东野广贤 杨子慧 李顺巧
云南师范大学化学化工学院，云南昆明650500
摘要：本篇文章在文献调研的基础上，综合分析了贵州某校在化学实验课程教学中践行“科学探究与创新意识”的现状，从教师和学生这两个维度调查分析，发现了某些具有普遍性又亟待解决的问题，并就此给出了一些解决意见和建议，期望能为学生科学探究与创新意识的发展提供一些借鉴。
关键词：科学探究；创新意识；化学实验课程
云南师范大学科研创新基金项目（项目编号：ysdyjs2020033）
1 问题的提出
2018年1月16日教育部颁布《普通高中化学课程标准》(2017年版)(以下简称"新课标")[1]中提出了化学学科核心素养的概念，“科学探究与创新意识”便是核心素养的五个维度目标之一[2]，其重在强调“方法”、“实践”。在此核心素养培养下，让学生能够科学解释化学现象，创造性地运用科学实践活动，培养学生敢于质疑，敢于创新的科学态度。
对比高考化学考试大纲（以下简称“考纲”）发现，对科学探究与创新意识这一核心素养的要求逐年增强。以2020、2016年考纲对比可发现：2020版考纲对学习能力要求上注重方法与实践，2016版强调运用以及初步了解。此外，2020版在2016版基础上除了新增实验仪器部分知识外，还重点强调了化学实验探究，这就要求教师在实验教学时需要重点培养学生的科学探究与创新意识，培养科学思维品质，积极引导学生科学探究，创造性的在实际生活中运用，提高学生的知识转化力以及科学探究与创新意识的能力。
本文基于“科学探究与创新意识”的培养视角，调查分析贵州某校在实验课程教学中践行“科学探究与创新意识”的现状，给出一些解决意见，期待改善实验教学及实验课程学习现状，确保在提升教学效果的同时培养学生科学探究意识，促进学生创新思维的正向发展。
2 现状研究
对CNKI上2010年—2019年的相关文献进行整理，关于“科学探究与创新意识&实验教学&高中化学”相关的研究寥寥无几，研究主题中涉及的仅有2篇，研究摘要的只有3篇。为了把握当前“科学探究与创新意识”这一核心素养探究情况，在CNKI里进行期刊检索，只检索到169篇相关文献，剔除化学之外的其他学科，以《化学教育》、《化学教学》、《中学化学教学参考》三种化学教育类权威期刊为出版来源进行对应剔除，仅有25篇。其中，13篇分布在《中学化学教学参考》，《化学教育》为4篇，《化学教学》则为8篇，整体发文量较少，对应的研究成果稀缺。从期刊发表的时间节点来看，三种期刊对于“科学探究与创新意识”发文时间主要聚集在2018年—2019年，且《中学化学教学参考》收录期刊中时间最早为2014年，说明该期刊在这一领域具有一定的引领。
3 化学实验课程教学中“科学探究与创新意识”实施的调查
本文分别采用问卷调查法、访谈法，对该校高中学生和化学教师调查，设计从学生、教师两个维度调查化学实验课程教学中“科学探究与创新意识”践行情况，其调查情况具体如下。
3.1 学生认知现状调查结果
3.1.1 实验课程学习困难调查
该部分从学生实验课程学习难易程度和困难归因两个维度进行调查，全样本学生在此项问卷填写的数据统计情况为：在学习难易程度上认为非常简单、一般简单、部分简单、全难的占比依次为1.35%、14.85%、53.29%、30.51%；在困难归因方面，占比在前三的依次为：需大量记忆实验现象(占比25.32%）、难以理解实验本质反应(占比23.47%）、实验实操少，操作步骤复杂(占比19.59%）。
3.1.2 实验课程学习兴趣以及学习主动性调查
根据统计显示，只有极少数学生对化学实验课程不感兴趣，但是主动学习实验课程人数占比只有32.16%。对此，笔者经过走访调查发现两点信息：第一，众多学生对于化学实验课程的兴趣主要聚焦于化学奇特的现象上；第二，在占比为67.84%人员中，接近百分之九十的学生是为了应付考试、家长以及教师。
3.1.3 化学现象的质疑程度以及行动力调查
此题设置的目的是调查学生对于化学实验中“异常现象”质疑程度以及对于提出质疑后进行科学探究的行动力的状况。根据调查发现：大多数学生都对化学现象产生质疑，其中，总是质疑和经常质疑人数将近三分之一。对于有所质疑后，付之行动进行科学探究的寥寥无几。并且付出行动的学生在探究途径上主要倾向于教材内容提示，选择实验探究和调查分析的人数极少。
3.1.4 实验操作及表征能力调查
调查显示学生的实验基本操作能力不尽人意，其中不熟练人数占比高达49.94%，非常不熟悉的人数占比30.63%。在实验创新能力方面更加有所缺失，对于实验改进主要倾向于同师生交流后寻求方案，只有少部分同学选择在现有经验上设计完善实验。在实验现象表征方面，能够独立完成的人数占比仅有7.25%，与同学合作处理占比36.93%。
