“三新”视域下高中化学大单元教学中的科学探究能力培养

摘 要：“三新”视域下，高中化学大单元教学呈现出一系列鲜明的教学特点和要求。其中，科学探究能力的培养在现阶段高中化学教学中十分重要。对此，深入探讨了“三新”视域下如何在高中化学大单元教学中有效培养学生的科学探究能力。为了确保研究的广泛性和深刻性，综合运用了多种研究方法，包括文献研究、案例分析、问卷调查以及访谈等。分析了大单元教学模式在化学教学中的应用，阐述了其在帮助学生形成完整知识体系、培养深度思维和科学探究能力方面的优势。在提升策略方面，给出了转变教学理念、创新实验素材并设计具有挑战性的探究任务、加强学生合作交流和组织探究活动等方法。以期为高中化学教学改革和创新提供有益的启示和参考。

关键词：“三新”；高中化学；大单元教学；科学探究；合作交流

基金项目：广西教育科学“十四五”规划2021年度广西高考综合改革专项课题“‘三新视域下学生核心素养培养的高中化学大单元教学设计实践研究”（立项编号：2021ZJY1775）。

作者简介：黄科显（1987—），男，广西壮族自治区钦州市第一中学。

随着教育改革的持续深化，高中化学教育正处在转型与创新的关键时期。新课程、新教材、新高考所组成的“三新”，不仅为化学教学带来了新的挑战，也为其注入了新的活力。在“三新”背景下，培养学生的科学探究能力显得尤为重要，这不仅关系学生的个人发展，也是推动化学教育回归本质的实践。高中化学大单元教学作为培养学生科学探究能力的重要途径，正受到越来越多的关注。这种教学方式强调知识的整体性、系统性和连贯性，有利于学生在更广阔的视野下理解化学知识，从而激发探究兴趣。通过大单元教学，教师可以将零散的知识点串联起来，构建一个有机的知识体系，让学生在探究过程中逐步掌握科学的方法和技能。

一、高中化学大单元教学的现状

（一）高中化学大单元教学的实施现状

高中化学大单元教学的独特之处在于其教学内容和方法的有机结合，通过聚焦某一化学原理或概念，将相关知识有机地串联起来，形成一个完整、系统的教学单元。这种教学方法不仅有助于学生对化学知识的整体把握，还有利于培养他们的综合思维能力和解决问题的能力。在实施这一教学模式时，教师们常常采用实验教学、探究式教学等充满互动与活力的方法。这些方法能充分激发学生的主体性和参与热情［1］，让他们在亲身实践中深化对化学知识的认知。例如，在探究式教学中，学生需要自主设计实验方案、收集数据、分析结果，这不仅锻炼了他们的科学探究能力，还加深了他们对化学原理的理解。

随着科技的迅猛发展，教育信息化已成为教育发展的必然趋势。高中化学大单元教学也与时俱进，积极融入数字化教学资源。虚拟实验、在线课程等现代化教学手段的运用，极大地丰富了教学内容，也为学生提供了更加多元化、便捷的学习方式。例如，通过虚拟实验，学生们可以在安全的环境中进行各种化学实验，探索化学的奥秘；在线课程则打破了时间和空间的限制，让学生可以随时随地学习化学知识。这些数字化资源以生动、形象的方式呈现化学知识，使得抽象的化学原理变得更加直观、易于理解，不仅提高了教学效率，也在一定程度上激发了学生的学习兴趣。这些资源还为学生提供了更多的自主学习机会，让他们可以根据自己的兴趣和需求进行选择性学习。

（二）高中化学大单元教学中存在的问题与挑战

高中化学大单元教学在推进过程中也面临着多方面的挑战。其中，平衡教学内容的深度与广度、激发学生的学习兴趣、培养学生科学探究能力，以及将数字化教学资源有效融入课堂教学等方面，都是需要着重关注和解决的问题。

在教学内容的处理上，高中化学知识体系繁杂，涉及的深度和广度都相当大。如何在有限的教学时间内，既确保学生对基础知识的掌握，又适当拓展学生的视野，增强其对化学学科深层次的理解，对教师来说是一个巨大的考验［2］，要求教师不仅要对教学内容进行精心挑选和编排，还要根据学生的实际学习情况，灵活调整教学策略，做到因材施教。

