在高中化学实验教学中如何培养学生的思维模式

彭智生

摘 要：实验是高中化学教学中的重要项目，在教育改革背景下，课程标准中多次提到培养学生思维的重要性。因此，教师需要积极探索高中化学实验优化路径，以发展学生思维为核心目标组织相关活动，为学生提供更加广阔的发展空间。本文运用案例分析法以及经验总结法提出教师可以通过巧妙导入情境、紧扣核心问题、集中讨论解释、延伸拓展内容、完善评价反馈等方式对实验教学方法进行创新设计，增强实验教学的有效性，助力学生全面发展。

关键词：高中化学实验；思维；培养策略

《普通高中化学课程标准》（2017年版2020年修订，以下简称《课标》）中多次提到“思维”，强调在高中化学中需要通过有效手段培养学生系统思维能力，这对广大教师提出了更高要求。化学是以实验为基础的学科，在文件的指引下，為保障实验教学质量，以真实操作启发学生思维，教师需要深入分析学生的个性化差异，结合其实际诉求重构教学方法，让学生在化学实验中学会学习，爱上化学，为后续深度学习或从事相关工作奠定坚实基础。

一、发展学生思维的重要性

为更好地设计实验活动方案，笔者与其他教师进行沟通，了解当前高中化学实验教学开展情况，并从学科特点、社会需求、教育改革需求这三个角度出发，对培育学生思维能力的重要性进行总结，具体如下：1.学科特点：实验是化学发展的灵魂，同时也是化学教学中经常进行的一种教学活动，能充分体现化学学科的特点。关注对学生思维能力的培养，能使学生在自主操作中实验科学探究方法，通过实验深化对基础概念的了解，进一步促进有意义的知识建构。与此同时，以发展学生思维为目标组织实验教学活动，也能帮助大家在曲折的设计过程中不断探索优化路径，从不同角度出发解决问题，在培育学生思维的过程中伴随着学生核心素养的发展[1]。2.社会需求：随着经济社会的不断发展，我国教育方向也发生了一定的变化，由传统以培育知识型人才转换为培育综合型人才，强调人才素质的均衡发展。基于新时代背景，教师通过高中化学实验教学培养学生思维能力，可以帮助学生在良好的学习氛围中，逐渐摆脱对教师的盲目依赖，借助教师的有效指导，通过合作学习以及自主探究的方式积累经验。在长期实践中，学生将会逐步掌握科学探究的基本方法，启迪智慧，增强自身的合作能力与创新精神，这都是新时代人才必备的基本能力。3.教育改革需求：《课标》中对高中阶段化学学科素养进行了深度总结，并强调学生需要通过学习建立解决复杂化学问题的思维框架、发展学生演绎推理、系统假设、辩证等思维能力。结合教育改革的相关要求，利用化学实验落实相应目标，将重点放在发展学生思维上，可以使学生更好地实现核心素养发展，帮助学生形成未来发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力。

通过上述总结可以发现，发展学生思维能力正在成为高中化学实验教学的主旋律以及重点培养目标。因此，教师需要及时更新自身思想理念，以促进学生思维发展为主题开展相关研究，更好地利用实验教学培养学生思维能力，增强教学活动的有效性，为祖国输送更多优秀的化学人才。

二、在高中化学实验教学中如何发展学生的思维

化学实验教学并非由教师全权负责，为达到发展学生思维的目标，教师需要充分发挥自身引导作用，诱导学生自主参与实验，促使其根据教师提供的情境及问题做出假设，以自主实践、团队合作的方式积累经验，发展自身学习能力。下文，为笔者结合多年教学经验整理出的实践案例，以供广大教师参考借鉴，期望推动高中化学教育的持续发展。

（一）巧妙导入情境，引发学生深度思考

现阶段部分学生在参与高中化学实验学习中常存在内驱力不足、缺乏自主思考意识等问题，严重限制学生思维发展。为突破困境，教师需要以激发学生学习兴趣为主，结合实验主题，采取情境创设的方式，鼓励学生在真实情境中寻找与化学相关的线索，并就情境现象进行提问，为后续实验活动的开展做好铺垫[2]。这样一来，既能激发学生学习兴趣，同时也能帮助学生在挖掘线索、发现问题的过程中建立学科知识与生活的联系，发展其思维能力。

