科技创新教育在化学教学中的研究与应用

周欣梦，苏祖福，胡明雪，姚成立

（合肥师范学院化学与化学工程学院，安徽合肥 230601）

习近平在2020 年主持召开的科学家座谈会中强调“我国经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案，都更加需要增强创新这个第一动力，各级领导干部要认真贯彻党中央关于科技创新的决策部署，落实好创新驱动发展战略，尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造，遵循科学发展规律，推动科技创新成果不断涌现”。

自新课改以来，我国一直提倡学生化学学科核心素养的发展。按照新课标的实施建议，教师在化学教学中应紧紧围绕“发展学生化学学科核心素养”这一主旨，将科技创新融入化学教学中，更加强调学生科学探究和创新意识的重要性。科技创新教育既是素质教育的重要部分，也是新课标下化学核心素养达成的重要路径，既有助于学生的创新思维、创新精神的提高，也能调动中学生的主体性、自觉性、积极性、独立性、创造性以及强烈的求知欲和探究欲，使学生自主学习，全面发展，提高科学创新精神和实践能力，深入落实化学新课改的要求，同时满足国家对于创新型人才的需求。

本文探索通过科技创新与化学教学深入融合的道路，将科技创新的案例以及科学史的演进搬入课堂，希望学生在化学课堂中提高科技创新能力，体会化学探究思维。在蕴含科技创新思想的课堂中加强、巩固化学基础知识，提高科学探究精神和创新意识，真实有效地促进学生化学学科核心素养的发展。

1 科技创新教育在化学教学中的实施目的和现状

科技创新教育，就是培养学生创造性思维、创新精神和创新能力的教育活动，其目的是使中学生具有创新能力，能够适应社会的发展。从科技创新和现在推行的化学教学理念可以看出，两者并不矛盾，可以说两者的目标是一致的。所以将科技创新与化学教学相融合是合理可行的。

据调查，仅有5.6%的学生对科技创新毫无兴趣。在新课改的背景下，有的学生确实产生了创新的热情，但是由于缺乏相关知识、技巧、专业指导和创新的毅力，往往半途而废。现在为鼓励中学生培养发散思维和科技创新精神，我国推行得奖加分制，即在科技创新大赛中得奖即可享受中考、高考加分优惠政策，或者对于十分优秀的得奖者直接被名校录取，免去中考或高考的升学考试。这一政策使得学校对于鼓励学生进行科技创新的力度加大，各所学校的发明创造实验举行得如火如荼，教师在课堂教学中对于科技创新教育的渗透也更加深入。

2 以科技创新为载体的学生科学探究和创新意识的培养

中学阶段是学生核心素养发展的关键期，科技创新活动所涉及的领域非常丰富，实验等课题研究类的活动即以培养探究能力为主，涉及与化学直接相联系的内容。教师可以引用化学专利案例辅助课堂教学，也可以引用化学史贯穿整个课堂，启迪学生的探究欲望和创新意识。教师也要鼓励学生参照课堂所学的基础知识并广泛阅读课外文献，积极参与科技创新活动，真实体会科学探究的过程，做探究的主人。教师辅助学生完成科技创新活动，并提供相关的科技知识。

2.1 科技创新融合化学教学的案例分析

现行的人教版教材中的部分实验存在不足，教师可以通过自制教具、改进实验方案，给实验点燃探究性的火花。

案例1：用一次性塑料滴管作为电解氯化铜溶液的装置（见图1）

图1 教具创新专利

案例分析：该教学用具弥补了原教材实验的不足之处，学生亲自动手实验，能够感受到化学的魅力，提高化学学习的兴趣。把科技创新专利引入实践教学中，多数学生会产生科技创新的萌芽，他们会逐渐明白一切的创造都是源自于发现，在以后的实验过程中，他们也会具备批判的思维和创新的意识面对教材中的实验方案。所以将科技创新引入化学课堂中，学生会感受到科技创新无处不在，从而不断地树立科学探究和创新意识，产生科技创新的兴趣。