激发学生的学习兴趣是高中化学大单元教学中的另一个关键点。化学作为一门自然科学，其本身的魅力是无穷的，但由于种种原因，许多学生认为化学学习枯燥无味。为此，教师需要通过各种教学手段，如实验演示、情境创设、案例分析等，来增强化学知识的直观性和趣味性，从而激发学生的学习热情。教师还应注重培养学生的自主学习能力，引导他们在课外进行拓展阅读和实践操作，使化学学习成为一种乐趣而非负担。

随着科技进步和教育信息化的推进，数字化教学资源在高中化学教学中的应用日益广泛。如何将这些资源有效融入课堂教学，避免形式化的问题，成为当前教学创新的关键点。教师需要不断提升自己的信息技术应用能力，根据教学内容和学生需求，合理选择和运用数字化教学资源，使其与教学手段相辅相成，协同提升教学效果。

二、“三新”视域下的科学探究能力培养策略

“三新”视域下，高中化学教学面临着全新的挑战与机遇，不仅仅是教学方法的更新，还是教育理念的升华，是对学生主体地位的充分肯定和实践。本文提出以下在高中化学大单元教学中培养学生科学探究能力的策略。

（一）反思提升，转变理念

要培养学生的科学探究能力，首先需要教师树立以学生为中心的教学理念。这要求教师的教学设计要更加贴近学生的实际，关注他们的兴趣点，尊重他们的认知规律。在教学过程中，教师应注重知识的系统性和实践性，让学生能够将所学知识应用于实际［3］，以此加深对知识的理解和记忆。

例如，某高中化学教师张老师，过去教学主要侧重于知识的传授和应试技巧的训练，对学生的科学探究能力缺乏关注。随着教育理念的更新和课程改革的推进，张老师开始反思自己的教学方式，并尝试将科学探究融入化学教学中。张老师首先通过阅读相关教育文献和参加专业培训，深入了解了科学探究的重要性。他认识到，科学探究不仅是一种技能，更是一种思维方式，能够帮助学生更好地理解科学本质，提高解决问题的能力。在此基础上，张老师开始调整自己的教学理念，不再仅仅关注知识的传授，而更加注重学生的主动性和参与性。他设计了一系列探究性的化学实验活动，让学生在亲身实践的基础上发现问题、提出假设、设计实验、收集数据并分析结果。例如，在一次关于化学反应速率的教学中，张老师没有直接告诉学生反应速率的计算公式和影响因素，而是让学生自行设计实验来探究各种因素是如何影响反应速率的。学生们分组进行实验，记录了不同条件下化学反应速率的变化，并进行了数据分析。通过这一过程，学生们不仅掌握了反应速率的计算方法，还深入理解了影响反应速率的因素及其作用机制，为后续深入学习做好了铺垫。

通过转变教学理念和方法，张老师成功地培养了学生的科学探究能力。学生们不仅在化学学习中取得了更好的成绩，还在科学竞赛和课题研究中取得了显著成果。更重要的是，他们学会了如何运用科学探究方法去解决问题，这将对他们未来的学习和生活产生深远影响。

（二）创新素材，巧设疑问，设计具有挑战性的探究任务

高中化学教师在实验教学中，可以结合大单元教学的目标和要求，采用创新的实验素材开展实验。内容新颖、操作简单、绿色环保的实验既能给予学生感官上的刺激，又能激发学生的创新欲望，还可以让他们感受到化学源于生活。比如，在讲解原电池的原理时，教师可以提供一些生活中常见的水果，让学生制作水果电池；在探究铜与浓硝酸、稀硝酸的反应时，可以利用输液袋、针筒等生活化仪器进行探究性实验。

