科技創(chuàng)新教育在化學教學中的研究與應用

周欣夢，蘇祖福，胡明雪，姚成立

（合肥師范學院化學與化學工程學院，安徽合肥 230601）

習近平在2020 年主持召開的科學家座談會中強調(diào)“我國經(jīng)濟社會發(fā)展和民生改善比過去任何時候都更加需要科學技術解決方案，都更加需要增強創(chuàng)新這個第一動力，各級領導干部要認真貫徹黨中央關于科技創(chuàng)新的決策部署，落實好創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創(chuàng)造，遵循科學發(fā)展規(guī)律，推動科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)”。

自新課改以來，我國一直提倡學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。按照新課標的實施建議，教師在化學教學中應緊緊圍繞“發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)”這一主旨，將科技創(chuàng)新融入化學教學中，更加強調(diào)學生科學探究和創(chuàng)新意識的重要性?？萍紕?chuàng)新教育既是素質(zhì)教育的重要部分，也是新課標下化學核心素養(yǎng)達成的重要路徑，既有助于學生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新精神的提高，也能調(diào)動中學生的主體性、自覺性、積極性、獨立性、創(chuàng)造性以及強烈的求知欲和探究欲，使學生自主學習，全面發(fā)展，提高科學創(chuàng)新精神和實踐能力，深入落實化學新課改的要求，同時滿足國家對于創(chuàng)新型人才的需求。

本文探索通過科技創(chuàng)新與化學教學深入融合的道路，將科技創(chuàng)新的案例以及科學史的演進搬入課堂，希望學生在化學課堂中提高科技創(chuàng)新能力，體會化學探究思維。在蘊含科技創(chuàng)新思想的課堂中加強、鞏固化學基礎知識，提高科學探究精神和創(chuàng)新意識，真實有效地促進學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

1 科技創(chuàng)新教育在化學教學中的實施目的和現(xiàn)狀

科技創(chuàng)新教育，就是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的教育活動，其目的是使中學生具有創(chuàng)新能力，能夠適應社會的發(fā)展。從科技創(chuàng)新和現(xiàn)在推行的化學教學理念可以看出，兩者并不矛盾，可以說兩者的目標是一致的。所以將科技創(chuàng)新與化學教學相融合是合理可行的。

據(jù)調(diào)查，僅有5.6%的學生對科技創(chuàng)新毫無興趣。在新課改的背景下，有的學生確實產(chǎn)生了創(chuàng)新的熱情，但是由于缺乏相關知識、技巧、專業(yè)指導和創(chuàng)新的毅力，往往半途而廢?，F(xiàn)在為鼓勵中學生培養(yǎng)發(fā)散思維和科技創(chuàng)新精神，我國推行得獎加分制，即在科技創(chuàng)新大賽中得獎即可享受中考、高考加分優(yōu)惠政策，或者對于十分優(yōu)秀的得獎者直接被名校錄取，免去中考或高考的升學考試。這一政策使得學校對于鼓勵學生進行科技創(chuàng)新的力度加大，各所學校的發(fā)明創(chuàng)造實驗舉行得如火如荼，教師在課堂教學中對于科技創(chuàng)新教育的滲透也更加深入。

2 以科技創(chuàng)新為載體的學生科學探究和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

中學階段是學生核心素養(yǎng)發(fā)展的關鍵期，科技創(chuàng)新活動所涉及的領域非常豐富，實驗等課題研究類的活動即以培養(yǎng)探究能力為主，涉及與化學直接相聯(lián)系的內(nèi)容。教師可以引用化學專利案例輔助課堂教學，也可以引用化學史貫穿整個課堂，啟迪學生的探究欲望和創(chuàng)新意識。教師也要鼓勵學生參照課堂所學的基礎知識并廣泛閱讀課外文獻，積極參與科技創(chuàng)新活動，真實體會科學探究的過程，做探究的主人。教師輔助學生完成科技創(chuàng)新活動，并提供相關的科技知識。

2.1 科技創(chuàng)新融合化學教學的案例分析

現(xiàn)行的人教版教材中的部分實驗存在不足，教師可以通過自制教具、改進實驗方案，給實驗點燃探究性的火花。

案例1：用一次性塑料滴管作為電解氯化銅溶液的裝置（見圖1）

圖1 教具創(chuàng)新專利

案例分析：該教學用具彌補了原教材實驗的不足之處，學生親自動手實驗，能夠感受到化學的魅力，提高化學學習的興趣。把科技創(chuàng)新專利引入實踐教學中，多數(shù)學生會產(chǎn)生科技創(chuàng)新的萌芽，他們會逐漸明白一切的創(chuàng)造都是源自于發(fā)現(xiàn)，在以后的實驗過程中，他們也會具備批判的思維和創(chuàng)新的意識面對教材中的實驗方案。所以將科技創(chuàng)新引入化學課堂中，學生會感受到科技創(chuàng)新無處不在，從而不斷地樹立科學探究和創(chuàng)新意識，產(chǎn)生科技創(chuàng)新的興趣。