以苏教版高一必修第二册《化学能与电能的转化》一课教学为例，在本课实验活动开始前，教师首先带领大家复习化学反应的相关知识，帮助大家进一步了解生活中的不同形式电池，初步建立化学能与电能的联系。为帮助学生达成理解化学能转化为电能的基本原理，教师可以首先利用多媒体技术向学生分享电脑、手机、电子手表等图片，唤醒学生的已有生活经验，并从这些图片中搜集共性。根据教师的引导，大部分学生能够正确表达以上内容都是电子产品，离不开化学电源。通过真实情境使学生了解化学能转为电能在生产、生活中的应用。接下来，借助情境信息，教师可以提出思考问题：化学电源是如何对外提供电能的？就此引出本课实验主题，指导学生利用稀硫酸、锌片、铜片、导线等材料参与自主实践，整理化学能转化为电能的反应式，掌握原电池反应的基本原理。

设计说明：利用与学生生活息息相关的内容为情境素材，巧妙引出思考问题，可以帮助大家更好地了解化学在生活中的使用价值。值得关注的是，在应用此种方法创设情境阶段，教师还需要密切结合学生认知能力与身心发展特点，尽量选择生活中常见的内容，防止情境难度较高影响正常实验顺序。

（二）紧扣核心问题，锻炼学生思维能力

问题是发展学生思维的重要手段，通过有效提问能帮助学生实现深度思考，基于化学原理分析实验现象，做好化学概念与实验之间的密切联系，增强学生理解能力。因此，结合实验主题，教师应设计循序渐进的思考问题，为学生指明实验的方向以及在探究中需要达成的基本目标。通过问题驱动的方式，锻炼学生思考问题、分析问题的能力，有效提高教学质量[3]。

以苏教版高二选择性必修第一册《化学反应速率》一课教学为例，在本课教学中学生需要认知化学反应速率，并能设计简单的实验对化学反应速率进行测定，再分析不同条件对化学反应速率的影响。基于学生实际学习能力，在研究不同条件的影响过程中，教师可以通过问题链的设计驱动学生深度思考。首先，教师总结化学反应速率的表示方法，然后再借助控制温度提高发酵效率、利用冰箱保鲜食物等现象提出核心问题：改变反应条件能使反应速率发生什么变化？以问题为导向，指导学生分别参与浓度对反应速率的影响、压强对反应速率的影响、温度对反应速率的影响、催化剂对反应速率的影响等实验，并在学生参与实验过程中，围绕核心问题再次提出延伸性问题。如：其他条件相同时增大反应物的浓度会发生什么变化？硫代硫酸钠溶液会与稀硫酸发生什么反应？压强改变对反应速率的影响是否可以被忽略？温度的升高会导致反应物活化分子数目增多吗？由浅入深地帮助学生在探究中解决问题，实现深度学习。

设计说明：问题驱动可以达到发展学生思维的目的，但为保障每一位学生都能顺利参与到实验当中，教师需面向不同能力学生设计不同难度层次的问题，促使每一位学生都能顺利解决与自身发展区间相贴近的问题，增强学习体验，感受化学的魅力。

（三）集中讨论解释，深化基本概念认知

化学实验开展的目的，一方面是为发展学生动手操作能力，帮助其实现理论与实践的统一，另一方面是为借助真实操作帮助学生加深对化学原理的认识。在实验活动中，为保障学生思维得以长足发展，教师可以利用合作学习的方式，指导各组成员分享本组的实验过程以及实验心得，总结实验活动中蕴含的化学现象，通过总结、交流的方式进一步深化基础概念，在良好的学习氛围下提高整体学习水平。

以苏教版高三选择性必修第三册《芳香烃》一课教学为例，在讲解芳香烃的来源与应用阶段，教师提到芳香烃作为单体生成的高分子化合物，用于生活中常见的塑料水杯、包装材料等生产过程中，大多是由苯乙烯为单体聚合而成的聚苯乙烯制品。为进一步帮助学生了解苯的同系物的性质，教师在班级内开展两项实验活动，并指导学生以小组为单位根据实验现象总结实验结论，在班级中进行分享。在讨论过程中，各小组都能顺利对在甲苯中加入酸性高锰酸钾溶液进行振荡的实验进行总结，并分享实验成果：通过本次实验能发现试管中的高锰酸钾溶液褪色，苯的同系物可与高锰酸钾溶液发生反应。且如果与苯环直接相连接的碳原子上连接氢原子，该苯的同系物与苯环相连的烷基通常被氧化为羧基。同时，还有部分小组查找其他相关资料，分享本组的实验成果，提出甲苯等物质还能够发生卤代、硝化等取代反应，并利用国防以及民用爆破等事件证明结论，在班级中形成良好的交互氛围。

设计说明：以集中讨论的方式能促进学生思维发展，汲取他人经验补充并完善自我认知。在学生交流中，教师要扮演好引导角色，鼓励他组成员勇于质疑实验结论，并提出自己的不同意见，帮助大家在质疑、思考中实现思维的螺旋上升

