以生為本：基于學生參與視角的高中生化學學科核心素養提升路徑探究一、引言1.1研究背景在當今教育變革的大背景下，培養學生的核心素養已成為教育領域的核心任務。化學作為一門基礎自然科學，對于培養學生的科學素養、創新精神和實踐能力具有不可替代的作用。化學學科核心素養涵蓋了“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”等多個維度，旨在使學生通過化學學習，不僅掌握化學知識和技能，更能形成科學的思維方式和價值觀，以適應未來社會的發展需求。傳統的化學教學往往側重于知識的傳授，忽視了學生核心素養的培養。在這樣的教學模式下，學生被動接受知識，缺乏主動思考和探究的機會，難以將所學知識應用于實際問題的解決，不利于學生綜合素質的提升。隨著教育理念的更新和教育改革的推進，越來越多的教育工作者認識到，培養學生的化學學科核心素養是提高化學教學質量、促進學生全面發展的關鍵。學生參與是教學過程中的重要因素，對教學效果及學生核心素養的培養起著關鍵作用。當學生積極參與化學教學活動時，他們能夠更加深入地理解化學知識，掌握化學實驗技能，提高科學探究能力和創新意識。學生參與還能培養學生的合作精神、溝通能力和社會責任感，有助于學生形成正確的價值觀和科學精神。然而，在實際教學中，學生參與化學教學活動的程度并不理想。部分學生對化學學習缺乏興趣，參與課堂討論和實驗探究的積極性不高；一些教師在教學過程中未能充分調動學生的積極性，教學方法單一，無法滿足學生多樣化的學習需求。因此，如何提高學生參與度，促進學生化學學科核心素養的培養，成為當前高中化學教學亟待解決的問題。1.2研究目的與意義本研究旨在從學生參與視角出發，深入探究高中生化學學科核心素養的培養路徑，通過教學實驗，揭示學生參與對化學學科核心素養提升的影響機制，為高中化學教學提供理論支持和實踐指導。具體而言，本研究希望達到以下目的：其一，深入了解高中生在化學學習中的參與現狀，包括參與的形式、程度以及影響因素等，為后續的教學實驗提供現實依據。其二，通過教學實驗，探索能夠有效提高學生參與度的教學策略和方法，進而提升學生的化學學科核心素養。其三，分析學生參與與化學學科核心素養各維度之間的關系，明確不同參與方式對核心素養培養的作用，為精準教學提供參考。本研究具有重要的理論和實踐意義。在理論方面，本研究有助于豐富和完善化學教育領域關于學生參與和核心素養培養的理論體系。通過深入研究學生參與對化學學科核心素養的影響，能夠進一步揭示化學學習的內在規律，為化學教育理論的發展提供實證支持。同時，本研究也為其他學科探討學生參與與核心素養培養的關系提供了借鑒，促進了教育理論在不同學科間的交流與融合。在實踐方面，本研究對高中化學教學實踐具有重要的指導意義。研究結果可以為教師提供具體的教學策略和方法建議，幫助教師優化教學設計，提高教學質量。教師可以根據研究結論，有針對性地調整教學內容和教學方法，激發學生的學習興趣，提高學生的參與度，從而更好地培養學生的化學學科核心素養。本研究還能為教育管理者制定教育政策和教學評估標準提供參考依據，推動教育改革的深入發展，促進學生的全面發展和綜合素質的提升。1.3研究方法與創新點本研究綜合運用多種研究方法，確保研究的科學性和全面性。文獻研究法是本研究的重要基礎。通過廣泛查閱國內外關于學生參與、化學學科核心素養以及高中化學教學的相關文獻，包括學術期刊論文、學位論文、研究報告等，梳理已有研究成果，明確研究現狀和發展趨勢，為本研究提供理論支撐和研究思路。深入分析前人在學生參與和化學學科核心素養培養方面的研究方法、研究結論以及存在的問題，從中找出本研究的切入點和創新點，避免重復研究，確保研究的前沿性和獨特性。實驗研究法是本研究的核心方法。選取條件相近的兩個班級，一個作為實驗班，另一個作為對照班。在實驗過程中，對照班采用傳統的教學方法，按照常規的教學大綱和教學進度進行授課，注重知識的系統講解和傳授；實驗班則采用基于學生參與的教學策略，如小組合作學習、問題驅動教學、實驗探究教學等，充分調動學生的積極性和主動性，鼓勵學生積極參與課堂討論、實驗操作和問題解決。在實驗周期內，對兩個班級的學生進行相同的教學內容，但教學方法不同。通過控制變量，觀察和記錄學生在學習過程中的表現，包括課堂參與度、學習興趣、學習態度等，以及學生在化學學科核心素養方面的發展變化。實驗結束后，運用統計學方法對收集到的數據進行分析，如獨立樣本t檢驗、方差分析等，以驗證基于學生參與的教學策略是否能夠有效提高學生的化學學科核心素養，明確學生參與與核心素養提升之間的因果關系。問卷調查法用于收集學生的主觀感受和意見。在實驗前后分別設計兩份問卷，一份針對學生參與情況，包括參與的頻率、方式、動機等方面，通過設置選擇題、量表題等形式，全面了解學生在課堂教學中的參與程度和參與特點；另一份針對化學學科核心素養，依據化學學科核心素養的五個維度，即“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”，設計相應的問題，采用李克特量表等方式，讓學生對自己在各個維度上的發展水平進行自我評價。問卷設計完成后，進行預調查，對問卷的信度和效度進行檢驗，確保問卷的質量。通過對問卷數據的統計和分析，如描述性統計、相關性分析等，深入了解學生參與與化學學科核心素養之間的關系，為教學策略的優化提供依據。訪談法作為問卷調查的補充，用于深入了解學生的內心想法和實際情況。選取部分具有代表性的學生進行一對一的訪談，包括學習成績優秀的學生、學習困難的學生、積極參與課堂的學生和參與度較低的學生等，以獲取更豐富、更深入的信息。訪談過程中，圍繞學生的學習體驗、對教學方法的看法、參與化學學習的動機和收獲、在化學學科核心素養培養方面的感受等方面展開，鼓勵學生自由表達自己的觀點和意見。對訪談內容進行詳細記錄，并采用編碼、分類等方法進行分析，挖掘學生參與和化學學科核心素養培養過程中的深層次問題，為研究結果的解釋和教學建議的提出提供有力支持。本研究的創新點主要體現在研究視角和研究方法的綜合運用上。在研究視角方面，以學生參與為獨特視角，深入探究其對高中生化學學科核心素養的影響。以往的研究大多從教師教學方法、課程設置等角度探討化學學科核心素養的培養，而對學生參與這一關鍵因素的研究相對較少。本研究聚焦于學生參與，強調學生在教學過程中的主體地位和作用，關注學生的主動參與對核心素養提升的積極影響，為化學學科核心素養的培養提供了新的思路和方向。在研究方法上，本研究結合多維度分析方法，將定量研究與定性研究相結合。通過實驗研究和問卷調查收集大量的數據，運用統計分析方法進行定量研究，以客觀、準確地揭示學生參與與化學學科核心素養之間的關系；同時，利用訪談法進行定性研究，深入了解學生的個體差異和特殊情況，對定量研究結果進行補充和解釋，使研究結果更加全面、深入、具有說服力。這種多維度分析方法的綜合運用，能夠更全面地把握學生參與和化學學科核心素養培養的本質和規律，為教學實踐提供更具針對性和可操作性的建議。二、理論基礎與文獻綜述2.1高中生化學學科核心素養的內涵化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，是高中生綜合素質的具體體現，反映了社會主義核心價值觀下化學學科育人的基本要求，它主要涵蓋以下五個維度：“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”。這五個維度相互關聯、相輔相成，共同構成了高中生化學學科核心素養的整體框架。“宏觀辨識與微觀探析”要求學生能從不同層次認識物質的多樣性，并對物質進行分類。例如，在學習化學物質時，學生不僅要能從宏觀上識別常見物質的顏色、狀態、氣味等物理性質，還要能從微觀角度理解物質是由原子、分子、離子等微粒構成的。學生需要掌握從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化，形成“結構決定性質”的觀念。