學生在今后的實驗中也會更加注重細節(jié)，提高實驗的準確性。

（四）結(jié)合日常生活實際，提高學生的應用能力

將化學實驗教學與生活實際相結(jié)合，是一種富有創(chuàng)新意義的教學方法。傳統(tǒng)的化學實驗教學往往局限于教材和實驗室，缺乏與實際生活的聯(lián)系，難以激發(fā)學生的學習興趣和實際應用能力。而結(jié)合生活實際的實驗教學，則能夠使學生更加直觀地感受到化學在生活中的無處不在和實用性。

例如，在學習高中化學《乙酸與乙醇的反應》這一實驗內(nèi)容時，這是一個與日常生活緊密相連的實驗主題，乙酸和乙醇都是學生在生活中經(jīng)常接觸到的物質(zhì)，比如食醋中就含有乙酸，而乙醇則是常說的酒精。通過這個實驗，可以更好地理解乙酸和乙醇的性質(zhì)，以及它們在生活中的實際應用。在實驗開始之前，教師可以先給學生舉個例子，讓學生更好地理解這個實驗與生活的聯(lián)系。學生都知道，做菜時常常會用到食醋和料酒，它們分別含有乙酸和乙醇。那么，當在烹飪過程中同時使用食醋和料酒時，它們之間會發(fā)生怎樣的化學反應呢？通過這個實驗，就可以找到答案。首先將乙酸和乙醇混合在一起，然后觀察它們之間的反應。在這個過程中，會看到混合液的溫度逐漸升高，并且會生成一種具有特殊香味的物質(zhì)——乙酸乙酯，這種物質(zhì)正是在烹飪過程中常常聞到的香味來源之一。通過這個實驗，學生不僅學習了乙酸與乙醇的化學反應原理，還深入理解了它們在生活中的實際應用。結(jié)合生活實際的教學方式，不僅激發(fā)了學生的學習興趣，還提高了他們的實際應用能力?；瘜W并不是一門孤立的學科，它與生活緊密相連，只要用心去發(fā)現(xiàn)，就會發(fā)現(xiàn)化學無處不在。使學生能夠在學習中保持好奇心和探索精神，將化學知識應用到實際生活中，為生活增添更多的色彩和樂趣。

結(jié)束語

綜上所述，要提升高中化學實驗教學中學生的思維能力，需要引入多樣化的教學資源，創(chuàng)新教學方式，加強師生互動，培養(yǎng)學生的自主思考和實踐能力，這將是未來高中化學實驗教學改進的重要方向。只有通過全方位的教學改革和創(chuàng)新，才能真正提升學生的思維能力，為未來的科學創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定堅實基礎。教師要繼續(xù)深化“思維進階”目標下的化學實驗教學策略的研究與實踐，不斷探索更加有效的教學方法和手段，為學生的全面發(fā)展提供更加堅實的支撐。同時，也期望通過教師的努力，能夠推動化學實驗教學理念的更新和教學方法的創(chuàng)新，為化學教育的繁榮和發(fā)展貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]楊德紅.“思維進階”目標下的化學實驗教學策略[J].化學教學，2023（10）：56-60，63.

[2]周廣，劉翠，李德前.基于化學思維進階的實驗創(chuàng)新設計[J].實驗教學與儀器，2020，37（2）：38-40.

[3]劉玉榮，史鵬園.“深度學習”視野下高中化學實驗教學：問題與對策[J].化學教育（中英文），2018，39（17）：8.