高中化学实验教学中培养学生批判性思维的策略

摘 要：化学是一门建立在实验之上的自然学科，化学实验的开展对培养学生的批判性思维起到重要作用。高中化学新课标对科学探究主题、内容进行了规定，要求教师要了解科学探究的重要性，能够通过实验教学培养学生的批判性思维，提高学生的实验探究能力。本文阐述批判性思维和化学实验教学的内涵，分析高中化学实验教学中培养学生批判性思维面临的困境，之后给出高中化学实验教学中培养学生批判性思维的有效策略。最后给出具体的教学案例，以便为教师教学提供参考。

关键词：高中化学；实验教学；批判性思维

信息化时代，人们每天会接触海量的信息，这为人们的学习、工作提供了便利，但如何判断信息的可靠性、真实性，如何选择信息需要有批判性思维作为支撑。批判性思维是一种高层次的思维方式，能让学生监控、管理自身的认知。实验、探究与批判思维有着密切的联系，能够培养学生的科学思维能力。教师在开展高中化学实验教学时注重学生批判性思维的培养符合时代发展的潮流，对其进行研究具有重要意义。

一、批判性思维和化学实验教学的内涵

批判性思维是一种对信息、观点或问题进行深入分析、思考、评价的思维方式，要求人们不盲从、不迷信，能够独立思考，理性判断，做出明智的决策。批判性思维能力的要素包括多个方面，如解释、分析、评估、推论、说明和自校准，倾向要素也包括多个方面，如求真、思想开放、分析性、系统性、自信、好奇心、明智[1]。批判性思维是指在解释、分析、评价某一观点或事物时，学生不断调整、反省而得出的判断与结论。批判性思维的内涵是多样化的，包括多个方面，教师注重学生批判性思维的培养，能够让学生更好地应对复杂多变的世界，提升个人素质和能力水平。

化学实验教学指的是教师在化学教学中引导学生或自己运用药品和化学工具开展实验，通过操作得出化学结论[2]。化学是一门具有探究性的学科，教师开展化学实验教学能够有效地培养学生的探究意识、创新能力和学科素养。在开展化学实验教学时，教师会运用多种方式让学生进行实验，并让学生亲自操作和理性判断，以此得出正确的结论。总的来说，化学实验教学是学生学习物质结构的有效途径，也是培养批判性思维的重要手段。

二、高中化学实验教学中培养学生批判性思维面临的困境

（一）教学目标设计缺少批判性思维要素

新课标要求高中化学课程的开展要以学生为本，要注重学生科学精神和创造能力的培养，展现化学学科的育人价值，在此背景下，学生不仅要学习重要的化学知识，还要掌握科学思维和创新意

识[3]。为此，教师在设计教学目标时，应显性呈现批判性思维的多个要素，如推理、分析、评论等。但就目前情况来看，部分教师设计的教学目标集中于化学知识方面，批判性思维的内容很少，导致学生批判性思维无法得到发展。例如，某教师在开展“铁盐与亚铁盐”的化学实验教学时会设计以下的教学目标：第一，让学生自主开展铁盐与亚铁盐的实验，掌握其中的方法，并写出相应的反应方程式；第二，了解二者相互转化的原理和性质；第三，了解铁元素对人体起到的作用，掌握铁化合物在社会发展中所起到的作用。通过上述目标的学习，学生虽然能掌握铁盐和亚铁盐的检验方法以及相互转化的原理，但教师主要运用了掌握、写出、体会等动词，缺少批判性思维能力的要素，如验证、推理、预测等。同时，教师没有充分关注学生学习结果，不重视学生批判性思维的培养。

（二）忽视实验教学情境的创设

批判性思维的培养需要有各种有意义的教学情境作为支撑，如此能够集中学生的注意力，引导学生充分思考，发现化学实验中出现的问题，并自主解决问题。根据目前情况来看，部分教师在开展化学实验教学时，创设的情境只注重学生学习兴趣的激发，无法引导学生质疑和思考，难以实现培养学生批判性思维的效果。例如，教师在开展“分散系”实验教学时，在导入阶段会创设“初辨豆浆”的教学情境，会利用多媒体向学生播放记者在街头请外国人品尝豆浆的画面，接着向学生提出问题“请用一些词语描绘你喝过的豆浆。”此时，学生会使用“好喝、健康、香甜”等词语，之后教师会运用豆浆开展化学实验。这种教学方式虽然会激发学生学习兴趣和探究意识，但对于学生来说，豆浆是他们生活中常见到的、非常熟悉的一种饮品，能够很容易说出豆浆的特点，导致教师创设的情境缺少思考性，学生不需要深入思考，很难产生怀疑意识，批判性思维自然无法得到发展。