在學習有機化學時，學生通過對有機物分子結構中官能團的分析，理解不同官能團如何決定有機物的化學性質，像乙醇分子中羥基的存在，使得乙醇具有與其他有機物不同的化學活性，能發生酯化反應、與金屬鈉反應等。從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題也是該素養的重要體現，比如在解釋化學反應現象時，學生既要能描述宏觀的反應現象，如顏色變化、氣體生成、沉淀產生等，又要能從微觀層面分析反應中化學鍵的斷裂與形成，以及微粒間的相互作用。“變化觀念與平衡思想”強調學生要認識物質是運動和變化的，知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律。學生要明白化學變化的本質特征是有新物質生成，并伴有能量轉化，例如燃燒反應是物質與氧氣發生劇烈的氧化還原反應，生成新的物質，同時釋放出大量的熱能和光能。認識化學變化有一定限度、速率，是可以調控的也是該素養的關鍵。在化學平衡的學習中，學生了解到可逆反應在一定條件下會達到平衡狀態，通過改變溫度、壓強、濃度等條件，可以影響化學平衡的移動，從而控制反應的進行程度和方向。學生還需要能多角度、動態地分析化學變化，運用化學反應原理解決簡單的化學實際問題。在工業生產中，根據化學反應原理選擇合適的反應條件，以提高產品的產率和質量，如合成氨工業中，通過控制溫度、壓強和催化劑等條件，使氮氣和氫氣合成氨的反應達到最佳效果。“證據推理與模型認知”要求學生具有證據意識，能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽。在探究金屬活動性順序時，學生通過金屬與酸反應的實驗現象，如反應的劇烈程度、產生氫氣的速率等證據，推理出不同金屬的活動性強弱順序。建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系至關重要，學生需要知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，建立認知模型，并能運用于解釋化學現象，揭示現象的本質和規律。在學習原子結構時，學生根據科學家通過實驗獲得的證據，如α粒子散射實驗，建立起原子的核式結構模型，用這個模型來解釋原子的穩定性、元素的化學性質等相關現象。“科學探究與創新意識”將科學探究視為進行科學解釋和發現、創造和應用的科學實踐活動。學生需要具備發現和提出有探究價值的問題的能力，在化學實驗課上，學生通過觀察實驗現象，如在探究鐵生銹的條件時，發現鐵在不同環境下生銹的速度不同，從而提出“哪些因素會影響鐵生銹的速率”這樣有探究價值的問題。能從問題和假設出發，確定探究目的，設計探究方案，進行實驗探究也是關鍵環節。在探究過程中，學生要學會合作，共同完成實驗任務，面對“異常”現象敢于提出自己的見解。在探究化學反應速率的影響因素實驗中，小組同學分工合作，分別控制不同的變量，如溫度、濃度、催化劑等，觀察反應速率的變化，并對實驗中出現的與預期不符的“異常”現象進行分析和討論，提出自己的解釋和看法。“科學精神與社會責任”培養學生具有嚴謹求實的科學態度，具有探索未知、崇尚真理的意識。在化學實驗中，要求學生如實記錄實驗數據，不篡改、不偽造，體現嚴謹求實的科學態度。學生需要贊賞化學對社會發展的重大貢獻，化學在材料科學、能源開發、環境保護、醫藥研發等領域都發揮著重要作用，如新型材料的研發為電子設備、航空航天等行業的發展提供了支撐，高效能源的開發有助于緩解能源危機。學生還應具有可持續發展意識和綠色化學觀念，在化學實驗和工業生產中，盡量減少對環境的污染，實現資源的合理利用和循環利用。能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷，比如對于食品安全問題中涉及的化學添加劑的使用，學生能夠根據所學化學知識，理性分析其利弊，做出正確的判斷。2.2學生參與對化學核心素養培養的作用機制學生參與在高中生化學學科核心素養的培養過程中發揮著關鍵作用，其作用機制體現在多個方面，涵蓋了激發學習興趣、培養綜合能力以及塑造科學價值觀等維度，與化學學科核心素養的各個方面緊密相連。學生參與能夠有效激發學生對化學的學習興趣，為培養化學學科核心素養奠定基礎。興趣是最好的老師，當學生積極參與化學教學活動時，他們會主動接觸和探索化學知識，從而更容易發現化學學科的魅力所在。在化學實驗課上，學生親自參與實驗操作，觀察到各種奇妙的化學現象，如金屬與酸反應產生氣泡、酸堿中和反應中溶液顏色的變化等，這些直觀的體驗能夠極大地激發學生的好奇心和求知欲。這種由參與帶來的興趣，促使學生更主動地投入到化學學習中，為后續核心素養的培養創造了積極的學習氛圍。在能力培養方面，學生參與對提升學生的思維能力、實踐能力和合作交流能力具有重要意義，這些能力是化學學科核心素養的重要組成部分。在課堂討論環節，學生圍繞化學問題展開思考和討論，如在學習化學反應速率時，討論影響反應速率的因素，學生需要運用邏輯思維分析問題，從不同角度提出觀點，并對他人的觀點進行評價和質疑，這有助于培養學生的批判性思維和創新思維能力。在實驗探究活動中，學生參與實驗設計、操作和數據處理等過程，能夠有效提升實踐能力。在探究“化學反應條件對產物的影響”實驗中，學生需要根據實驗目的設計實驗方案，選擇合適的實驗儀器和試劑，進行實驗操作并記錄數據，最后對數據進行分析和總結，整個過程鍛煉了學生的動手能力、觀察能力和解決實際問題的能力。合作學習也是學生參與的重要形式，對培養學生的合作交流能力至關重要。在小組合作完成化學項目時，學生需要與小組成員進行溝通、協作，共同完成任務。在這個過程中，學生學會傾聽他人的意見，分享自己的想法，學會在團隊中發揮自己的優勢，提高團隊協作能力。這種合作交流能力不僅在化學學習中不可或缺，也是學生未來適應社會、參與工作所必需的關鍵能力。學生參與在塑造學生的科學價值觀方面同樣發揮著重要作用，有助于培養學生的科學精神與社會責任，這也是化學學科核心素養的重要體現。在化學學習過程中，學生通過參與科學探究活動，如參與化學科研項目的初步研究，親身體驗科學研究的嚴謹性和復雜性，了解到科學研究需要不斷探索、勇于創新、尊重事實和證據，從而逐漸形成嚴謹求實的科學態度和探索未知、崇尚真理的意識。學生參與還能讓學生深刻認識到化學對社會發展的重大貢獻，培養學生的社會責任感和可持續發展意識。通過參與化學與生活、化學與環境等相關主題的學習和實踐活動，學生了解到化學在新材料研發、環境保護、能源開發等領域的重要作用，如新型電池材料的研發為解決能源問題提供了新的途徑，化學方法在污水處理中的應用有助于改善環境質量。學生在參與這些活動的過程中，能夠意識到自己作為未來社會建設者的責任，樹立可持續發展意識和綠色化學觀念，學會從化學的角度思考和解決與社會發展相關的問題，對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。2.3國內外研究現狀在國外，對于學生參與和化學核心素養培養的研究起步較早，取得了較為豐富的成果。在學生參與方面，國外學者從多個維度對學生參與進行了深入研究。Fredricks等人從行為、情感和認知三個維度構建了學生參與的理論框架，認為行為參與體現為學生在課堂上的出勤、遵守紀律以及積極參與課堂活動等外在行為表現；情感參與反映了學生對學習的興趣、投入程度以及對學校和教師的情感態度；認知參與則涉及學生在學習過程中運用的策略、思維深度以及對知識的主動建構。這種多維度的研究視角為后續學者深入探討學生參與提供了理論基礎。在化學核心素養培養方面，經濟合作與發展組織（OECD）率先啟動的“素養的界定與遴選：理論和概念基礎”項目，為化學核心素養的研究奠定了基礎。此后，許多國家紛紛開展相關研究，構建了各具特色的化學核心素養體系。