高中化學實驗教學中培養學生批判性思維的策略

摘 要：化學是一門建立在實驗之上的自然學科，化學實驗的開展對培養學生的批判性思維起到重要作用。高中化學新課標對科學探究主題、內容進行了規定，要求教師要了解科學探究的重要性，能夠通過實驗教學培養學生的批判性思維，提高學生的實驗探究能力。本文闡述批判性思維和化學實驗教學的內涵，分析高中化學實驗教學中培養學生批判性思維面臨的困境，之后給出高中化學實驗教學中培養學生批判性思維的有效策略。最后給出具體的教學案例，以便為教師教學提供參考。

關鍵詞：高中化學；實驗教學；批判性思維

信息化時代，人們每天會接觸海量的信息，這為人們的學習、工作提供了便利，但如何判斷信息的可靠性、真實性，如何選擇信息需要有批判性思維作為支撐。批判性思維是一種高層次的思維方式，能讓學生監控、管理自身的認知。實驗、探究與批判思維有著密切的聯系，能夠培養學生的科學思維能力。教師在開展高中化學實驗教學時注重學生批判性思維的培養符合時代發展的潮流，對其進行研究具有重要意義。

一、批判性思維和化學實驗教學的內涵

批判性思維是一種對信息、觀點或問題進行深入分析、思考、評價的思維方式，要求人們不盲從、不迷信，能夠獨立思考，理性判斷，做出明智的決策。批判性思維能力的要素包括多個方面，如解釋、分析、評估、推論、說明和自校準，傾向要素也包括多個方面，如求真、思想開放、分析性、系統性、自信、好奇心、明智[1]。批判性思維是指在解釋、分析、評價某一觀點或事物時，學生不斷調整、反省而得出的判斷與結論。批判性思維的內涵是多樣化的，包括多個方面，教師注重學生批判性思維的培養，能夠讓學生更好地應對復雜多變的世界，提升個人素質和能力水平。

化學實驗教學指的是教師在化學教學中引導學生或自己運用藥品和化學工具開展實驗，通過操作得出化學結論[2]。化學是一門具有探究性的學科，教師開展化學實驗教學能夠有效地培養學生的探究意識、創新能力和學科素養。在開展化學實驗教學時，教師會運用多種方式讓學生進行實驗，并讓學生親自操作和理性判斷，以此得出正確的結論。總的來說，化學實驗教學是學生學習物質結構的有效途徑，也是培養批判性思維的重要手段。

二、高中化學實驗教學中培養學生批判性思維面臨的困境

（一）教學目標設計缺少批判性思維要素

新課標要求高中化學課程的開展要以學生為本，要注重學生科學精神和創造能力的培養，展現化學學科的育人價值，在此背景下，學生不僅要學習重要的化學知識，還要掌握科學思維和創新意

識[3]。為此，教師在設計教學目標時，應顯性呈現批判性思維的多個要素，如推理、分析、評論等。但就目前情況來看，部分教師設計的教學目標集中于化學知識方面，批判性思維的內容很少，導致學生批判性思維無法得到發展。例如，某教師在開展“鐵鹽與亞鐵鹽”的化學實驗教學時會設計以下的教學目標：第一，讓學生自主開展鐵鹽與亞鐵鹽的實驗，掌握其中的方法，并寫出相應的反應方程式；第二，了解二者相互轉化的原理和性質；第三，了解鐵元素對人體起到的作用，掌握鐵化合物在社會發展中所起到的作用。通過上述目標的學習，學生雖然能掌握鐵鹽和亞鐵鹽的檢驗方法以及相互轉化的原理，但教師主要運用了掌握、寫出、體會等動詞，缺少批判性思維能力的要素，如驗證、推理、預測等。同時，教師沒有充分關注學生學習結果，不重視學生批判性思維的培養。

（二）忽視實驗教學情境的創設

批判性思維的培養需要有各種有意義的教學情境作為支撐，如此能夠集中學生的注意力，引導學生充分思考，發現化學實驗中出現的問題，并自主解決問題。根據目前情況來看，部分教師在開展化學實驗教學時，創設的情境只注重學生學習興趣的激發，無法引導學生質疑和思考，難以實現培養學生批判性思維的效果。例如，教師在開展“分散系”實驗教學時，在導入階段會創設“初辨豆漿”的教學情境，會利用多媒體向學生播放記者在街頭請外國人品嘗豆漿的畫面，接著向學生提出問題“請用一些詞語描繪你喝過的豆漿。”此時，學生會使用“好喝、健康、香甜”等詞語，之后教師會運用豆漿開展化學實驗。這種教學方式雖然會激發學生學習興趣和探究意識，但對于學生來說，豆漿是他們生活中常見到的、非常熟悉的一種飲品，能夠很容易說出豆漿的特點，導致教師創設的情境缺少思考性，學生不需要深入思考，很難產生懷疑意識，批判性思維自然無法得到發展。