案例2：演绎电离理论的建立过程（见图2）

图2 教学流程图

案例分析：以科学研究为载体，学生感受理论演进的过程，初步了解理论的本质。该教学案例很好地将科技创新教育与化学教学融合起来，把科学家的探索历程呈现在化学课堂中。学生不仅内化了理论知识，还发展了认知角度和深度，有助于学生理解科学本质，发展科学探究能力和创新意识，提升学科思维水平。

2.2 科学探究和创新意识的培养对策

在化学教学中，应该从知识、能力、品质三个维度来培养学生的科学探究和创新意识（见图3）。针对品质的培养，笔者认为在课堂中应该渗入化学史的教学，引入与化学科技创新有关的新闻以及化学前沿。学生在这种环境氛围的熏陶下，会逐渐形成坚毅、独创、自信、探索的科学品质，而能力的真正提高还要多经历科学探究实验、真实的科技创新过程。可以说科技创新教育是学生科学探究和创新意识形成和提高的重要手段。

图3 科学探究和创新意识发展能力

2.2.1 大力营造科学探究氛围

提倡在化学教学过程中渗透化学史的教育，引用与化学有关的科技创新内容，使用化学专利教学用具，把每一节化学课都浸透在科技创新的氛围中，学生的科学探究和创新意识会得到深层次提高。

2.2.2 积极开展实验探究活动

化学是基础科学科目，想要中学生学好化学，要充分利用化学实验这一实践平台，以实验设疑，营造创新氛围，培养中学生创新精神和实践动手能力。在中学生科技创新活动中有实验课题类活动，教师在教学中可以多为学生提供好的灵感，启迪学生的探究意识。比如在讲解浓盐酸制备氯气实验时，随着反应的进行，盐酸浓度不断降低，导致反应停止，教师可以反问学生当盐酸浓度达到多少时反应会停止呢？学生设计实验方案来进行探究，在激发学生不断探讨和研究的同时，可以使学生增长理论知识，提高实践能力，即以实践活动促进理论知识学习，以理论知识指导实践活动。

2.2.3 鼓励参与科技创新大赛

鼓励学生参加科技创新大赛，培养科技创新思维，在实践教学过程中老师辅导学生，提供专业意见和理论知识辅导，学生自己查找相关文献，动手设计操作，充分发挥中学生的主观能动性。在科技创新活动中还可以对学生进行科技创新教育，使其在学习过程中潜移默化地培养创新意识，开发创造力。

3 科技创新教育在化学教学中应用的启示

当今世界，科学探究精神和创新意识比任何时代都显得重要，而科技创新尤其显示出对这种能力的训练和考验。一个国家有没有持久的创新能力，关键在基础教育。中学教育尤其应该重视这种创新能力的培养，而中学化学作为一门自然科学科目更需要学生的创新精神。如今世界日新月异，社会要求中学生会学习、会创造性思维、会解决学习中的问题、会动手实践操作，并且需要中学生将理论和实际联系在一起，使得知识系统不断丰富和完善，认识能力不断提高。为此做到以下几点，对于突出科技创新理念、提高教学质量尤为必要。

（1）确保学生的主体地位，学生是中心，教师是辅助，引导学生亲身经历科学探究的每个环节，经历科技创新的过程，使学生逐步发展自己的学科思维，提高科学探究和创新意识。

（2）对于开展科技创新教育培养学生的科学探究能力，教师起着重要作用。教师应在具备良好创新能力的前提下努力创设研究性学习情境，激发学生对化学的学习兴趣，培养学生的创新意识，在教学中要激励学生大胆置疑，培养学生的创新精神。通过积极开展课外科技活动，鼓励学生参加科技创新大赛来提高创新能力。

（3）目前中考、高考对于在科技创新活动中获奖的学生给予加分的优惠政策，教师可以此来鼓励、引导学生多参与探究活动，但不能迷失科技创新活动的初心，要不断引导学生形成科学探究和创新意识，让化学学科核心素养真正落地生花。