浅析在高中化学实验教学中培养学生科学探究能力

慕志伟

摘要：化学实验是提升学生化学核心素养，实现学生全面发展、长远发展的关键途径。但在教学实践中，受多种因素制约，化学实验教学并未受到应有的重视，致使化学实验教学的价值大打折扣。鉴于此，高中化学教师应以学科素养为导向，贯彻以生为本理念，重新设计实验教学方案，促使学生在实验探究中提升科学探究素养。本文以此为切入点，分析高中化学实验教学现状，结合化学实验教学实践，对科学探究素养下的实验教学模式进行详细探究。

关键词：高中化学；实验教学；科学探究能力；核心素养

科学探究能力作为化学学科素养之一，是学生基于化学现象提出问题、进行假设、设计并开展实验方案、得出结论的能力。研究发现，实验是培养学生科学探究能力的重要途径。鉴于化学学科的特点，化学实验主要借助直观形象的方式将抽象、复杂的化学知识呈现出来，以便于学生加深对知识的理解，并促使其在化学实验探究中循序渐进地提升自身的科学探究能力，落实学科素养下的教学目标。鉴于此，唯有充分挖掘化学实验中蕴含的教育价值，指向化学学科素养的要求，重新设计实验教学方案，依照“实验操作和观察—发现和分析问题—形成结论”的过程，循序渐进地提升学生的科学探究素养。

1   新课程背景下高中化学实验教学现状研究

结合调查数据可知，当前高中化学实验教学依然存在诸多问题。具体体现在以下几點：

第一，对化学实验重视程度不够。部分教师深受“应试教育理念”的影响，将提高学生的化学成绩作为唯一的教学目标，弱化了学生化学核心素养的培养。在这种教育理念下，教师很少思考“化学实验与探究能力”之间的关系，忽视了实验教育价值的挖掘，致使教师在开展课堂教学时，只关注教材上的理论知识，忽视了实验教学的设置；还有部分教师对实验教学认识不够，认为学生只要掌握了实验过程、结果即可。在这种错误的认知下，教师常常以教材为蓝本，匆匆演示一下实验，然后让学生死记硬背实验过程和结果。

第二，实验教学方式单一。鉴于化学实验中蕴含的教育价值，唯有灵活开展化学实验教学，借助多种形式的化学实验学习模式，引导学生在实验探究学习中，透过实验现象总结其中蕴含的化学知识，才能使学生在实验探究过程中形成一定的科学探究素养。但在化学实验教学实践中，普遍存在“教学模式单一”的情况，不论是什么类型的实验，都是利用口头讲述、实验演示的方式进行。在这种单一而滞后的实验教学中，实验教学效果大打折扣，阻碍了学生科学探究能力的提升。

第三，学生缺乏主动性。鉴于化学实验中蕴含的教育价值，教师应立足于现代化教育理论研究的结果，重塑师生关系，并以“实验活动的设计者、组织者，以学生实验探究的引导者、启发者”的新身份，带领学生进行实验操作和科学探究，并在探究中发现问题、分析问题、解决问题。而这一过程恰恰是激活学生科学探究思维、提升科学探究能力的重要过程。在实际教学中，学生基本上都是按照教材上的实验步骤，或者教师的提示进行验证；即便是在实验中遇到了难以理解的问题，也因习惯依赖教师，导致其不愿主动思考，寻找解决问题的方案。学生在这种被动、依赖性的学习状态下，思维被束缚，阻碍了学科素养的提升。

2   基于探究能力培养的化学实验设计原则

鉴于科学探究能力的内涵，高中化学教师在设计实验教学方案时，应遵循以下三个原则：

原则一：科学性。为了培养学生的科学探究能力，教师在设计实验教学方案时，应坚持科学性的原则，确保化学实验的设计原理、实验操作步骤的设计、实验操作中的注意事项等，要和化学理论知识、科学的研究方法保持一致，尤其要做好药品剂量的控制，只有这样才能真正达到预期的实验教学目标。

原则二：可行性。在培养学生的科学探究能力时，应始终坚持可行性原则，依据学校中现有的实验条件，基于学生的实际情况，科学设计具有探究性的实验方案。但并非所有的化学实验都可以成为探究性实验，教师在设计探究性实验之前，应加强对实验内容的分析，选择能够发散学生思维的化学实验，对其进行改编，使之成为探究性实验；另一方面，在可行性原则下，还应切实做好学情分析，基于当前高中生已有的知识与经验，科学设计实验方案，以免方案设计难度过大或过低，影响学生的探究性学习。

原则三：主体性。为了顺利达到既定的实验教学目标，教师在优化实验方案设计时，还应始终贯彻“以生为本”的教育理念，以高中生的化学知识掌握情况、学习能力为出发点，设计多样化、极具探究性的实验方案，促使学生在主动参与中获得学科素养的提升。