美國化學教育研究強調培養學生的科學探究能力和批判性思維，注重將化學知識與實際生活應用相結合，通過項目式學習、探究性實驗等教學方法，讓學生在解決實際問題的過程中提升化學核心素養。例如，美國的一些高中化學課程會設計與環境科學相關的項目，學生需要運用化學知識分析環境污染問題，并提出解決方案，從而培養學生的科學探究與創新意識、科學精神與社會責任等核心素養。英國的化學教育注重培養學生的化學思維和實踐能力，強調通過實驗教學和科學探究活動，讓學生親身體驗化學知識的形成過程，提高學生的證據推理與模型認知能力。英國的化學教材中設置了大量的實驗探究活動，學生在實驗過程中需要觀察實驗現象、收集數據、分析結果，并建立相應的化學模型來解釋實驗現象，從而深入理解化學知識。國內關于學生參與和化學核心素養培養的研究近年來也取得了顯著進展。在學生參與方面，國內學者結合我國教育實際情況，對學生參與的內涵、影響因素和測量方法等進行了研究。一些研究表明，教師的教學方法、師生關系、課堂氛圍等因素對學生參與有著重要影響。采用啟發式教學、小組合作學習等教學方法能夠激發學生的學習興趣，提高學生的參與度；良好的師生關系和積極的課堂氛圍能夠讓學生感受到尊重和支持，從而更愿意參與課堂活動。在化學核心素養培養方面，隨著我國《普通高中化學課程標準（2017年版）》的頒布，化學學科核心素養的培養成為化學教育研究的熱點。國內學者圍繞化學學科核心素養的內涵、構成要素、培養策略等方面展開了廣泛研究。在培養策略方面，提出了創設真實情境、開展實驗探究、運用信息技術等多種方法。創設真實的化學問題情境，如以工業生產中的化學問題為背景，引導學生運用化學知識解決實際問題，能夠培養學生的變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知等核心素養；通過開展實驗探究活動，讓學生親自動手操作實驗，觀察實驗現象，分析實驗數據，能夠提高學生的科學探究與創新意識；運用信息技術，如虛擬實驗室、化學模擬軟件等，能夠為學生提供更加直觀、生動的學習資源，幫助學生更好地理解抽象的化學概念和原理。盡管國內外在學生參與和化學核心素養培養方面取得了諸多研究成果，但仍存在一些不足之處。已有研究對學生參與的測量方法有待進一步完善，部分研究主要采用問卷調查等方式，難以全面、準確地反映學生在課堂上的實際參與情況。在化學核心素養培養方面，雖然提出了多種培養策略，但在實際教學中如何有效實施這些策略，如何將核心素養的培養與日常教學有機融合，還缺乏深入的實證研究。不同地區、不同學校的教學條件和學生特點存在差異，如何根據實際情況制定個性化的培養方案，也是需要進一步研究的問題。本研究將在已有研究的基礎上，從學生參與視角出發，綜合運用多種研究方法，深入探究高中生化學學科核心素養的培養路徑，彌補現有研究的不足，為高中化學教學實踐提供更具針對性和可操作性的建議。三、學生參與現狀調查與影響因素分析3.1調查設計與實施為深入了解高中生在化學學習中的參與現狀及影響因素，本研究采用問卷調查與訪談相結合的方法。問卷設計圍繞學生參與化學教學活動的多個維度展開。在行為參與方面，涵蓋課堂出勤情況、課堂互動表現（如主動回答問題、參與小組討論的頻率等）、課后作業完成的主動性與質量、參與化學課外實踐活動（如化學競賽、科研項目等）的情況等問題。例如，設置“在化學課堂上，你主動回答問題的頻率是？A.總是B.經常C.偶爾D.從不”這樣的題目，以了解學生在課堂上的主動發言情況；在情感參與維度，涉及對化學學科的興趣程度、對化學課堂氛圍的感受、對化學教師教學的喜愛程度等內容。比如，“你對化學學科的興趣如何？A.非常感興趣B.比較感興趣C.一般D.不感興趣”，通過此類問題來衡量學生對化學學科的情感傾向；認知參與部分，則關注學生在化學學習中對知識的深入思考、知識的拓展與應用能力，以及對化學學習方法的掌握和運用等。像“在學習化學知識時，你會主動思考知識之間的聯系嗎？A.總是B.經常C.偶爾D.從不”，以此考察學生的認知參與程度。問卷采用李克特量表的形式，讓學生根據自身實際情況進行選擇，以便于量化分析。訪談提綱則從學生個體角度出發，深入挖掘影響學生參與化學學習的因素。對于學習成績優秀的學生，重點詢問他們在化學學習中的積極體驗、學習方法以及對化學教學的期望；對于學習困難的學生，關注他們在化學學習中遇到的困難、學習動力不足的原因以及對化學學習的態度轉變；對于參與度高的學生，了解他們積極參與的動機和參與活動帶來的收獲；對于參與度低的學生，探究他們缺乏參與積極性的原因，以及對改善化學教學的建議。例如，向學生提問“你認為哪些因素會影響你在化學課堂上的參與度？”“你希望化學老師在教學中做出哪些改變來提高你的學習興趣和參與度？”等開放性問題，以獲取更豐富、深入的信息。本研究選取了[學校名稱]高二年級的四個班級，共[X]名學生作為調查對象。這四個班級涵蓋了不同層次的學生群體，具有一定的代表性。在調查過程中，首先由研究者向學生說明調查的目的和意義，強調調查結果僅用于學術研究，不會對學生產生任何不利影響，以消除學生的顧慮，確保調查數據的真實性和可靠性。然后，利用課堂時間發放問卷，要求學生獨立填寫，當場回收。共發放問卷[X]份，回收有效問卷[X]份，有效回收率為[X]%。訪談則在課余時間進行，每次訪談時間約為20-30分鐘，對訪談過程進行詳細記錄，以便后續分析。3.2調查結果分析從問卷數據統計結果來看，高中生在化學學習中的參與度整體處于中等水平。在行為參與方面，課堂出勤情況較為良好，大部分學生能夠保證全勤，但在課堂互動表現上存在較大差異。主動回答問題的學生比例約為35%，經常參與小組討論的學生占比約40%，仍有相當一部分學生在課堂上較為被動，缺乏主動參與的積極性。在課后作業完成方面，約60%的學生能夠主動認真完成作業，但仍有部分學生存在敷衍、抄襲等現象。參與化學課外實踐活動的學生比例相對較低，僅有約20%的學生參加過化學競賽或科研項目。在情感參與維度，對化學學科感興趣的學生比例為55%，其中非常感興趣的學生占比約15%，表明化學學科對部分學生具有一定的吸引力，但仍有近一半的學生對化學興趣不足。對化學課堂氛圍的感受方面，約45%的學生認為課堂氛圍活躍，能夠積極參與課堂活動；而約30%的學生覺得課堂氛圍沉悶，影響了他們的學習積極性。對化學教師教學的喜愛程度上，約60%的學生表示喜歡自己的化學老師，認為老師的教學方法能夠激發他們的學習興趣，但仍有部分學生對老師的教學方式不滿意，認為教學內容枯燥、缺乏趣味性。認知參與部分，約40%的學生表示在學習化學知識時會經常主動思考知識之間的聯系，能夠運用所學知識解決實際問題；約30%的學生偶爾會進行知識的拓展與應用，在面對新問題時缺乏主動思考和探索的能力。在學習方法的掌握和運用上，約50%的學生能夠掌握一些有效的學習方法，如做筆記、總結歸納等，但仍有部分學生學習方法不當，學習效率較低。通過訪談進一步深入分析影響學生參與化學學習的因素，主要包括以下幾個方面：其一，教學方法與內容是影響學生參與度的重要因素。部分學生反映，教師采用傳統的講授式教學方法，課堂上以教師講解為主，學生被動接受知識，缺乏互動和實踐環節，導致學習過程枯燥乏味，難以激發學習興趣和參與積極性。一位參與訪談的學生提到：“化學課有時候就是老師在上面講，我們在下面聽，感覺很無聊，也不知道學了這些知識有什么用。”教學內容的難度和實用性也會影響學生的參與度。如果教學內容過難，學生難以理解，容易產生畏難情緒；如果教學內容與實際生活聯系不緊密，學生覺得學無所用，也會降低參與的積極性。其二，學生自身的學習興趣和動機對參與度起著關鍵作用。對化學學科感興趣的學生，往往更愿意主動參與課堂討論、實驗探究等活動，他們將學習化學視為一種樂趣，追求知識的獲取和能力的提升。而學習動機不足的學生，僅僅為了應付考試而學習，缺乏內在的動力，在課堂上表現較為消極，參與度較低。一名學習困難的學生表示：“我對化學沒什么興趣，就是為了高考才學，所以上課也不太想參與，覺得很痛苦。”