在實驗教學中培養學生科學探究與創新意識

【關鍵詞】高中化學；實驗教學；化學學科核心素養；科學探究與創新意識【中圖分類號】G633.8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2025）27-0095-02

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標\"）將宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任等既獨立又相互交融的五大要素，確立為高中化學學科核心素養。其中，科學探究與創新意識是針對實驗教學環節提出的具有探究價值的化學學科核心素養，包含了從猜想假說提出、驗證到論證的完整過程，可以幫助學生快速理解難懂的、抽象的概念或知識。

當前，高中化學實驗教學在空間、時間、危險性等多種因素影響下，存在內容零散、探究深度不足、與生活實際聯系不緊密等問題，難以滿足學生對實踐操作、探索求知、情境體驗、親身感悟等方面的需求，這就要求教師必須把提高學生創新思維與學習能力的培養目標，有機地滲透到化學實驗教學中，引導學生發散思維進行探索，促進化學學科知識由碎片化向結構化轉變，加深學生對化學知識的理解，培養其探索未知、崇尚真理的思維能力。具體來說，有以下幾種策略。

一、立足日常生活開展實驗教學

高中化學知識與日常生活聯系緊密，教師在進行化學實驗教學的過程中，要積極在實驗教學設計中引人生活元素，使化學實驗與生活現象有機結合，拉近學生與化學知識之間的距離，提高實驗教學的針對性和實效性，進而促進學生對化學概念和化學現象的更深層次理解。

例如，鋁熱反應是人教版高中化學必修二第八章第一節中金屬知識模塊的關鍵內容，既是對金屬活動性順序的深化應用，也為工業冶煉和化學能轉化提供了典型案例，新教材中僅有鋁熱反應方程式，無法滿足學生對于化學知識的探究欲望。因此，在教學中教師可以先組織學生觀看焊接鐵軌過程的視頻或動畫，提出探索如何模擬鋁熱反應焊接鐵軌——將兩根鐵絲牢牢地黏結在一起，引導學生進行實驗探究。首先，教師指導學生將濕毛巾平鋪在桌面上，放上1個裝滿沙子的蒸發血避免混合物濺出燃燒，然后將煙桿嘴放在沙子上并向煙桿嘴中加入鋁熱劑，隨后將2根鐵絲插入試劑中，后加入氯酸鉀粉末，接著將打磨過的鎂條彎成L形，一端插在煙桿嘴中，用打火機點燃鎂條另一端并觀察現象。通過這樣操作讓學生直觀了解到鋁熱反應現象，實現理論知識向實踐應用的轉化，進一步發散學生思維，從而培養學生的系統分析與科學探究能力。

二、創設探究情境開展實驗教學

幫助學生更好地學習理論知識是高中化學實驗教學的目標。在化學學科核心素養視域下，充分發揮學生在高中化學實驗教學中的主體作用，幫助學生提高自主學習和探究能力，需要教師深化探究式教學策略的運用，在實驗驗證猜想的探索設計上引導學生發現問題，幫助學生掌握實驗的基本技能和科學探究方法，進而加深對化學知識的理解。

例如，人教版普通高中化學必修二第七章第三節的乙醇的催化氧化演示實驗中，教師可以引導學生對比不同催化劑（銅絲、銀片）的催化效果，通過嘗試改變反應溫度、氣體流速等條件，探索最佳實驗方案。再如，在學習人教版高中化學必修二第六章第二節“化學反應速率和限度”后，教師可以引導學生借助控制變量法設計實驗探究影響化學反應速率的因素（濃度、溫度、催化劑等），從而培養學生的科學思維和創新設計能力。

三、利用社會熱點開展實驗教學

社會熱點能夠激發學生對知識的好奇心和求知欲。因此，在高中化學實驗教學中教師可以借助近期發生的、影響力較大的、學生關注度比較高的社會熱點進行實驗教學，通過將社會熱點轉化為可操作、能驗證、有創新的教學實驗，幫助學生在分析熱點、設計實驗、優化方案的過程中掌握化學知識和實驗技能，進而培養他們的探究意識及創新能力。

例如，在人教版高中化學必修二第六章“化學反應與能量”單元教學中，教師可以以最近新能源汽車自燃事件為情境，引出“鋰電池為什么會爆炸\"\"能不能改良電池\"\"怎么讓電池更安全持久耐用\"等話題，順勢引導學生開展電池設計實驗，探究不同電極材料、不同電解質溶液對電池性能的影響，讓“電解質溶液的導電性與穩定性”等課本理論變成解釋社會熱點現象的實用知識。同時，還可以結合碳中和、新能源開發等社會熱點，引導學生探索開展“二氧化碳捕集模擬實驗”“簡易太陽能電池制作\"等實驗設計活動，讓學生真正理解化學學科的應用價值和創新潛力。

隨著新課改的持續深入推進，培育學生的化學學科核心素養已成為高中化學教學的重要任務。為有效培養學生的科學探究能力和創新意識，教師在實驗教學過程中要積極創設挑戰性的問題和情境，探索教學方法，幫助學生在分析問題、推理實驗過程中總結學科核心知識，從而培養科學的思維與創造力。