3   优化实验教学方案，提升学生科学探究能力

3.1创设实验情境，激发学生探究兴趣

按照新课程标准的要求，在优化实验教学方案时，应尊重学生的课堂主体地位，提高学生的课堂参与度，使其在交流中获得良好的情感体验，并促进自身的全面发展。目前，受多种因素的制约，化学实验课堂中出现了“学生被教师牵着鼻子走”的现象，严重制约了学生的全面发展。为了将学生从被动、依赖性的实验学习模式下解放出来，摒除传统的教学理念，基于现代教学理论，灵活运用多种手段，为学生创设实验情境，借助情境唤醒学生的实验探究欲望。

3.2改进演示实验，培养学生探究能力

鉴于化学学科的特点，实验教学是化学教学的重难点，承担着培养学生科学探究能力的重任。但在传统的课堂教学中，教师基本上都是按照教材上的实验内容，一条一条按照实验步骤进行验证。鉴于此，为了培养学生的科学探究素养，教师应立足于教材上的化学实验，对其进行改进，使其成为探究性实验，继而指导学生在实验探究中，分析问题、解决问题，逐渐形成一定的科学探究能力。例如，在“氢氧化钡晶体与氯化铵晶体吸热反应”的化学实验中，为了提升学生的实验探究能力，教师可以对教材上的实验内容进行改进，带领学生结合所学知识，重新设计一套更为科学、绿色的封闭式装置。引导学生用新的实验装置进行实验探究。对实验装置的改进，不仅有助于教师进行实验演示，更充分体现了绿色实验的理念。而学生在对化学实验装置进行改进和优化的过程，也是科学探究的过程，自然就形成了一定的科学探究能力；另一方面，在高中化学课堂教学中，为了培养学生的科学探究能力，教师应结合教学需求，为学生补充一些探究性的实验，引导学生结合所学知识，自行设计实验方案，并据此开展实验操作、实验观察等。例如，在“油脂”的学习中，教师可以引导学生用家中过期的植物油、食用碱、食盐作为实验材料，对油脂进行加热，使其产生水解现象，之后再借助食用盐进行盐析，最终制作成肥皂。在这个补充化学实验中，为了培养学生的实验探究能力，可引导学生成为实验方案设计、探究的主人，使学生在“提出问题—设计实验方案—操作实验—观察实验现象—分析并得出结论”的过程中，完成化学知识的内化，并在实验探究中形成一定的科学探究能力。

3.3合作探究，提升实验探究能力

在新的课程标准中，倡导教师应尊重学生的主体地位，遵循自主、合作、探究的原則，引导学生以知识探究者的身份，以学习小组为载体，积极主动参与到化学实验探究学习中。鉴于此，高中化学教师在开展探究实验教学之前，可采用小组学习的模式，以5～8人为一组，将全班学生科学地划分为若干学习小组，确保每个小组之中都有1～2名学优生，1名学困生，3～5名中等生，使学生能在互相帮助中，共同完成实验探究学习。例如，在“石油的分馏”实验中，为了提升学生的实验探究能力，教师在开展实验教学之前，对班级学生进行科学分组，同时，确定实验小组组长，明确各个成员的任务。接着，引导学生通过相互配合共同完成这一化学实验的探究学习。在这一过程中，学习小组成员一边操作实验、一边观察实验现象，并针对其中存在的问题进行思考与交流，最终在思维碰撞的过程中，完成化学实验的高效探究学习。学生在相互帮助、相互促进的过程中，自身的探究能力也随之提升。

3.4联系生活素材，提升实验探究素养

化学学科与实际生活密切相关，化学源于人们对生活、对自然的总结。同时，化学知识的学习，旨在解决实际生活中、生产中的问题。可以说，化学无处不在，与实际生活密切相关。鉴于此，面对化学核心素养下的教学目标，只有抓住化学与实际生活的内在联系，融入生活化的实验素材，使学生在贴近实际生活的实验素材中，更好地参与到观察和思考中，缩短学生与化学实验的距离，才能使其积极主动地参与其中。同时，通过化学实验与实际生活的有效链接，也在很大程度上提高了学生的化学认知，逐渐提升了学生的“学以致用”能力。

综上所述，鉴于化学学科的特点，化学实验教学举足轻重，承担着多种教育任务。新课程标准背景下，化学实验教学不再指向考试，而是关注学生的科学探究能力、科学态度等，其已经成为提升学生化学核心素养的有力“抓手”。因此，作为一线的教育工作者，应彻底改变传统的实验教学模式，重新设计实验教学方案，这样才能使学生在多样化的实验探究中，提升和发展自身的探究能力。

参考文献：

[1]季卿妍.高中化学实验教学培养学生科学探究能力的策略研究[J].试题与研究，2022（32）：174-176.

[2]赵丽霞.“科学探究与创新意识”下高中化学实验教学设计与实践[D].兰州：西北师范大学，2022.

[3]高洁.基于科学探究和创新意识的高中化学实验改进教学的实践研究[D].上海：华东师范大学，2022.

[4]蔡伍南.新课改下化学实验中培养学生科学探究能力的实践[J].高考，2021（25）：85-86.

基金项目：

《微型化学实验在高中化学课堂教学中的应用策略研究》，甘肃省教育科学“十四五”规划2022年度一般课题，课题立项号GS[2022]GHB1082。