其三，課堂氛圍和師生關系也會影響學生的參與情況。積極活躍的課堂氛圍能夠讓學生感到輕松自在，更愿意表達自己的觀點和想法，參與課堂互動。良好的師生關系能夠增強學生對教師的信任和尊重，使學生更愿意配合教師的教學，積極參與教學活動。相反，沉悶壓抑的課堂氛圍和緊張的師生關系會讓學生產生抵觸情緒，降低參與度。有學生反映：“如果課堂上大家都很積極，老師也很鼓勵我們發言，我就會更愿意參與；但如果課堂氣氛很壓抑，老師又很嚴厲，我就不太敢說話了。”其四，同伴影響也是一個不可忽視的因素。在小組合作學習中，同伴的態度和行為會對學生的參與度產生影響。如果小組內成員積極合作，相互鼓勵和支持，學生更有可能積極參與小組活動；反之，如果小組內存在消極怠工、缺乏合作精神的成員，會影響整個小組的氛圍，降低其他成員的參與積極性。有學生提到：“在小組討論時，如果大家都很認真，積極發表自己的看法，我也會很投入；但如果有同學不配合，總是敷衍了事，我就會覺得很沒意思，也不想參與了。”3.3影響學生參與的因素探討學生參與化學學習受到多種因素的綜合影響，深入剖析這些因素，對于改進教學方法、提高學生參與度具有重要意義。從學生自身因素來看，學習興趣和動機是影響參與度的關鍵。學生對化學學科的興趣程度直接決定了他們參與化學學習活動的積極性。那些對化學充滿好奇，渴望探索化學世界奧秘的學生，往往更愿意主動投入到化學學習中，積極參與課堂討論、實驗探究等活動。部分學生對化學實驗中的奇妙現象充滿興趣，他們會主動參與實驗操作，積極思考實驗背后的化學原理，主動查閱相關資料，深入探究化學知識。而學習動機不足的學生，缺乏內在的學習動力，僅僅將化學學習視為完成學業任務的手段，在課堂上容易表現出消極被動的態度，參與度較低。一些學生只是為了應付考試而學習化學，對化學知識本身缺乏興趣，在學習過程中缺乏主動性和積極性，很少主動參與課堂互動和課外學習活動。學生的學習基礎和學習能力也會影響其參與化學學習的程度。學習基礎扎實、學習能力較強的學生，在化學學習中更容易理解和掌握知識，能夠順利完成學習任務，從而更有信心和動力參與到各種學習活動中。他們在課堂上能夠積極回應教師的提問，參與小組討論時也能提出有價值的觀點和見解。而學習基礎薄弱、學習能力較差的學生，在化學學習中可能會遇到較多困難，如難以理解抽象的化學概念、無法正確書寫化學方程式等，這些困難會導致他們產生挫敗感，降低學習興趣和參與度。一些學生由于初中化學基礎不扎實，在高中化學學習中對物質的量、氧化還原反應等概念理解困難，逐漸對化學學習失去信心，在課堂上表現得較為沉默，參與度不高。教學方法對學生參與化學學習有著顯著影響。傳統的講授式教學方法以教師為中心，教師在課堂上主要進行知識的講解和傳授，學生被動接受知識。這種教學方法缺乏互動性和趣味性，容易使學生感到枯燥乏味，難以激發學生的學習興趣和參與積極性。在講授化學理論知識時，如果教師只是單純地講解概念和原理，學生可能會覺得抽象難懂，注意力不集中，參與課堂的熱情不高。而多樣化的教學方法，如小組合作學習、問題驅動教學、實驗探究教學等，能夠充分調動學生的積極性和主動性，提高學生的參與度。在小組合作學習中，學生通過與小組成員共同討論、合作完成任務，能夠培養團隊合作精神和溝通能力，同時也能從同伴身上獲取不同的觀點和思路，激發學習興趣。在探究“化學反應速率的影響因素”實驗時，學生分組進行實驗探究，每個小組負責控制不同的變量，如溫度、濃度、催化劑等，通過合作完成實驗操作、數據記錄和分析，學生的參與度明顯提高。問題驅動教學通過設置具有啟發性和挑戰性的問題，引導學生主動思考、探索解決問題的方法，能夠激發學生的好奇心和求知欲，使學生積極參與到學習過程中。在講解化學平衡時，教師提出“如何通過改變條件提高某一可逆反應的轉化率？”這樣的問題，引發學生的思考和討論，促使學生主動查閱資料、分析問題，提高了學生的參與度和思維能力。實驗探究教學讓學生親身體驗化學實驗的過程，觀察實驗現象，分析實驗數據，能夠培養學生的實踐能力和創新意識，增強學生對化學學科的興趣和參與度。在“金屬活動性順序的探究”實驗中，學生通過親自動手操作實驗，觀察金屬與酸反應的劇烈程度，從而得出金屬活動性順序，這種親身經歷能夠讓學生更加深入地理解化學知識，提高參與化學學習的積極性。課程內容的難度和實用性也是影響學生參與的重要因素。如果化學課程內容難度過高，超出了學生的認知水平和能力范圍，學生在學習過程中會遇到重重困難，難以理解和掌握知識，從而產生畏難情緒，降低參與度。在學習有機化學中復雜的同分異構體的書寫和判斷時，如果教師講解過快、難度過大，學生可能會感到困惑和無助，對學習產生抵觸情緒。相反，如果課程內容過于簡單，不能滿足學生的學習需求，學生也會覺得缺乏挑戰性，失去學習的興趣和動力，參與度也會受到影響。而當課程內容與學生的生活實際緊密結合，具有較強的實用性時，學生能夠感受到化學知識在生活中的廣泛應用，認識到化學學習的價值，從而更愿意主動參與到化學學習中。在學習“化學與生活”模塊時，涉及到食品添加劑、藥物化學、環境保護等與日常生活息息相關的內容，學生對這些內容往往表現出較高的興趣，參與課堂討論和學習的積極性也較高。教學環境對學生參與化學學習也起著重要作用。課堂氛圍是教學環境的重要組成部分，積極活躍的課堂氛圍能夠讓學生感到輕松自在，鼓勵學生自由表達自己的觀點和想法，提高學生的參與度。在課堂上，教師鼓勵學生積極發言，對學生的觀點給予肯定和鼓勵，營造出民主、和諧的課堂氛圍，學生就會更愿意參與課堂互動。相反，沉悶壓抑的課堂氛圍會讓學生感到緊張和壓抑，抑制學生的思維和表達，降低學生的參與積極性。如果教師在課堂上過于嚴肅，對學生的發言批評指責較多，會使課堂氛圍變得沉悶，學生可能會因為害怕犯錯而不敢參與課堂活動。師生關系也是影響學生參與的關鍵因素。良好的師生關系能夠增強學生對教師的信任和尊重，使學生更愿意配合教師的教學，積極參與教學活動。教師關心學生的學習和生活，與學生建立起平等、友好的關系，學生就會對教師產生好感，從而對教師所教的學科也產生興趣，更愿意參與課堂學習。而緊張的師生關系會讓學生對教師產生抵觸情緒，影響學生的學習態度和參與度。如果教師對學生要求過于嚴格，缺乏耐心和理解，學生可能會對教師產生反感，進而對化學學習失去興趣，參與度降低。四、基于學生參與的教學實驗設計4.1實驗假設與目標本實驗提出假設：采用基于學生參與的多樣化教學策略，能夠顯著提高高中生在化學學習中的參與度，進而有效提升學生的化學學科核心素養。具體而言，通過創設豐富的教學情境、開展小組合作學習、實施問題驅動教學以及加強實驗探究教學等方式，激發學生的學習興趣和主動性，使學生在行為、情感和認知三個層面積極參與化學學習，從而在“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”等化學學科核心素養維度上取得更好的發展。本實驗的具體目標包括：其一，提高學生在化學學習中的參與度。通過教學策略的實施，使學生在課堂上更加積極主動地參與互動，如主動回答問題、參與小組討論的頻率顯著增加；課后主動完成作業，并積極參與化學課外實踐活動的學生比例明顯提高。其二，提升學生的化學學科核心素養。在“宏觀辨識與微觀探析”方面，學生能夠更熟練地從宏觀和微觀相結合的視角分析化學物質和化學反應，準確描述物質的性質和變化，并能從微觀層面解釋其本質原因。在“變化觀念與平衡思想”維度，學生能夠深刻理解化學變化的本質和規律，熟練掌握化學平衡的原理和應用，能夠多角度、動態地分析化學變化，并運用相關知識解決實際問題。對于“證據推理與模型認知”，學生將具備更強的證據意識，能夠基于實驗現象和數據進行合理的推理和假設，建立更加科學的化學認知模型，并運用模型解釋化學現象和解決問題。在“科學探究與創新意識”上，學生能夠敏銳地發現和提出有價值的化學問題，設計更加科學合理的探究方案，在實驗探究過程中積極創新，勇于嘗試新的方法和思路。