（三）實驗探究缺少質疑論證

學生批判性思維能力的形成需要有實驗探究活動作為支撐，一般來說，探究過程包含多個要素，如判斷、比較、分析、質疑等，能夠引導學生審視、反思自身或他人在探究中所看到的證據和涉及的論證邏輯[4]。但就目前情況來看，部分高中化學教師沒有認識到科學探究在實驗教學中的重要性，不重視學生批判性思維的培養，導致學生在實驗教學中缺少主動性和積極性，只是單純地進行化學實驗，缺少對過程的質疑論證，當在生活中遇到問題時無法運用所學的知識解決。具體來說，在開展實驗教學中，教師會讓學生做實驗，寫方程式，自己講解其中的原理，學生雖然能夠知道化學反應的實質，但缺少自主質疑和論證的機會，導致他們無法深刻理解化學反應的本質，推理、分析、判斷等批判性思維能力也無法得到發展。

（四）實驗前后缺少有挑戰性的問題

批判性思維能力包括多種要素，包括聯想、質疑、推論、分析、評估等，其傾向也包括多種要素如信度、求真、溯源、系統等。教師在培養學生批判性思維時要從這些方面入手，讓學生有序處理復雜問題。為實現這一目標，教師要為學生設計有挑戰性的問題，讓他們能夠勇敢地批判、質疑教師，并根據問題開展論證推理，以此解決問題。但就目前情況來看，大多數教師在開展化學實驗教學時不重視問題的設計，只是讓學生完成標準性實驗，不注重學生問題解決能力的培養，導致學生批判性思維無法得到發展。例如，教師在開展“沉淀溶解平衡”的實驗教學時，會直接告知學生實驗中所需的儀器、藥品、實驗步驟，接著讓學生以小組的方式開展實驗，觀察實驗過程，最后，教師講解此次實驗中涉及的原理，讓學生了解沉淀溶解平衡的轉化規律。在這種教學模式下，學生探究知識的意愿不強，只是機械地按照教師給出的步驟開展實驗，被動地接受教師給出的解釋，不會深入思考問題，如此會阻礙學生判斷性思維的發展。

三、高中化學實驗培養學生批判性思維的有效策略

（一）制訂包含批判性思維的教學目標

高中化學新課標中指出教師要強化學生的探究意識，培養學生的實踐能力和創新能力。雖然新課標中沒有明確規定批判性思維，但它與科學探究有著密切的關系。教師在高中化學實驗中注重學生批判性思維的培養，能夠引導學生主動探究科學知識，能從自身實際經驗入手，對生活中的現象進行理性分析，在看待問題時，能從辯證的角度入手，形成嚴謹的科學態度。為實現這一目標，教師要深入了解批判性思維的概念和內涵，并對課本中所包含的批判性思維的內容進行挖掘，制訂有效的批判性思維目標，提升學生的綜合能力。

以《鐵鹽與亞鐵鹽》為例，教師在化學實驗中可設計以下的教學目標：第一，探究鐵劑成分的問題，在檢驗鐵鹽與亞鐵鹽時，能運用觀察法和化學法，并能對這兩種方法進行辨證分析；第二，繪制鐵元素的二維圖，并對鐵鹽與亞鐵鹽的性質加以預測，還要進行科學探究實驗，從中總結出這兩種物質的性質，構建元素化合物的知識框架；第三，針對生活中的鐵元素、藥物和食品，能運用化學方法進行檢驗，了解補鐵的正確方法，對于偽科學，能做出正確判斷。上述教學目標的制訂符合新課標的要求，能夠讓學生學習到鐵鹽與亞鐵鹽的相關知識和技能，能引導學生辯證分析實驗現象并開展總結、解釋、判斷等思維活動，可更好地培養學生的思維。

（二）創設“有矛盾”的實驗教學情境

批判性思維的內涵之一是學生能夠對情境進行評估和思考，能夠產生思維上的沖突，在此背景下，為了培養學生的批判性思維能力，教師創設的情境要具有矛盾性，能夠讓學生運用已有知識預測實驗現象與真實現象產生的矛盾，如此學生會產生認知沖突，思維能力也能得到有效鍛煉[5]。同時，教師創設有矛盾的情境能引導學生對實驗現象進行預測，接著分析、推理、解釋有矛盾的真實實驗現象，促進批判性思維能力的發展。例如，教師在開展“雙液原電池”的實驗教學時，可創設有矛盾的教學情境，可先向學生提出問題“將銅鋅用導線連接放入硫酸銅溶液中會產生怎樣的實驗現象？”引導學生預測，此問題能讓學生發現“單液原電池”實驗現象與實際實驗現象產生的矛盾，能夠引導學生反思已有知識，促進學生批判性思維的發展。