从该部分统计情况可得到信息如下：第一，大多数学生认为化学实验部分知识学习起来比较困难，多数同学认为化学实验部分的学习困难之处在于化学实验本质难于理解以及实验现象变化难以记忆。第二，学生对于化学实验课程较为感兴趣，这符合中学阶段学生认知规律和特点，但学习的主动性亟需加强。第三，学生对化学现象中产生的质疑采取探究方法过分的拘泥于教材，科学探究的创新意识较差。第四，学生在处理实验信息时个体思考介入性较弱，信息表征能力整体偏弱，过分依赖教师和教材。第五，学生实验操作能力较差，只有少部分同学会选择在现有经验上设计完善实验。
3.2 教师教学践行“科学探究与创新意识”情况调查结果
3.2.1 访谈基本情况调查
访谈对象的基本情况主要从教师性别、教龄、学历以及职称这几方面调查。根据统计，在教龄方面，0—9年占比34.63%，10—19年 占比41.28%，20年以上占比24.09%；教师学历方面，本科学历占比100%；职称方面，初级职称占比26.33%，中级职称占比72.24%，高级职称占比1.43%。
3.2.2 教师实验教学中方法现状
通过调查发现，教师在实验课程中普遍采用“直接讲授法”。实验教学中难以践行“科学探究与创新意识”的原因来源于：教师教学任务重、学生学习精力分配不足、实验设备及实验员受限等问题。从侧面反映出，随着化学核心素养的逐渐普及与应试教育的碰撞将会更加激烈。
3.3 结果分析
调查结果表明，目前学生对于化学实验课程还是非常喜欢的，但受讲授式教学方达、实验繁杂、实操能力差等因素的限制，再加教师教学任务重和实验条件不足，导致“科学探究思维与创新意识”这一核心素养的实际践行与落实受限。随着新课程的不断深入，教师应该充分认识“科学探究思维与创新意识”对于促进学生化学学科素养[3]的独特价值，确保学生在新的课程体系下探究能力与创新意识都有所提升。
4 教学策略
4.1 巧用实验导入，贯穿课程始终
通过学实验探究活动来导入新课，吸引学生眼球。根据实验现象设问激疑，激发学生探究下去的好奇心，根据模块特点设置问题情境步步引入得出结论。让学生意识到创造始于问题，告诫学生“靡不有初，鲜克有终”的哲学道理。此外，高中化学实验较多，教学过程中教师不可能让学生对所有实验都进行操作，这就需要教师巧用典型实验。比如教师可对中学化学涉及到的实验类型进行细致分类。针对不同实验特征对学生进行引导：定性实验防干扰，干扰物（空气、二氧化碳、水蒸气等）应怎样排除？定量实验防误差，引起误差的操作有哪些？制备实验中，为了制出较纯的物质，除杂装置怎么选用？对于制备物为气体的，是否需要防倒吸、收集装置怎样设置等。这些具有代表性的典型实验，通过操作和详细分析，往往能增强学生记忆，使学生逐步养成举一反三的能力。
4.2 开展多元化实验教学
根据课标、教材要求，分析各个实验的特征，采用教师演示实验、分组实验或视频演示等多种实验方式相结合的教学方法。鼓励学生观察实验现象并通过定性、定量的角度分析产生现象的原因，探究实验原理，得出实验结论，给予适当信息表征。教师用化学专业用语进行纠正。
4.3 组建化学实验兴趣小组，满足学生发展需要
中学生的个体差异大，为满足不同学生的需要，开展兴趣小组。列出一系列的实验课题及“异常现象”探究实验，学生根据自己的兴趣自觉组织实验探究活动并开展实验技能大赛。不仅锻炼了学生的设计实验、实验操作、书写实验报告的能力，还向其他学生展示了化学的变化莫测，激发了更多学生的好奇心。
4.4 实施多样化的评价体系，提高实验教学效率与质量
实验在化学中发挥着至关重要的作用，应将其作为学生考核的一部分。根据模块要求有针对性的使用纸笔测验、学习档案和活动表现对学生进行评价。对于没有专设实验员岗位的学校，教师可以分批让学生参与进来，如包括：实验仪器的收发整理，药品的配制、试剂最佳浓度的选择、课前预实验等。实验课前让学生写好实训报告，提前了解实验原理、步骤、目的等，既避免了实验过程中学生一头雾水、“随大流”的情况，也让学生成为课堂的主角，保证实验有序高效进行。课后教师和学生分别对本节课进行相应的评价。
5 结论
调查的结果使我们意识到，学生对化学实验课程的认知现状与教师践行实际教学现状都不容乐观，对“科学探究思维与创新意识”这一核心素养的培养亟需加强。目前，我国的“5G”技术遥遥领先，在5G技术即将大规模的使用后，能否利用5G技术与化学实验教学相结合开展“5G+化学实验教学”的课程教学以期解决眼前实验教学的窘境是值得探寻的问题。届时学生可不受场地限制和实验限制运用静态的理论知识完成动态操作，将实验理论与实际操作结合，促进学生感观认知转向理性认识，教师也可以在实验中将过程可视化呈现出来，从而达到实验教学的意义。
参 考 文 献
[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2018．
[2] 竺丽英，王良民. 选考生“科学探究与创新意识”素养的现状——基于微视频技术的表现性评价[J]. 化学教学，2019（06）：
22-27.
[3]黄微，高明丽，李婉，刘济红，田红军. 以培养学生创新意识为导向的无机化学实验教学[J]. 化学教育，2017，38(02):30-33.