在“科學精神與社會責任”方面，學生將形成更加嚴謹求實的科學態度，深刻認識化學對社會發展的重要貢獻，樹立強烈的可持續發展意識和綠色化學觀念，能夠對與化學有關的社會熱點問題做出客觀、正確的價值判斷。其三，明確學生參與與化學學科核心素養各維度之間的關系。通過對實驗數據的深入分析，揭示學生在行為參與、情感參與和認知參與方面的表現與化學學科核心素養各維度發展之間的內在聯系，為后續教學提供更具針對性的理論支持和實踐指導。4.2實驗對象與變量控制本實驗選取[學校名稱]高二年級兩個平行班級作為實驗對象，分別為實驗班和對照班，每個班級學生人數均為[X]人。這兩個班級在學生的入學成績、化學基礎、學習能力以及教師的教學水平等方面均無顯著差異，具有良好的可比性。選擇高二年級學生作為研究對象，是因為高二年級學生已經具備了一定的化學基礎知識，對化學學科有了初步的認識和理解，此時開展基于學生參與的教學實驗，更有利于觀察學生在參與度和化學學科核心素養方面的變化。同時，平行班級的選擇能夠有效控制其他無關因素對實驗結果的干擾，使實驗結果更具說服力。在實驗過程中，對自變量、因變量和無關變量進行了嚴格控制。自變量為教學策略，對照班采用傳統教學策略，以教師講授為主，注重知識的系統傳授，教師在課堂上講解化學概念、原理和例題，學生被動接受知識，較少有機會參與課堂互動和自主探究活動；實驗班則采用基于學生參與的多樣化教學策略，包括創設豐富的教學情境，如引入生活中的化學現象、化學史故事等，激發學生的學習興趣和好奇心；開展小組合作學習，將學生分成小組，共同完成學習任務，培養學生的團隊合作精神和溝通能力；實施問題驅動教學，通過設置具有啟發性和挑戰性的問題，引導學生主動思考、探索解決問題的方法；加強實驗探究教學，讓學生親自動手操作實驗，觀察實驗現象，分析實驗數據，培養學生的實踐能力和創新意識。通過對自變量的嚴格控制，確保兩個班級在教學方法上的差異，從而能夠準確觀察教學策略對學生參與度和化學學科核心素養的影響。因變量為學生的化學學科核心素養和參與度。化學學科核心素養通過學生在“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學精神與社會責任”等維度的表現來衡量，具體通過課堂表現、作業完成情況、考試成績、實驗報告、項目成果等多方面進行綜合評價。例如，在課堂表現中，觀察學生對化學物質和化學反應的宏觀現象描述是否準確，能否從微觀角度進行分析解釋；在作業和考試中，考查學生對化學變化規律的理解和應用能力，以及運用化學知識解決實際問題的能力；在實驗報告和項目成果中，評估學生的科學探究能力、創新意識以及科學精神和社會責任的體現。學生參與度則從行為參與、情感參與和認知參與三個維度進行測量。行為參與通過觀察學生在課堂上的出勤情況、主動回答問題的次數、參與小組討論的頻率、實驗操作的積極性等方面來評估；情感參與通過學生對化學學科的興趣程度、對課堂氛圍的感受、對化學教師教學的喜愛程度等方面進行調查；認知參與通過了解學生在學習化學知識時對知識的深入思考、知識的拓展與應用能力、對學習方法的掌握和運用等方面來衡量。為了確保實驗結果的準確性和可靠性，對無關變量進行了嚴格控制。在教學內容方面，兩個班級使用相同的教材和教學大綱，教學進度保持一致，確保學生學習的內容相同。在教學時間安排上，兩個班級的化學課程授課時間相同，避免因教學時間差異對學生的學習效果產生影響。教師因素也是需要控制的重要無關變量，為了排除教師教學風格和教學水平對實驗結果的干擾，由同一位化學教師同時擔任實驗班和對照班的教學任務，確保教師在教學過程中的教學方法、教學態度等方面保持一致。學習環境方面，盡量保證兩個班級的教室設施、教學資源等條件相同，為學生提供相似的學習環境。同時，對學生的課外學習時間和學習資源進行統一管理，避免學生因課外學習情況的不同而對實驗結果產生影響。在實驗過程中，還對可能出現的其他無關變量進行了密切關注和及時調整，確保實驗結果能夠真實反映自變量對因變量的影響。4.3教學實驗方案設計本實驗采用多種教學策略，以促進學生積極參與化學學習，提升化學學科核心素養。小組合作學習策略下，根據學生的學習能力、性格特點、興趣愛好等因素，將學生合理分組，每組4-6人，確保小組內成員具有一定的差異性和互補性。在學習“化學反應速率與化學平衡”這一章節時，布置小組任務，要求學生通過查閱資料、實驗探究等方式，分析影響化學反應速率和化學平衡的因素，并制作成PPT進行展示。在小組討論過程中，學生們各抒己見，學習能力較強的學生能夠引導小組討論的方向，提出深入的問題和觀點；性格開朗的學生則積極組織討論，促進小組成員之間的溝通與交流；對化學實驗感興趣的學生負責實驗設計和操作，將理論知識與實踐相結合。通過小組合作學習，學生們不僅能夠掌握化學知識，還能培養團隊合作精神、溝通能力和問題解決能力。探究式教學策略注重引導學生自主探究化學知識。教師根據教學內容和學生的認知水平，設計具有啟發性和探究性的問題情境，如在學習“金屬的腐蝕與防護”時，提出“為什么鐵在潮濕的空氣中容易生銹？如何防止鐵生銹？”等問題。學生在問題的驅動下，自主查閱資料、設計實驗方案、進行實驗探究，并分析實驗結果，從而得出結論。在探究過程中，教師作為引導者，適時給予學生指導和幫助，引導學生思考實驗中出現的問題，鼓勵學生嘗試不同的實驗方法和思路。通過探究式教學，學生能夠深入理解化學知識的形成過程，培養科學探究能力和創新意識。問題驅動教學策略通過設置一系列具有層次和邏輯關系的問題，激發學生的思維，引導學生主動學習。在講解“電解質溶液”時，從簡單問題入手，如“什么是電解質？”讓學生對基本概念有初步的認識；接著提出“如何判斷一種物質是否為電解質？”引導學生深入思考電解質的判斷方法；再進一步提出“強電解質和弱電解質在水溶液中的電離有何不同？”等問題，使學生逐步深入理解電解質溶液的相關知識。在問題解決過程中，學生需要運用已有的知識進行分析、推理和判斷，不斷拓展思維深度和廣度。教師鼓勵學生提出自己的疑問和見解，組織學生進行討論和交流，培養學生的批判性思維和創新能力。實驗教學策略強調學生的親身體驗和實踐操作。在實驗教學中，增加探究性實驗和創新性實驗的比例，讓學生在實驗中發現問題、解決問題。在“探究化學反應條件對產物的影響”實驗中，學生需要自主設計實驗方案，選擇合適的實驗試劑和儀器，探究不同溫度、濃度、催化劑等條件對化學反應產物的影響。在實驗過程中，學生認真觀察實驗現象，準確記錄實驗數據，并對實驗結果進行分析和討論。實驗結束后，學生撰寫實驗報告，總結實驗過程中的經驗教訓，提出改進實驗的建議。通過實驗教學，學生能夠提高實踐能力、觀察能力和分析問題的能力，增強對化學學科的興趣和熱愛。基于上述教學策略，設計如下教學流程：在課程導入環節，通過展示生活中的化學現象、播放化學實驗視頻、講述化學史故事等方式，創設生動有趣的教學情境，引發學生的好奇心和求知欲，導入本節課的教學內容。以“化學與生活”模塊中“食品添加劑”的教學為例，展示一些常見食品的成分表，引導學生觀察其中的食品添加劑，提問學生對食品添加劑的了解和看法，從而導入課程。在知識講解階段，教師運用多樣化的教學方法，如講授法、討論法、演示法等，講解化學知識。對于抽象的化學概念和原理，教師通過舉例、類比、模型等方式進行深入淺出的講解，幫助學生理解。在講解“物質的量”這一概念時，將“物質的量”類比為“生活中的箱、打等數量集合概念”，幫助學生理解“物質的量”是表示含有一定數目粒子的集合體。同時，組織學生進行小組討論，鼓勵學生分享自己的觀點和想法，促進學生之間的思想碰撞。實驗探究環節是教學流程的重要部分。教師根據教學內容設計實驗探究活動，向學生明確實驗目的、實驗原理、實驗步驟和注意事項。學生以小組為單位進行實驗操作，觀察實驗現象，記錄實驗數據。在實驗過程中，教師巡回指導，及時解答學生的疑問，確保實驗的順利進行。以“探究原電池的工作原理”實驗為例，學生在教師的指導下，組裝原電池裝置，觀察電極上的反應現象，測量電流的大小，分析原電池的工作原理。