（三）引導學生獲取證據并謹慎推理

辯證性思維能力中的一個重要因素就是推理，推理要建立在科學證據之上，要謹慎推理，如此才能發展學生的邏輯推理素養。為實現這一目標，教師在開展化學實驗教學時，要引導學生自主搜集證據，并在此基礎上反復驗證，在驗證時能夠從多角度入手，搭建證據與結構之間的橋梁，如此才能獲得科學的理論。例如，在開展“鹵代烴的水解反應”的實驗教學時，教師可從學生已有知識入手，讓學生經歷一系列的活動，如實驗、探究、推理、分析、判斷等，對實驗不斷優化，抽絲剝繭地得出結論。這種方式不僅能鍛煉學生的批判性思維，還能提高學生推理能力。

（四）提出探究問題并引導思考

批判性思維的發展需要有問題作為引導，可以這樣說，問題是學生開展實驗探究的起點，在探究問題時，學生會集中注意力，不斷進行推測、質疑和分析，如此能促進批判性思維的發展。為此，教師在開展實驗教學時，要在實驗前后為學生設計多樣化的問題，引導學生多角度探究、搜索、觀察，并通過自身實踐搜集證據，論證自身觀點。在此過程中，學生的思維變通性會增強，實踐積極性也會提高，有助于批判性思維能力的發展。

四、高中化學實驗教學中培養學生批判性思維的遷移應用

在高中化學實驗教學中如《化學電源》，是學生需要學習的重要化學知識，在學習這部分知識之前，他們已經掌握了一定的原電池和氧化還原等知識，在此部分實際教學中，學生會學到氧化還原反應，能量轉化等知識，能為化學電源設計及以后化學能與其他能量轉化知識的學習奠定基礎。

（一）新課標要求

新課標對這一課的要求包括三方面：在內容要求方面，要求學生能夠通過實驗、探究，掌握化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。了解原電池及常見化學電源的工作原理。了解電解池的工作原理，認識電解在實現物質轉化和儲存能量中的具體應用。了解金屬發生電化學腐蝕的本質，知道金屬腐蝕的危害，了解防止金屬腐蝕的措施。

（二）學情分析

高二學生已經能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，能設計簡單的原電池和電解池。能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息。

（三）教學過程

1.引入日常生活場景，引發學生質疑

在實驗導入階段，教師可利用多媒體為學生播放各種電池以及電池爆炸的錄像，讓學生了解電源在生活中的重要作用以及合理科學使用的必須性。

2.設置問題，引發學生認知沖突

在此環節中，教師可讓學生通過視頻思考：“銅—鋅單液原電池為什么鋅片上有銅析出？為什么鋅片上也有氣泡？如何避免上述現象”；在雙液電池中離子是如何轉移的，內部離子濃度和電流如何變化等問題，組織學生開展分析解釋、推論預測、設計評價等學習活動，促進學生對原電池和電解池工作原理的認識，轉變偏差認識，促使學生認識到電極反應、電極材料，離子導體、電子導體是電化學體系，在實際反應中離子之間的接觸反應。

3.分組討論，設計實驗探究活動

在開展實驗教學時，教師可先向學生提出如何避免直接接觸反應的問題，引導學生回顧原有的知識，在原有知識基礎上得出雙液必要性。接著，教師可讓學生以小組的方式自主設計兩種液體的雙液電池的實驗，以及用靈敏電流計測量雙液電池反應中電流的減弱，得出膜電池的必需性，最后教師可讓學生總結化學電源的合理構成方案，以此完成對學生科學探究化學學科核心素養的培育。

4.總結實驗結論，反思實驗過程

在此環節中，教師可讓學生踴躍舉手，組裝三大類型電池模型，書寫簡單反應的方程式、電極反應式，接著要讓學生了解電池雙液和膜的必需性構成，認識電池使用后的不合理處理危害，讓學生思考廢棄電池的管理和重金屬的回收利用。以這種方式能夠讓學生將所學的知識與實際生活結合，對每種知識的有利性與局限性進行思考，有助于學生批判性思維的培養。

結束語

在素質教育的全面推進下，批判性思維能力的培養成了現代教育的重要目標之一。高中化學實驗教學作為培養學生實踐能力和科學精神的重要途徑，對于提升學生的批判性思維能力具有獨特優勢。在此背景下，教師在開展高中化學實驗教學時要注重學生批判性思維的發展，為學生未來學習、工作奠定良好基礎。

參考文獻

[1]劉雪芳.指向學生批判性思維發展的高中化學教學探究[J].求知導刊，2023（20）：20-22.

[2]趙華龍.高中化學教學中培養學生批判性思維的策略[J].智力，2023（18）：52-55.

[3]莊得環.指向學生批判性思維發展的高中化學教學分析[J].智力，2023（7）：53-56.

[4]楊曉玲.批判性思維在高中化學教學中的應用[J].教學管理與教育研究，2022，7（17）：83-85.

[5]楊麗君.指向學生批判性思維發展的高中化學教學探究[J].名師在線，2022（12）：46-48.