发展。

（四）延伸拓展内容，培养学生运用意识

在实验教学活动中，教师在培养学生思维能力的基础上，还需要指导学生能够将所学知识顺利用于实际问题解决当中，通过实践积累经验，增强自身综合能力[4]。考虑到教材中提供的学习内容有限，教师可以借助多媒体技术手段，结合实验内容为学生适当补充拓展与化学知识相关的资料，促使学生通过补充学习进一步感受化学与生活的密切联系，树立正确的应用意识，在发展思维的同时提高核心素养。

以苏教版高一必修第一册《氯气及氯的化合物》一课教学为例，在本课教学中教师运用瑞典化学家将浓盐酸与软锰矿混合一起加热的历史化学故事进行导入，向学生介绍了氯气的发现以及实验室制备氯气的基本方法。为帮助大家更好地了解氯气的性质以及应用，教师可以带领学生利用金属钠作为材料，使用滤纸吸干金属钠表面的煤油，再将其置于石棉网上，用酒精灯加热到熔成球状，将盛有氯气的集气瓶倒扣在上方观察实验现象，并根据反应推测生成物，运用化学方程式进行表示，通过实验能够证明活泼金属钠与氯气产生反应会生成氯化钠。为进一步促进学生思维发展，教师可以借助多媒体为学生补充实验内容，邀请大家观察氯气在水中的溶解实验，通过对实验现象的观察帮助大家了解氯水的性质。接下来，根据实验主题，为使学生顺利实现知识运用目标，教师可以借助实验中氯气能溶于水的现象，指导学生从生活现象出发，分析氯气在生产生活中的使用，并分析含氯漂白剂与洁厕剂为什么不能够放在一起使用，由此将学生思维不断引入深处，帮助其在问题解决中深化对实验原理的认知。

設计说明：由实验活动所反映的现象引出生活相关问题，可以帮助学生在深度学习中意识到化学学习的重要价值，促使大家的思维由浅层不断向深层发展。

（五）完善评价反馈，增强实验教学收益

评价是教学活动中的重要组成部分，在传统实验教学中，当学生完成实践后，教师将大部分的时间都用于知识讲解，并未关注学生在实验中的综合表现，导致学生的反思、辩证等思维能力无法得到有效发展。为解决这一问题，在实验教学活动结束后，教师需要面向学生的综合表现做出评价，邀请学生进行学后反思，在总结经验的同时分析不足，促进学生思维的长久发展。

以苏教版高一必修第一册《元素周期律和元素周期表》一课教学为例，在本课学习中教师为学生设计了“卤素性质的递变”这一实验项目，指导学生利用氯水、溴水等材料探究卤素非金属性的强弱，总结实验现象并整理化学方程式。在基础知识讲解完毕后，大家都能顺利通过实验发现同一主族元素的原子最外层电子数与核电荷数之间的联系。针对学生在实验活动中的表现，教师需要及时进行整理、总结，在肯定学生积极学习行为的同时，提出部分学生在实验中存在的操作安全问题，并指导其树立正确的安全意识，帮助大家了解部分化学物质因存放不当可能造成的隐患。基于教师评价，学生还需要开展学后反思，分享自己在实验中收获的心得，形成良好的交互氛围。最后，为使学生巩固所学内容，教师还可以围绕实验设计课后练习，指导学生整理元素周期表，寻找元素金属性以及非金属性的递变规律。

设计说明：有效评价能起到促进教学发展的积极作用，教师需要采用多元化的手段以发展学生思维能力为核心目标进行设计，保障大家能通过评价不断完善自我，为后续参与深度化学探究奠定基础。

结束语

综上所述，在教育改革背景下，教师需要将培养学生知识技能为重点转向培育学生思维能力，关注对学生思维的塑造，巧妙利用实验教学，以情境创设、问题设计、合作讨论、资料分享等方式营造良好的学习氛围，帮助学生顺利提高个人核心素养。相信在广大教师的共同努力下，高中化学实验教学质量将逐日递增，推动学科课程改革发展，为祖国输送更多优秀化学人才。

参考文献

[1]朵吉华.浅析高中化学实验教学中深度学习与高阶思维的培养[J].考试周刊，2022（38）：128-132.

[2]王志梅.高中化学实验教学中学生创新思维的培养策略[J].天津教育，2021（24）：30-31.

[3]蔺杰.高中化学实验的学生创新思维的培养策略[J].高考，2021（14）：93-94.

[4]伍霞.创造性思维培养下的高中化学实验教学改革研究[J].高中数理化，2020（S1）：94.