高中化学教学中学生科学思维能力的培养路径研究

摘要：在高中化学教学中，培养学生的科学思维能力是提升学生核心素养的关键所在。本文通过巧妙运用实验探究、深度挖掘知识逻辑、积极引入生活实例以及精心设计问题链条等方法，结合高中化学教材内容，详细阐述了理论依据并列举了丰富的教学实例。旨在为高中化学教师提供切实可行的教学策略，助力学生科学思维能力的提升，推动高中化学教学质量的提高。

关键词：高中化学；科学思维能力；培养路径

引言

科学思维能力不仅有助于学生更好地理解和掌握化学知识，还能培养学生解决实际问题的能力，为学生未来的学习和发展奠定坚实基础。随着教育改革的不断深入，传统的化学教学模式已难以满足培养学生科学思维能力的需求。因此，探索有效的培养路径成为高中化学教学的重要任务。

一、巧用实验探究，激发思维活力

化学是一门以实验为基础的学科，实验探究能够为学生提供直观的学习体验，激发学生的好奇心和求知欲。在实验过程中，学生通过观察实验现象、分析实验数据，能够主动思考问题，从而培养探索与创新思维。教师应精心设计实验方案，引导学生积极参与实验探究，让学生在实践中提升科学思维能力。以高二化学教材中“化学反应速率和化学平衡”这一章节为例，教师可以设计“探究浓度对化学反应速率的影响”实验。在实验前，教师引导学生思考：不同浓度的反应物对反应速率会产生怎样的影响？让学生做出假设。随后，教师为学生提供相应的实验药品，比如不同浓度的酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液。学生分组开展实验，在实验进程中，认真观察不同浓度草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液混合后，溶液褪色所需的时间，并记录相关数据。实验结束后，组织学生对实验数据进行分析和讨论。通过对比不同组的数据，学生发现草酸溶液浓度越高，酸性高锰酸钾溶液褪色越快，即反应速率越快。

在这个过程中，学生从提出假设到设计实验、进行实验、分析数据，每个环节都需要积极思考，充分激发了学生的思维活力。有的学生还可能提出进一步的问题，如温度对反应速率的影响如何？催化剂又会对反应速率产生怎样的作用？这就进一步引导学生进行更深入的探索，培养了学生的创新思维。

二、深挖知识逻辑，构建思维框架

化学知识具有严密的逻辑性和系统性，各知识点之间相互关联。深挖知识逻辑，就是要引导学生梳理教材中化学知识的内在联系，帮助学生构建完整的知识体系，从而提升学生的逻辑推理与归纳总结思维。教师在教学过程中，应注重知识的呈现方式，引导学生从整体上把握化学知识。在高二化学教材“有机化合物”这一板块，各类有机化合物之间存在着紧密的逻辑联系。从烃类化合物到烃的衍生物，其结构和性质的变化具有一定的规律。教师在教学时，可以先介绍烃类化合物的结构特点，如烷烃、烯烃、炔烃的碳碳键类型不同，导致它们的化学性质有所差异。然后引入烃的衍生物，如卤代烃、醇、醛、羧酸等，让学生分析这些衍生物是如何由烃类化合物通过取代、加成等反应转化而来的。通过这样的教学方式，学生能够清晰地看到有机化合物知识之间的逻辑脉络。例如，在学习乙醇的性质时，教师引导学生从乙醇的结构入手，乙醇分子中含有羟基，这决定了它具有与水相似的一些性质，如能与金属钠反应产生氢气。同时，由于羟基与乙基相连，又使得乙醇具有一些独特的性质，如能发生消去反应生成乙烯。通过对乙醇性质的学习，学生可以归纳总结出醇类化合物的一般性质，并进一步与其他烃的衍生物进行对比，构建起有机化合物的知识框架。这种知识框架的构建，有助于学生在面对复杂的有机化学问题时，能够运用逻辑推理的方法进行分析和解决。

三、引入生活实例，拓展思维视野

化学与生活息息相关，生活中存在着大量的化学现象。将生活实例引入化学教学，能够使抽象的化学知识变得更加生动形象，易于学生理解。同时，也能拓展学生的思维视野，让学生学会运用化学知识解决生活中的实际问题，培养学生学以致用的能力。教师应善于挖掘生活中的化学素材，将其巧妙地融入教学中。以教材中“化学反应与能量”这一章节为例，教师可以引入生活中常见的电池作为教学实例。在讲解原电池原理时，教师以干电池为例，向学生介绍干电池的基本构造和工作原理。干电池中锌筒作为负极，石墨棒作为正极，电池内部发生氧化还原反应，从而产生电流。学生通过对干电池的了解，能够直观地理解原电池的工作原理。接着，教师可以进一步引导学生思考生活中其他类型的电池，如手机锂电池、汽车铅蓄电池等，它们的工作原理与干电池有何异同？让学生通过查阅资料、小组讨论等方式进行探究。通过这样的方式，学生不仅掌握了原电池的知识，还了解了电池在生活中的广泛应用，拓展了思维视野。此外，教师还可以让学生思考如何从化学角度解决电池污染问题，培养学生的环保意识和社会责任感，进一步提升学生运用化学知识解决实际问题的能力。

四、设计问题链条，锤炼思维深度

问题是思维的起点，设计合理的问题链条能够引导学生逐步深入思考，提升思维的深度与严谨性。教师应根据教学内容和学生的认知水平，设计具有启发性、层次性的问题，让学生在解决问题的过程中不断深化对化学知识的理解。例如在“水溶液中的离子平衡”这一章节的教学中，教师可以设计如下问题链条：首先，提出问题“在纯水中，存在哪些离子？它们的浓度关系如何？”引导学生回顾水的电离知识。接着，进一步提问“当向水中加入少量盐酸后，水的电离平衡会发生怎样的移动？溶液中的氢离子和氢氧根离子浓度会如何变化？”让学生运用化学平衡移动原理进行分析。然后，再问“如果加入的是醋酸钠固体，情况又会怎样？”通过这样层层递进的问题，引导学生深入理解弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡等知识。在学生回答问题的过程中，教师不断追问，如“你判断平衡移动的依据是什么？”“溶液中离子浓度大小关系的判断原则是什么？”促使学生更加严谨地思考问题。例如，在分析醋酸钠溶液中离子浓度大小关系时，学生需要考虑醋酸根离子的水解、水的电离等因素，通过严谨的推理得出正确结论。通过这样的问题链条设计，学生的思维深度得到了有效锤炼，对化学知识的理解更加深入透彻。

结语

在高中化学教学中，培养学生的科学思维能力是一项长期而艰巨的任务。通过巧用实验探究、深挖知识逻辑、引入生活实例以及设计问题链条等路径，能够有效地激发学生的思维活力，构建学生的思维框架，拓展学生的思维视野，锤炼学生的思维深度。在实际教学过程中，教师应根据学生的实际情况和教学目标，灵活运用这些培养路径，不断探索和创新教学方法，为学生科学思维能力的提升创造有利条件，从而全面提高高中化学教学质量。

参考文献

[1]仲伟贵.加强高中化学学科核心素养培养，提高学生科学思维能力[J].俏丽，2024（10）：49-51.

[2]桂磊.高中化学运用HPS培养学生科学探究能力的实践研究[D].新疆：石河子大学，2022.

[3]施菲.高中化学教学中培养学生创新思维和创新能力的策略探究[J].考试周刊，2024（45）：131-134.