指向科學探究意識培養下高中化學實驗教學策略

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標》）強調要培養學生的科學探究與創新意識，使學生能夠發現和提出有探究價值的化學問題，從問題和假設出發，設計探究方案，在合作探究中敢于質疑.高中化學實驗作為化學學科的重要組成部分，通過讓學生親身參與實驗操作、觀察實驗現象、分析實驗數據等過程，為學生提供了實踐與思考的平臺，能夠有效培養學生的科學探究意識.

1科學探究意識概述

科學探究意識涵蓋多個關鍵層面.其一，個體對科學知識擁有好奇心與渴望，這種源自內心的驅動力，促使個體在面對化學現象時，不滿足于簡單的表面認知，而是深入挖掘現象背后隱藏的科學原理和規律，進而主動探索更多化學知識；其二，個體對科學方法具備理解與運用能力，從提出合理假設，到精心設計實驗方案，再到準確收集數據、深人分析結果，每一個環節都需要個體熟練掌握并運用科學方法；其三，個體對科學探究過程持有尊重與堅持的態度，能夠尊重探究過程中的每一個細節和結果，不輕文章編號：1008-0333（2025）21-0106-03易放棄，以堅韌的毅力和嚴謹的態度去克服困難，從而推動探究活動持續進行.

具備科學探究意識的個體，能夠敏銳地發現現象背后的問題，能夠積極主動地查閱資料、設計實驗、進行觀察和分析，以驗證假設或解決疑惑.在此過程中，個體不但能夠構建系統的知識體系，還能提升自主學習能力、創新能力、團隊協作能力及問題解決能力，這對未來的學習和發展具有重要作用[1].

2 指向科學探究意識培養下高中化學實驗教學要點

2.1 教學方法的擇取至關重要

教師應依據實驗內容與學生實際情況，靈活選用問題導向教學法與小組合作教學法.問題導向教學法通過設計循序漸進、富有啟發性的問題，如同搭建思維階梯，引導學生深人思考，挖掘實驗背后的化學原理.小組合作教學法則能有效促進學生間的思想碰撞，在交流討論中，學生各抒己見，從而拓寬思維視野，提升實驗教學的深度與廣度[2].

2.2 實驗教學過程中的引導不可或缺

實驗前，教師需引導學生系統復習相關化學知識，使學生明晰實驗原理的理論支撐.同時，幫助學生熟悉實驗儀器的使用方法與藥品的特性，確保實驗安全有序進行.實驗過程中，教師應密切關注學生操作，及時發現并糾正不規范行為，保障實驗操作的準確性.實驗結束后，應組織學生反思實驗過程，鼓勵學生思考實驗中的不足與改進方向，引導學生深入討論實驗結果，培養學生分析與總結的能力.

2.3 強化與生活及生產實踐的聯系

教師在實驗教學中，應引入貼近日常生活的素材，如食品保鮮、水質凈化等案例，讓學生真切體會化學知識在生活中的實際應用.通過這些實例，學生能夠意識到化學知識在解決實際問題中的重要價值，從而激發學生主動運用化學知識探究生活問題的興趣與熱情.

3指向科學探究意識培養下高中化學實驗教學策略

3.1 注重鏈接，以內促外，為實驗搭建平臺

化學與日常生活和生產實踐緊密相關.通過建立化學知識與現實世界之間的聯系，有助于學生深刻領悟化學知識的實用性與趣味性，從而激發其科學探究的內在動力.教師作為教學活動的組織者與引導者，應該積極挖掘各類新穎且富有啟發性的鏈接素材，打破課堂與生活、理論與實踐之間的壁壘，促使學生主動參與實驗探究.

以人教版高中化學必修第二冊第六章實驗活動7“化學反應速率的影響因素”為例（下同），首先，教師從當下熱門的新能源汽車電池技術切入，通過對比不同品牌新能源汽車的續航里程，引出電池的充放電效率問題，進而與電池內部發生的化學反應速率建立聯系，激發學生對化學反應速率影響因素的興趣.其次，教師提出生活中的常見現象，如蘋果削皮后放置一段時間會變色，但放在冰箱后，變色速度會減慢，突出溫度對蘋果氧化的影響；教師還可以提出工業領域中的硫酸生產過程，突出催化劑對生產效率的影響.

在完成生活與生產實踐的鏈接后，教師要開展相關的演示實驗，直觀呈現化學反應速率受不同因素影響的過程，進一步激發學生的興趣和積極性.具體而言，教師要準備兩組實驗，一組為常溫條件下一定濃度的鹽酸與大小相同的鎂條的反應，另一組為將相同濃度的鹽酸與相同規格鎂條在熱水環境下的反應，直觀呈現不同溫度下氣泡產生速率的差異.通過演示實驗，學生對生活與生產實踐現象有了更直觀地理解，能夠認識到化學的實際應用價值，從而積極地參與化學反應速率影響因素的探究

3.2 注重發現，以引促問，為實驗創設條件

問題是驅動科學探究的引擎，沒有問題，學生就難以深入挖掘化學知識背后的奧秘，科學探究意識也難以生根發芽.教師要充分發揮引導作用，敏銳地從教材內容、社會熱點以及學生的日常生活中，提煉出既契合學生興趣點，又能對接其知識儲備的問題，以此激發學生主動思考與提問的熱情，

教師在提出新能源汽車電池技術的話題并開展演示實驗之后，順勢引入“化學反應速率的影響因素”實驗活動，創設以下層層推進的問題，促使學生發現新問題.