（三）实验探究缺少质疑论证

学生批判性思维能力的形成需要有实验探究活动作为支撑，一般来说，探究过程包含多个要素，如判断、比较、分析、质疑等，能够引导学生审视、反思自身或他人在探究中所看到的证据和涉及的论证逻辑[4]。但就目前情况来看，部分高中化学教师没有认识到科学探究在实验教学中的重要性，不重视学生批判性思维的培养，导致学生在实验教学中缺少主动性和积极性，只是单纯地进行化学实验，缺少对过程的质疑论证，当在生活中遇到问题时无法运用所学的知识解决。具体来说，在开展实验教学中，教师会让学生做实验，写方程式，自己讲解其中的原理，学生虽然能够知道化学反应的实质，但缺少自主质疑和论证的机会，导致他们无法深刻理解化学反应的本质，推理、分析、判断等批判性思维能力也无法得到发展。

（四）实验前后缺少有挑战性的问题

批判性思维能力包括多种要素，包括联想、质疑、推论、分析、评估等，其倾向也包括多种要素如信度、求真、溯源、系统等。教师在培养学生批判性思维时要从这些方面入手，让学生有序处理复杂问题。为实现这一目标，教师要为学生设计有挑战性的问题，让他们能够勇敢地批判、质疑教师，并根据问题开展论证推理，以此解决问题。但就目前情况来看，大多数教师在开展化学实验教学时不重视问题的设计，只是让学生完成标准性实验，不注重学生问题解决能力的培养，导致学生批判性思维无法得到发展。例如，教师在开展“沉淀溶解平衡”的实验教学时，会直接告知学生实验中所需的仪器、药品、实验步骤，接着让学生以小组的方式开展实验，观察实验过程，最后，教师讲解此次实验中涉及的原理，让学生了解沉淀溶解平衡的转化规律。在这种教学模式下，学生探究知识的意愿不强，只是机械地按照教师给出的步骤开展实验，被动地接受教师给出的解释，不会深入思考问题，如此会阻碍学生判断性思维的发展。

三、高中化学实验培养学生批判性思维的有效策略

（一）制订包含批判性思维的教学目标

高中化学新课标中指出教师要强化学生的探究意识，培养学生的实践能力和创新能力。虽然新课标中没有明确规定批判性思维，但它与科学探究有着密切的关系。教师在高中化学实验中注重学生批判性思维的培养，能够引导学生主动探究科学知识，能从自身实际经验入手，对生活中的现象进行理性分析，在看待问题时，能从辩证的角度入手，形成严谨的科学态度。为实现这一目标，教师要深入了解批判性思维的概念和内涵，并对课本中所包含的批判性思维的内容进行挖掘，制订有效的批判性思维目标，提升学生的综合能力。

以《铁盐与亚铁盐》为例，教师在化学实验中可设计以下的教学目标：第一，探究铁剂成分的问题，在检验铁盐与亚铁盐时，能运用观察法和化学法，并能对这两种方法进行辨证分析；第二，绘制铁元素的二维图，并对铁盐与亚铁盐的性质加以预测，还要进行科学探究实验，从中总结出这两种物质的性质，构建元素化合物的知识框架；第三，针对生活中的铁元素、药物和食品，能运用化学方法进行检验，了解补铁的正确方法，对于伪科学，能做出正确判断。上述教学目标的制订符合新课标的要求，能够让学生学习到铁盐与亚铁盐的相关知识和技能，能引导学生辩证分析实验现象并开展总结、解释、判断等思维活动，可更好地培养学生的思维。

（二）创设“有矛盾”的实验教学情境

批判性思维的内涵之一是学生能够对情境进行评估和思考，能够产生思维上的冲突，在此背景下，为了培养学生的批判性思维能力，教师创设的情境要具有矛盾性，能够让学生运用已有知识预测实验现象与真实现象产生的矛盾，如此学生会产生认知冲突，思维能力也能得到有效锻炼[5]。同时，教师创设有矛盾的情境能引导学生对实验现象进行预测，接着分析、推理、解释有矛盾的真实实验现象，促进批判性思维能力的发展。例如，教师在开展“双液原电池”的实验教学时，可创设有矛盾的教学情境，可先向学生提出问题“将铜锌用导线连接放入硫酸铜溶液中会产生怎样的实验现象？”引导学生预测，此问题能让学生发现“单液原电池”实验现象与实际实验现象产生的矛盾，能够引导学生反思已有知识，促进学生批判性思维的发展。