案例2：演繹電離理論的建立過程（見圖2）

圖2 教學流程圖

案例分析：以科學研究為載體，學生感受理論演進的過程，初步了解理論的本質(zhì)。該教學案例很好地將科技創(chuàng)新教育與化學教學融合起來，把科學家的探索歷程呈現(xiàn)在化學課堂中。學生不僅內(nèi)化了理論知識，還發(fā)展了認知角度和深度，有助于學生理解科學本質(zhì)，發(fā)展科學探究能力和創(chuàng)新意識，提升學科思維水平。

2.2 科學探究和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)對策

在化學教學中，應該從知識、能力、品質(zhì)三個維度來培養(yǎng)學生的科學探究和創(chuàng)新意識（見圖3）。針對品質(zhì)的培養(yǎng)，筆者認為在課堂中應該滲入化學史的教學，引入與化學科技創(chuàng)新有關的新聞以及化學前沿。學生在這種環(huán)境氛圍的熏陶下，會逐漸形成堅毅、獨創(chuàng)、自信、探索的科學品質(zhì)，而能力的真正提高還要多經(jīng)歷科學探究實驗、真實的科技創(chuàng)新過程。可以說科技創(chuàng)新教育是學生科學探究和創(chuàng)新意識形成和提高的重要手段。

圖3 科學探究和創(chuàng)新意識發(fā)展能力

2.2.1 大力營造科學探究氛圍

提倡在化學教學過程中滲透化學史的教育，引用與化學有關的科技創(chuàng)新內(nèi)容，使用化學專利教學用具，把每一節(jié)化學課都浸透在科技創(chuàng)新的氛圍中，學生的科學探究和創(chuàng)新意識會得到深層次提高。

2.2.2 積極開展實驗探究活動

化學是基礎科學科目，想要中學生學好化學，要充分利用化學實驗這一實踐平臺，以實驗設疑，營造創(chuàng)新氛圍，培養(yǎng)中學生創(chuàng)新精神和實踐動手能力。在中學生科技創(chuàng)新活動中有實驗課題類活動，教師在教學中可以多為學生提供好的靈感，啟迪學生的探究意識。比如在講解濃鹽酸制備氯氣實驗時，隨著反應的進行，鹽酸濃度不斷降低，導致反應停止，教師可以反問學生當鹽酸濃度達到多少時反應會停止呢？學生設計實驗方案來進行探究，在激發(fā)學生不斷探討和研究的同時，可以使學生增長理論知識，提高實踐能力，即以實踐活動促進理論知識學習，以理論知識指導實踐活動。

2.2.3 鼓勵參與科技創(chuàng)新大賽

鼓勵學生參加科技創(chuàng)新大賽，培養(yǎng)科技創(chuàng)新思維，在實踐教學過程中老師輔導學生，提供專業(yè)意見和理論知識輔導，學生自己查找相關文獻，動手設計操作，充分發(fā)揮中學生的主觀能動性。在科技創(chuàng)新活動中還可以對學生進行科技創(chuàng)新教育，使其在學習過程中潛移默化地培養(yǎng)創(chuàng)新意識，開發(fā)創(chuàng)造力。

3 科技創(chuàng)新教育在化學教學中應用的啟示

當今世界，科學探究精神和創(chuàng)新意識比任何時代都顯得重要，而科技創(chuàng)新尤其顯示出對這種能力的訓練和考驗。一個國家有沒有持久的創(chuàng)新能力，關鍵在基礎教育。中學教育尤其應該重視這種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而中學化學作為一門自然科學科目更需要學生的創(chuàng)新精神。如今世界日新月異，社會要求中學生會學習、會創(chuàng)造性思維、會解決學習中的問題、會動手實踐操作，并且需要中學生將理論和實際聯(lián)系在一起，使得知識系統(tǒng)不斷豐富和完善，認識能力不斷提高。為此做到以下幾點，對于突出科技創(chuàng)新理念、提高教學質(zhì)量尤為必要。

（1）確保學生的主體地位，學生是中心，教師是輔助，引導學生親身經(jīng)歷科學探究的每個環(huán)節(jié)，經(jīng)歷科技創(chuàng)新的過程，使學生逐步發(fā)展自己的學科思維，提高科學探究和創(chuàng)新意識。

（2）對于開展科技創(chuàng)新教育培養(yǎng)學生的科學探究能力，教師起著重要作用。教師應在具備良好創(chuàng)新能力的前提下努力創(chuàng)設研究性學習情境，激發(fā)學生對化學的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，在教學中要激勵學生大膽置疑，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。通過積極開展課外科技活動，鼓勵學生參加科技創(chuàng)新大賽來提高創(chuàng)新能力。

（3）目前中考、高考對于在科技創(chuàng)新活動中獲獎的學生給予加分的優(yōu)惠政策，教師可以此來鼓勵、引導學生多參與探究活動，但不能迷失科技創(chuàng)新活動的初心，要不斷引導學生形成科學探究和創(chuàng)新意識，讓化學學科核心素養(yǎng)真正落地生花。