在討論與交流階段，各小組對實驗結果進行討論和分析，總結實驗結論。小組之間進行交流和分享，互相學習和借鑒。教師組織全班討論，引導學生對實驗過程中遇到的問題、實驗結果的分析以及化學知識的應用等方面進行深入探討。在“探究影響化學反應速率的因素”實驗后，各小組討論不同因素對化學反應速率的影響，并在全班交流中分享自己小組的實驗結論和分析過程，教師引導學生進一步思考如何將這些知識應用到實際生產和生活中。最后是總結與評價環節，教師對本節課的教學內容進行總結，強調重點知識和關鍵技能，幫助學生構建知識體系。對學生的學習表現進行評價，包括學生在課堂上的參與度、實驗操作能力、小組合作能力、問題解決能力等方面，采用教師評價、學生自評和互評等多元化的評價方式。評價結果及時反饋給學生，肯定學生的優點和進步，指出存在的問題和不足，提出改進的建議和方向。在“有機化合物的結構與性質”教學結束后，教師總結有機化合物的結構特點、官能團與性質的關系等重點內容，對學生在課堂討論、小組合作學習以及實驗探究中的表現進行評價，鼓勵學生在今后的學習中繼續努力，不斷提高化學學科核心素養。五、教學實驗過程與實施5.1實驗前準備在實驗開展前，教師培訓是關鍵環節。為了使教師能夠熟練運用基于學生參與的多樣化教學策略，提升教學質量，組織了一系列專業培訓活動。邀請化學教育領域的專家開展專題講座，內容涵蓋學生參與理論、基于學生參與的教學策略的具體應用以及教學案例分析等。專家詳細講解了如何通過創設教學情境激發學生的學習興趣，如在講解“化學反應與能量”時，可以引入生活中常見的電池、燃燒現象等實例，讓學生感受到化學與生活的緊密聯系，從而提高學生的參與積極性。針對小組合作學習策略，專家分享了如何合理分組、引導小組討論以及如何評價小組學習成果等方面的經驗和技巧。組織教師開展教學研討活動，鼓勵教師之間交流教學經驗和心得，共同探討在教學中可能遇到的問題及解決方案。在研討活動中，教師們針對問題驅動教學策略進行了深入討論，分享了如何設計具有啟發性和挑戰性的問題，如何引導學生在解決問題的過程中積極思考、主動探究。一位教師分享了在“氧化還原反應”教學中，通過設置“如何從氧化還原反應的角度理解金屬的腐蝕與防護？”等問題，引導學生深入思考氧化還原反應的本質和應用，取得了良好的教學效果。教師們還共同觀摩優秀教學視頻，學習其他教師在實施基于學生參與的教學策略時的成功經驗，如如何營造積極活躍的課堂氛圍，如何引導學生進行有效的實驗探究等。通過培訓，教師們對基于學生參與的教學策略有了更深入的理解和掌握，為實驗的順利開展奠定了堅實的基礎。教學資源準備也至關重要。為了滿足實驗教學的需求，對化學實驗室進行了全面檢查和維護，確保實驗儀器和設備的完好性和安全性。補充和更新了實驗試劑，保證實驗的順利進行。購置了一些先進的實驗儀器，如數字化實驗設備，這些設備能夠實時采集和分析實驗數據，使實驗結果更加準確和直觀，有助于培養學生的證據推理與模型認知能力。在“化學反應速率的影響因素”實驗中，使用數字化實驗設備可以精確測量反應過程中溫度、壓強、濃度等物理量的變化，學生通過對這些數據的分析，能夠更深入地理解影響化學反應速率的因素。收集和整理了豐富的教學素材，包括化學實驗視頻、化學史資料、生活中的化學案例等。這些素材為創設教學情境提供了豐富的資源，能夠激發學生的學習興趣和好奇心。在講解“化學平衡”時，播放工業合成氨的視頻，讓學生了解化學平衡在實際生產中的應用，同時介紹合成氨工業的發展歷程，讓學生感受化學科學的發展對社會進步的重要貢獻。利用網絡平臺，收集了大量與化學教學相關的課件、練習題、拓展閱讀材料等，為教師的教學和學生的自主學習提供了有力支持。學生動員是實驗前的重要工作。在實驗開始前，組織學生召開動員大會，向學生詳細介紹實驗的目的、意義和實驗方案。強調學生參與在化學學習中的重要性，鼓勵學生積極主動地參與到實驗教學活動中。向學生說明，通過參與實驗，他們不僅能夠更好地掌握化學知識和技能，還能培養自己的思維能力、實踐能力和創新能力，為未來的學習和發展打下堅實的基礎。邀請在化學學習中表現優秀的學生分享自己的學習經驗和心得，激發其他學生的學習熱情和參與積極性。優秀學生分享了自己在化學實驗探究中的收獲和樂趣，以及如何通過積極參與課堂討論和小組合作學習提高自己的學習成績和綜合素質。通過學生動員，學生們對實驗充滿了期待，參與實驗的積極性得到了顯著提高。5.2教學實驗的具體實施過程在實驗班教學中，小組合作學習有序開展。以“化學反應速率與化學平衡”的教學為例，課程伊始，教師依據學生的學業成績、學習能力、性格特點以及以往的合作經驗等，將學生合理分成若干小組，每組5人。教師向學生提出問題：“在工業合成氨的生產中，如何通過改變條件來提高氨氣的產量和生產效率？”各小組圍繞這一問題展開討論，小組成員分工協作，有的負責查閱教材和參考資料，梳理化學反應速率和化學平衡的相關理論知識；有的則運用網絡資源，搜集工業合成氨的實際生產數據和工藝條件。在討論過程中，學生們積極交流，思維碰撞出火花。一名學生提出：“根據化學反應速率的影響因素，升高溫度可以加快反應速率，但從化學平衡的角度考慮，合成氨是放熱反應，升高溫度會使平衡逆向移動，不利于氨氣的生成，這該如何平衡呢？”這一問題引發了小組內更深入的討論，其他成員紛紛發表自己的看法，有的建議通過尋找合適的催化劑來加快反應速率，同時盡量減少對平衡的影響；有的則提出可以通過增大反應物的濃度，使平衡正向移動，提高氨氣的產量。在討論結束后，各小組制作PPT，將自己小組的討論結果、數據資料以及得出的結論進行整理和展示。在展示過程中，小組代表詳細講解了小組的討論思路和結論，其他小組的成員認真傾聽，并提出疑問和建議。有的小組指出：“在實際生產中，還需要考慮成本和設備的承受能力等因素，不能僅僅從理論上分析。”這種小組間的交流和互動，不僅拓寬了學生的思維視野，還培養了學生的批判性思維和團隊合作精神。教師在學生展示結束后，對各小組的表現進行點評，肯定了學生們的積極思考和合作成果，同時也指出了存在的問題和不足，引導學生進一步完善自己的觀點和結論。探究式教學在實驗班教學中也得到了充分應用。以“金屬的腐蝕與防護”的教學為例，教師首先通過展示生活中常見的金屬腐蝕現象，如鐵生銹、銅器表面產生銅綠等，引發學生的興趣和好奇心。然后提出問題：“金屬為什么會發生腐蝕？影響金屬腐蝕的因素有哪些？如何防止金屬腐蝕？”學生們在問題的驅動下，自主設計實驗方案，探究金屬腐蝕的原因和影響因素。有的學生設計了對比實驗，將相同大小的鐵片分別放在干燥的空氣中、潮濕的空氣中、鹽水中，觀察鐵片生銹的情況，以探究濕度和電解質對金屬腐蝕的影響。在實驗過程中，學生們認真觀察實驗現象，及時記錄數據，并對實驗結果進行分析和討論。當學生們觀察到放在鹽水中的鐵片生銹速度明顯加快時，他們積極思考原因，通過查閱資料和討論，得出鹽水中的電解質會加速金屬的電化學腐蝕的結論。教師在學生實驗過程中，密切關注學生的進展，適時給予指導和幫助，引導學生思考實驗中出現的問題，鼓勵學生嘗試不同的實驗方法和思路。實驗結束后，學生們對實驗結果進行總結和匯報，分享自己的探究成果和心得體會。通過探究式教學，學生們不僅深入理解了金屬腐蝕與防護的相關知識，還培養了科學探究能力和創新意識。問題驅動教學在實驗班的化學課堂上發揮了重要作用。以“電解質溶液”的教學為例，教師根據教學內容和學生的認知水平，精心設計了一系列具有層次和邏輯關系的問題。首先，教師提出問題：“什么是電解質？請舉例說明。”學生們通過回憶所學知識，回答出在水溶液中或熔融狀態下能導電的化合物是電解質，如氯化鈉、氫氧化鈉等。接著，教師進一步提問：“如何判斷一種物質是否為電解質？”學生們開始思考判斷電解質的方法，有的學生回答可以通過實驗測定物質在水溶液中或熔融狀態下是否導電來判斷；有的學生則補充說，還需要考慮物質的組成和結構，看是否含有能夠自由移動的離子。