（三）引导学生获取证据并谨慎推理

辩证性思维能力中的一个重要因素就是推理，推理要建立在科学证据之上，要谨慎推理，如此才能发展学生的逻辑推理素养。为实现这一目标，教师在开展化学实验教学时，要引导学生自主搜集证据，并在此基础上反复验证，在验证时能够从多角度入手，搭建证据与结构之间的桥梁，如此才能获得科学的理论。例如，在开展“卤代烃的水解反应”的实验教学时，教师可从学生已有知识入手，让学生经历一系列的活动，如实验、探究、推理、分析、判断等，对实验不断优化，抽丝剥茧地得出结论。这种方式不仅能锻炼学生的批判性思维，还能提高学生推理能力。

（四）提出探究问题并引导思考

批判性思维的发展需要有问题作为引导，可以这样说，问题是学生开展实验探究的起点，在探究问题时，学生会集中注意力，不断进行推测、质疑和分析，如此能促进批判性思维的发展。为此，教师在开展实验教学时，要在实验前后为学生设计多样化的问题，引导学生多角度探究、搜索、观察，并通过自身实践搜集证据，论证自身观点。在此过程中，学生的思维变通性会增强，实践积极性也会提高，有助于批判性思维能力的发展。

四、高中化学实验教学中培养学生批判性思维的迁移应用

在高中化学实验教学中如《化学电源》，是学生需要学习的重要化学知识，在学习这部分知识之前，他们已经掌握了一定的原电池和氧化还原等知识，在此部分实际教学中，学生会学到氧化还原反应，能量转化等知识，能为化学电源设计及以后化学能与其他能量转化知识的学习奠定基础。

（一）新课标要求

新课标对这一课的要求包括三方面：在内容要求方面，要求学生能够通过实验、探究，掌握化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。

（二）学情分析

高二学生已经能分析、解释原电池和电解池的工作原理，能设计简单的原电池和电解池。能列举常见的化学电源，并能利用相关信息。

（三）教学过程

1.引入日常生活场景，引发学生质疑

在实验导入阶段，教师可利用多媒体为学生播放各种电池以及电池爆炸的录像，让学生了解电源在生活中的重要作用以及合理科学使用的必须性。

2.设置问题，引发学生认知冲突

在此环节中，教师可让学生通过视频思考：“铜—锌单液原电池为什么锌片上有铜析出？为什么锌片上也有气泡？如何避免上述现象”；在双液电池中离子是如何转移的，内部离子浓度和电流如何变化等问题，组织学生开展分析解释、推论预测、设计评价等学习活动，促进学生对原电池和电解池工作原理的认识，转变偏差认识，促使学生认识到电极反应、电极材料，离子导体、电子导体是电化学体系，在实际反应中离子之间的接触反应。

3.分组讨论，设计实验探究活动

在开展实验教学时，教师可先向学生提出如何避免直接接触反应的问题，引导学生回顾原有的知识，在原有知识基础上得出双液必要性。接着，教师可让学生以小组的方式自主设计两种液体的双液电池的实验，以及用灵敏电流计测量双液电池反应中电流的减弱，得出膜电池的必需性，最后教师可让学生总结化学电源的合理构成方案，以此完成对学生科学探究化学学科核心素养的培育。

4.总结实验结论，反思实验过程

在此环节中，教师可让学生踊跃举手，组装三大类型电池模型，书写简单反应的方程式、电极反应式，接着要让学生了解电池双液和膜的必需性构成，认识电池使用后的不合理处理危害，让学生思考废弃电池的管理和重金属的回收利用。以这种方式能够让学生将所学的知识与实际生活结合，对每种知识的有利性与局限性进行思考，有助于学生批判性思维的培养。

结束语

在素质教育的全面推进下，批判性思维能力的培养成了现代教育的重要目标之一。高中化学实验教学作为培养学生实践能力和科学精神的重要途径，对于提升学生的批判性思维能力具有独特优势。在此背景下，教师在开展高中化学实验教学时要注重学生批判性思维的发展，为学生未来学习、工作奠定良好基础。

参考文献

[1]刘雪芳.指向学生批判性思维发展的高中化学教学探究[J].求知导刊，2023（20）：20-22.

[2]赵华龙.高中化学教学中培养学生批判性思维的策略[J].智力，2023（18）：52-55.

[3]庄得环.指向学生批判性思维发展的高中化学教学分析[J].智力，2023（7）：53-56.

[4]杨晓玲.批判性思维在高中化学教学中的应用[J].教学管理与教育研究，2022，7（17）：83-85.

[5]杨丽君.指向学生批判性思维发展的高中化学教学探究[J].名师在线，2022（12）：46-48.