想要提高学生的科学探究能力，教师还要立足于单元教学实际，通过设计相应的教学主题，让学生在主题探究过程中系统性、整体性地掌握某一模块的知识点。比如，在教学专题“从海水中获得的化学物质”时，教师先对学生进行简单的提问，如：从海水中能够获得什么化学物质？如何检验获得的化学物质？让学生根据提问，对海水成分展开探究。此外，高中化学教师还可以根据某个模块的知识点，通过设计具有挑战性的探究任务来激发学生的探究兴趣。这些任务应具有一定的难度和开放性，能够调动学生的思考和探究欲望［4］，同时能为单元整体教学服务。教师还应提供必要的指导和支持，帮助学生克服困难、解决问题。例如，教师可以先提出一个实际问题作为探究任务，如“如何防治二氧化硫对环境的污染？”然后引导学生自主设计实验方案、选择实验器材、分析实验数据等，让他们在亲身实践中体验科学探究的全过程［5］。这样的任务既具有挑战性，又贴近生活实际，能够激发学生的探究兴趣，培养他们的实际应用能力。

（三）活动设置，加强学生合作交流

科学探究能力的培养离不开学生之间的合作与交流。在探究过程中，学生需要相互启发，相互学习，共同解决问题。这有助于培养学生的团队合作精神，提升他们的沟通能力和表达能力。教师应积极组织学生开展小组合作探究，鼓励他们在交流中碰撞思想火花，共同探寻科学真理。

在课堂上，教师可以根据课程内容和学生特点，将学生分成若干小组进行讨论。例如，在学习“化学平衡”时，教师可以提出“如何通过调整反应条件来提高化学反应的产率？”这一问题。学生们在小组内展开讨论，各抒己见，最后形成小组意见并进行汇报。另外，化学实验是化学教学的重要组成部分，是培养学生科学探究能力的重要途径。在实验过程中，教师可以让学生们分工合作，共同完成实验任务。例如，在进行“化学反应与能量变化”的相关实验时，学生们可以分工负责实验器材准备、实验操作、数据记录等环节。通过合作完成实验，学生们不仅掌握了实验技能，还学会了如何与他人协同工作。

（四）拓宽视野，组织探究活动

在高中化学教学中，为了全面提升学生的科学探究能力，仅仅依赖课堂内的教学活动是远远不够的，教师需要积极拓展教学领域，组织丰富多样的课外探究活动，让学生接触到更广阔的科学领域和更前沿的科学知识，有效培养他们独立思考和解决问题的能力。

例如，科学讲座是一种有效的科学探究活动。学校可以定期邀请化学领域的专家学者来校举办讲座，为学生们带来前沿的科学知识和研究成果。通过这些讲座，学生们可以了解到科学研究的最新动态和发展趋势，产生学习兴趣和探究欲望。学生们还可以与专家学者进行互动交流，提出自己的问题和观点，培养批判性思维和沟通能力。实地考察是让学生走出课堂，亲身体验科学探究的重要途径。教师可以组织学生们参观化工厂、实验室、科研机构等场所［6］，让学生们感受化学知识在实际生活、生产中的应用。通过实地考察，学生们可以更加直观地了解化学现象和原理，加深对化学知识的理解。学生们还可以与专业人士进行交流互动，拓宽自己的视野和思维方式。

科学探究往往需要综合运用多个学科的知识和方法。因此，教师可以鼓励学生进行跨学科合作，结合物理、生物等其他学科的知识开展探究活动。通过跨学科合作，学生们可以学习到不同学科的知识和方法，培养跨学科思维和综合能力。同时，这种合作形式也能够让学生们更好地认识到不同学科之间的联系和区别，为未来的科学研究打下坚实的基础。

结语

“三新”背景下，大单元教学模式在整合化学知识、构建系统知识框架方面具有显著优势。这种教学模式不仅有助于学生形成完整、连贯的知识体系，还能够引导他们深入思考化学现象背后的本质规律。通过大单元教学，学生不再是被动地接受知识，而是能够主动地参与到科学探究的过程中，通过观察、实验、推理和创新来发现新知。在实施大单元教学的过程中，学生的科学探究能力可以得到显著提升，而且他们会变得更加积极、主动，对科学探究充满热情和好奇心。在未来的教育实践中，应继续探索和完善大单元教学模式，以更好地培养学生的综合素质和适应能力。

［参考文献］

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