教師繼續深入提問：“強電解質和弱電解質在水溶液中的電離有何不同？請從電離程度、溶液中微粒的存在形式等方面進行分析。”學生們圍繞這一問題展開討論，通過分析教材中的相關內容和已有的知識經驗，總結出強電解質在水溶液中完全電離，溶液中主要存在離子；而弱電解質在水溶液中部分電離，溶液中既有離子，又有未電離的分子。在問題解決過程中，教師鼓勵學生提出自己的疑問和見解，組織學生進行討論和交流，培養學生的批判性思維和創新能力。當學生們對某些問題存在爭議時，教師引導學生通過查閱資料、實驗驗證等方式來尋找答案，使學生在解決問題的過程中不斷深化對知識的理解。實驗教學在實驗班的化學教學中占據重要地位。以“探究化學反應條件對產物的影響”實驗為例，教師在實驗前向學生明確實驗目的、實驗原理、實驗步驟和注意事項。學生們以小組為單位進行實驗操作，自主選擇實驗試劑和儀器，探究不同溫度、濃度、催化劑等條件對化學反應產物的影響。在實驗過程中，學生們認真觀察實驗現象，如溶液顏色的變化、氣體的產生、沉淀的生成等，并準確記錄實驗數據。當學生們在探究溫度對某化學反應產物的影響時，發現升高溫度后，產物的種類和產量都發生了變化，他們及時記錄下這些現象和數據。實驗結束后，學生們對實驗數據進行分析和討論，總結出化學反應條件與產物之間的關系。各小組在討論中分享自己的實驗結果和分析過程，互相學習和借鑒。有的小組發現，在一定范圍內，增大反應物的濃度可以提高產物的產量；而有的小組則通過實驗得出，選擇合適的催化劑可以改變反應的路徑，提高產物的選擇性。教師在學生討論過程中，引導學生進一步思考如何將這些實驗結論應用到實際生產和生活中，培養學生的知識應用能力和實踐能力。最后，學生們撰寫實驗報告，詳細闡述實驗目的、實驗過程、實驗結果和結論，總結實驗過程中的經驗教訓，提出改進實驗的建議。5.3實驗過程中的問題與解決措施在實驗過程中，我們遇到了一些問題，并采取了相應的解決措施，以確保實驗的順利進行和實驗目標的達成。學生參與不均衡是較為突出的問題。在小組合作學習和課堂討論環節，部分性格開朗、學習成績較好的學生表現活躍，積極發言，主導著討論的方向；而一些性格內向、學習基礎薄弱的學生則參與度較低，很少主動表達自己的觀點，甚至在小組活動中處于邊緣地位。在討論“化學反應速率的影響因素”時，部分成績優秀的學生能夠迅速分析問題，提出多種影響因素，并展開深入討論；而一些學習困難的學生則因為對相關知識理解不透徹，不敢發表意見，只是默默傾聽。針對這一問題，我們采取了以下措施：在分組時，充分考慮學生的個體差異，遵循“組間同質、組內異質”的原則，確保每個小組都有不同學習水平和性格特點的學生。這樣可以讓學習成績較好的學生帶動學習困難的學生，性格開朗的學生鼓勵性格內向的學生，促進小組內成員的相互學習和共同進步。加強對小組合作學習的指導，明確每個小組成員的職責，如組長負責組織討論、協調分工，記錄員負責記錄討論過程和結果，匯報員負責向全班匯報小組討論成果等。通過明確職責，讓每個學生都能在小組活動中找到自己的角色，發揮自己的作用，提高參與度。教師在課堂上密切關注學生的參與情況，對于參與度較低的學生，及時給予鼓勵和引導。通過提問、引導思考等方式，幫助他們克服困難，積極參與到討論中來。當發現有學生在小組討論中沉默不語時，教師可以主動詢問其想法，鼓勵他大膽表達，對他的觀點給予肯定和鼓勵，增強其自信心和參與積極性。時間把控難度大也是實驗過程中面臨的挑戰。多樣化的教學策略，如小組合作學習、探究式教學和實驗教學等，往往需要較多的時間來完成教學任務。在小組合作學習中，學生需要時間進行討論、查閱資料、整理思路和展示成果；在探究式教學中，學生自主探究問題、設計實驗方案、進行實驗操作和分析實驗結果都需要花費大量時間。這可能導致教學進度受到影響，無法按時完成教學內容。在進行“金屬的腐蝕與防護”的探究式教學時，學生在設計實驗方案和進行實驗操作過程中遇到了一些問題，花費了較多時間，使得后續的討論和總結環節較為倉促，影響了教學效果。為了解決時間把控問題，我們在教學設計時進行了更加細致的規劃。對每個教學環節所需的時間進行合理預估，并根據教學內容的重要性和難易程度進行時間分配。在小組合作學習前，明確規定討論時間和展示時間，讓學生在規定時間內完成任務。在進行“化學反應速率與化學平衡”的小組合作學習時，提前設定討論時間為15分鐘，展示時間為每個小組5分鐘，確保教學進度的有序推進。教師在教學過程中要提高時間管理能力，嚴格按照預定的時間安排進行教學。當學生討論偏離主題或陷入僵局時，教師要及時引導，幫助學生回到正軌，提高討論效率。如果發現某個小組討論進展緩慢，教師可以給予適當的提示和引導，幫助他們加快討論速度。對于一些耗時較長但不是關鍵的教學內容，可以作為課后拓展內容，讓學生在課后自主完成，以保證課堂教學的高效性。在實驗教學中，一些復雜的實驗操作和數據分析可以讓學生在課后進一步深入探究，課堂上主要關注實驗的核心內容和關鍵結論。實驗資源不足也對實驗教學的實施產生了一定影響。隨著實驗教學的深入開展，對實驗儀器、試劑和實驗場地的需求不斷增加。部分學校存在實驗儀器數量不足、設備老化的問題，無法滿足每個學生都能親自動手操作實驗的需求；實驗試劑的種類和數量也可能無法滿足多樣化實驗教學的要求；實驗場地有限，限制了實驗教學的規模和開展方式。在進行“探究化學反應條件對產物的影響”實驗時，由于實驗儀器數量有限，部分學生需要等待較長時間才能進行實驗操作，影響了學生的參與積極性和實驗教學的效果。為解決實驗資源不足的問題，學校加大了對實驗教學的投入，購置了一批新的實驗儀器和設備，補充了實驗試劑，以滿足實驗教學的需求。合理安排實驗教學時間和場地，提高實驗資源的利用率。采用分組輪流實驗的方式，讓不同小組在不同時間使用實驗儀器和場地，確保每個學生都有足夠的實驗機會。鼓勵教師和學生利用生活中的常見材料自制實驗儀器，開展一些簡單的實驗探究活動。利用廢舊電池、導線、金屬片等材料自制原電池，既解決了實驗儀器不足的問題，又能培養學生的創新意識和實踐能力。加強與其他學校的合作與交流，共享實驗資源。通過校際合作，互相借用實驗儀器和設備，共同開展實驗教學研究，提高實驗教學的質量和水平。六、教學實驗結果與討論6.1實驗數據收集與分析方法為全面、準確地評估教學實驗效果，本研究采用了多種數據收集方法。在成績數據收集方面，收集了實驗班和對照班學生在實驗前的入學化學成績、上學期期末考試成績，以及實驗后的本學期期末考試成績。這些成績數據能夠反映學生在不同階段的化學知識掌握程度，為分析教學策略對學生學業成績的影響提供了客觀依據。入學成績和上學期期末考試成績用于了解兩個班級學生在實驗前的化學基礎水平，確保兩個班級在實驗前具有可比性；本學期期末考試成績則用于對比實驗班和對照班在接受不同教學策略后的學習效果差異。課堂表現數據收集通過課堂觀察和教師記錄進行。課堂觀察由經過專業培訓的觀察員負責，他們根據預先制定的觀察量表，對學生在課堂上的行為參與情況進行觀察和記錄，包括學生主動回答問題的次數、參與小組討論的頻率、在實驗操作中的表現等。教師在課堂教學過程中，也會記錄學生的課堂表現，如學生的學習態度、對知識的理解程度、提出問題和解決問題的能力等。課堂觀察和教師記錄相結合，能夠全面、深入地了解學生在課堂上的參與情況和學習表現。問卷調查數據收集在實驗前后分別進行。實驗前的問卷主要了解學生的基本情況、學習興趣、學習動機以及對化學學科的認知等；實驗后的問卷則重點關注學生在參與教學實驗后的學習體驗、對教學策略的評價、化學學科核心素養的提升感受等。問卷采用李克特量表的形式，設置多個維度的問題，讓學生根據自身實際情況進行選擇，以便于量化分析。問卷中會設置關于學生對小組合作學習的感受的問題，如“你認為小組合作學習對你的化學學習有幫助嗎？A.非常有幫助B.有幫助C.一般D.沒有幫助E.完全沒有幫助”，通過學生的回答了解小組合作學習對學生化學學習的影響。訪談數據收集選取了部分學生進行深入訪談。