首先，教師向學生展示數據，表明在冬天低溫環境下，新能源汽車的續航里程明顯減少，而在夏天高溫時，電池的使用壽命又有所降低.然后提出問題：為什么新能源汽車的電池在不同溫度條件下，性能會出現這么大的差異呢？引導學生初步思考溫度與電池內化學反應的關系.其次，教師繼續深人提問：電池的充放電依靠內部的化學反應來實現，在生產電池時，如果改變電池中反應物的濃度配比，對電池的充放電的速度會產生怎樣的影響？類比我們生活中用不同濃度的清潔液清洗污漬，速度有快有慢，這和電池反應是否有相似之處？引導學生將濃度因素與電池反應速率相關聯.最后，教師展示資料，說明當前新能源汽車電池研發的一個重要方向是尋找新型催化劑，以提升電池性能.接著提出問題：既然催化劑在化學反應中能改變反應速率，那么在電池這個特殊的化學反應體系里，催化劑具體是怎樣發揮作用的？為什么常見的鋰離子電池和正在研發的固態電池，需要不同的催化劑？通過一系列環環相扣的問題，引導學生深入思考，促使學生提出與“化學反應速率的影響因素”實驗相關的預設性問題，如在設計探究溫度對化學反應速率影響的實驗時，溫度的變化范圍設置多少比較合適？探究濃度對化學反應速率影響時，如何保證其他條件完全相同，避免干擾實驗結果？針對不同類型的電池反應，怎樣篩選能夠提高反應速率的催化劑？為實驗方案的設計和實驗探究活動的開展奠定基礎

3.3 注重猜想，以辯促思，為實驗提供動力

猜想與假設是得出科學結論的先導因素，還指引著實驗探究的內容和方向.在化學實驗中，猜想不僅為制定實驗計劃、設計實驗方案奠定基礎，還是化學實驗探究過程中的重要拐點，有利于學生深入參與實驗探究.因此，教師不僅要鼓勵學生提出問題，更要組織討論活動，為學生提供充足的思考空間，促使學生深入思考.

基于之前對新能源汽車電池在不同條件下性能變化的疑惑，教師組織與“化學反應速率影響因素”有關的猜想辯論活動.首先，學生闡述對所提疑問的猜想以及依據，為后續辯論提供有力論據.其次，教師鼓勵其他學生質疑與補充，促進學生間的思維碰撞，使學生從不同角度思考猜想的合理性.在辯論高潮階段，教師引導學生共同探討這些猜想的合理性，并嘗試運用已學化學知識加以解釋.最后，在充分辯論的基礎上，學生確定探究主題，如“探究不同濃度的硫酸與鋅反應時化學反應速率的變化”或“探究催化劑二氧化錳的用量對過氧化氫分解反應速率的影響”.最后，教師要求學生共同設計實驗方案，詳細討論實驗步驟，確定所需器材，并推測可能出現的實驗結果.通過辯論活動，教師能夠調動學生的積極性，為深人的實驗探究提供強大動力.

3.4 注重活動，以做促悟，為實驗提供保障

化學實驗是極具開放性的學習板塊，有助于學生吸收內化知識，培養學生的問題解決能力，對于學生科學探究意識的提升具有促進作用.因此，在化學實驗教學中，教師要為學生提供一系列的學習支架，讓學生深度參與實驗探究，從而透徹領悟化學知識的本質.

在學生明確實驗方向并制定實驗方案后，教師為學生準備濃度不同的鹽酸、形狀相同的鎂條、熱水、冷水、過氧化氫溶液、二氧化錳等實驗材料，以及試管、量筒、秒表等實驗儀器，細致講解安全注意事項，以及實驗儀器的使用方法，確保學生能安全、規范地開展實驗.然后學生以小組的形式展開驗證實驗，分別探究“溫度對化學反應速率的影響”“濃度對化學反應速率的影響”.在實驗進程中，教師要不斷提出問題，促使學生積極驗證實驗，深人探究化學反應速率與各影響因素的關系；教師還要不斷觀察各小組的實驗過程，針對存在的問題給予針對性的指導，以保證驗證實驗的有效性.實驗結束后，學生整理實驗數據，以表格形式呈現不同條件下的反應時間、產生氣體的量等信息，并通過對比分析數據，總結出溫度、濃度等因素對化學反應速率的影響規律.各小組交流探究結果，互相提出疑問并解答.通過上述整個實驗過程，學生不僅能夠直觀地觀察到化學反應速率在不同條件下的變化，更能在實踐操作與數據處理中，深刻理解化學反應速率影響因素的原理，有效提升科學探究意識與能力.

4 結束語

綜上所述，通過注重鏈接、發現、猜想和活動這一系列教學策略，在高中化學實驗教學中培養學生的科學探究意識成效顯著.學生不僅能夠更加深入地理解化學知識，還能提升思維能力和實踐能力.在教學實踐中，教師應注重學生科學探究意識的培養，持續探索并實踐有效的實驗教學方法，以更好地適應學生的發展需求，助力更多學生在科學探究的道路上不斷前行.

參考文獻：

[1]周冬冬，高龍，修運程，等.不同版本高中化學教科書中學生必做實驗的分析與啟示：基于“科學探究與創新意識”素養［J].化學教育（中英文），2023，44（05） ：1 -9.

[2］王紅軒.促進“科學探究與創新意識”素養發展的高三復習課：探究亞硫酸鈉溶液pH的變化及應用[J].化學教育（中英文），2023，44（13）：49 -55.

[責任編輯：孫美齊]