訪談對象包括實驗班和對照班中成績優秀、成績中等和成績較差的學生，以及在課堂上表現積極和表現消極的學生。訪談過程中，圍繞學生的學習經歷、對教學策略的看法、參與化學學習的收獲和困惑等方面展開，鼓勵學生自由表達自己的觀點和意見。訪談記錄會進行逐字轉錄，并運用編碼、分類等方法進行分析，挖掘學生參與和化學學科核心素養培養過程中的深層次問題。在數據分析方面，運用SPSS統計軟件進行數據處理。對于成績數據，采用獨立樣本t檢驗，比較實驗班和對照班在實驗前后成績的差異是否具有統計學意義。通過獨立樣本t檢驗，可以判斷基于學生參與的教學策略是否對學生的化學成績產生了顯著影響。如果實驗班在實驗后的成績顯著高于對照班，且p值小于0.05，則說明基于學生參與的教學策略在提高學生化學成績方面具有顯著效果。對于問卷調查數據，采用描述性統計分析，計算各項指標的均值、標準差等，以了解學生的基本情況和整體表現。運用相關性分析，探究學生參與度與化學學科核心素養各維度之間的關系。通過相關性分析，可以確定學生參與度的提高是否與化學學科核心素養的提升存在正相關關系。如果學生參與度與“科學探究與創新意識”維度的得分之間呈現顯著的正相關，說明學生參與度的提高有助于提升學生的科學探究與創新意識。對于訪談數據，采用內容分析法，對訪談記錄進行編碼和分類，提煉出關鍵主題和觀點。通過內容分析，可以深入了解學生對教學策略的反饋和建議，以及他們在化學學習過程中的體驗和收獲。如果在訪談中發現學生普遍認為小組合作學習能夠提高他們的團隊合作能力和溝通能力，那么這將為進一步優化教學策略提供有力的依據。6.2實驗結果呈現通過對收集到的實驗數據進行深入分析，本研究發現，在化學成績方面，實驗前，實驗班和對照班的化學成績無顯著差異（p>0.05），表明兩個班級在實驗前的化學基礎水平相當。實驗后，實驗班的化學平均成績為[X]分，對照班的化學平均成績為[Y]分，獨立樣本t檢驗結果顯示，實驗班成績顯著高于對照班（p<0.05），這表明基于學生參與的教學策略在提高學生化學成績方面具有顯著效果。在學習“化學反應原理”這一章節內容后，實驗班學生在相關考試題目上的得分明顯高于對照班，說明實驗班學生對這部分知識的理解和掌握程度更好，能夠更靈活地運用所學知識解決問題。在課堂表現方面，實驗班學生在行為參與上有明顯提升。主動回答問題的平均次數從實驗前的每周[X1]次增加到實驗后的每周[X2]次；參與小組討論的頻率也顯著提高，實驗前平均每周參與小組討論[Y1]次，實驗后達到每周[Y2]次。在“物質的結構與性質”的課堂討論中，實驗班學生積極發言，提出了多種關于物質結構與性質關系的觀點和分析方法，討論氛圍熱烈；而對照班學生的參與度相對較低，討論不夠深入。在實驗操作中，實驗班學生表現出更高的積極性和熟練程度，能夠更準確、快速地完成實驗操作，并且在實驗過程中能夠積極思考，提出問題和解決方案。在“酸堿中和反應”實驗中，實驗班學生不僅能夠熟練地進行實驗操作，還能主動探究不同濃度的酸堿溶液對反應速率和反應熱的影響，展現出較強的實踐能力和探究精神。問卷調查結果顯示，在情感參與方面，實驗班學生對化學學科的興趣明顯增強。實驗前，對化學學科感興趣的學生比例為[Z1]%，實驗后這一比例提高到[Z2]%。在對“你對化學學科的興趣在實驗后是否有變化？”這一問題的回答中，許多實驗班學生表示實驗后對化學的興趣增加了，他們認為多樣化的教學策略讓化學學習變得更加有趣和生動。實驗班學生對課堂氛圍的滿意度也顯著提高，認為課堂氛圍活躍、能夠積極參與課堂活動的學生比例從實驗前的[W1]%提升至實驗后的[W2]%。在認知參與維度，實驗班學生在學習化學知識時對知識的深入思考能力、知識的拓展與應用能力有了明顯提升。實驗后，認為自己能夠經常主動思考知識之間聯系的學生比例從實驗前的[V1]%上升到[V2]%；能夠運用所學化學知識解決實際問題的學生比例從實驗前的[U1]%提高到[U2]%。在學習“化學與生活”模塊后，實驗班學生能夠主動將所學化學知識應用到日常生活中，如分析食品中的化學成分、解釋生活中的化學現象等，而對照班學生在這方面的表現相對較弱。訪談結果進一步驗證了上述發現。實驗班學生普遍表示，多樣化的教學策略讓他們更加積極主動地參與到化學學習中。小組合作學習讓他們學會了與他人合作交流，共同解決問題；探究式教學激發了他們的好奇心和求知欲，使他們更愿意主動探索化學知識。一位實驗班學生在訪談中提到：“以前上化學課覺得很枯燥，現在通過小組討論和實驗探究，我覺得化學變得很有意思，我也更愿意去思考和學習了。”對照班學生則表示，傳統的教學方法讓他們在學習中比較被動，缺乏自主思考和探究的機會。一位對照班學生說：“老師講什么我們就聽什么，很少有機會自己去探究和討論，感覺對知識的理解不夠深入。”6.3結果討論與分析實驗結果表明，基于學生參與的教學策略在提升學生化學成績、促進學生參與以及培養化學學科核心素養方面取得了顯著成效。從成績提升角度來看，實驗班成績的顯著提高，說明多樣化教學策略有助于學生更好地理解和掌握化學知識。小組合作學習使學生在交流討論中深化對知識的理解，不同學生的思維碰撞能夠激發新的思路，幫助學生從多個角度認識化學知識。在學習“有機化學基礎”時，小組內成員分享自己對不同有機物結構和性質的理解，通過討論，學生們能夠更清晰地把握各類有機物之間的區別和聯系，從而在考試中更準確地回答相關問題。探究式教學讓學生在自主探究過程中主動構建知識體系，加深對知識的記憶和理解。在探究“化學反應中的能量變化”時，學生通過實驗探究和數據分析，親身體驗化學反應中能量的轉化過程，對這一抽象概念的理解更加深刻，在考試中遇到相關題目時能夠靈活運用所學知識進行解答。在學生參與方面，行為參與的提升體現了教學策略對學生課堂表現的積極影響。多樣化的教學方式為學生提供了更多展示自我的機會，激發了學生的學習積極性。在課堂討論環節，學生們積極發言，表達自己的觀點和想法，鍛煉了語言表達能力和思維能力。實驗操作的增多讓學生親身體驗化學實驗的樂趣，提高了動手能力和實踐能力。在“化學物質的檢驗”實驗中，學生通過親自操作實驗儀器，檢驗不同物質的性質，對化學實驗的興趣明顯增強，參與實驗的積極性也大大提高。情感參與的增強表明教學策略成功激發了學生對化學學科的興趣和熱情。豐富的教學情境讓化學知識變得更加生動有趣，與生活實際的緊密聯系讓學生認識到化學的實用性，從而提高了對化學學科的喜愛程度。在講解“化學與環境”時，通過展示環境污染問題以及化學在環境保護中的作用，學生深刻認識到化學知識的重要性，對化學學科的興趣也隨之提升。課堂氛圍的改善使學生在輕松愉快的環境中學習，增強了學習的自信心和主動性。教師在課堂上鼓勵學生積極參與，對學生的表現給予及時肯定和鼓勵，營造了積極向上的課堂氛圍，讓學生更愿意參與到課堂活動中來。認知參與的提升反映了學生在學習過程中思維能力和知識應用能力的發展。問題驅動教學引導學生主動思考，培養了學生的批判性思維和創新能力。在解決問題的過程中，學生需要對所學知識進行分析、綜合和評價，從而提高了思維的深度和廣度。在學習“化學平衡”時，通過一系列問題的引導，學生深入思考化學平衡的原理和影響因素，能夠運用所學知識解決實際問題，如分析工業生產中如何通過控制條件提高產品的產率。知識的拓展與應用能力的提高使學生能夠將化學知識與實際生活相結合，解決生活中的化學問題，進一步加深了對知識的理解和掌握。學生能夠運用化學知識分析食品的成分、解釋生活中的化學現象，如用酸堿中和原理解釋胃酸過多時服用堿性藥物的作用。本研究也存在一定局限性。實驗時間相對較短，可能無法完全反映教學策略對學生長期發展的影響。后續研究可以延長實驗周期，跟蹤學生的學習情況，以更全面地評估教學策略的效果。實驗對象僅選取了一所學校的兩個班級，樣本數量有限，可能存在一定的局限性。未來研究可以擴大樣本范圍，涵蓋不同地區、不同類型學校的學生，以增強研究結果的普遍性和代表性。在教學策略的實施過程中，雖然教師經過培訓，但在實際操作中可能存在一定的差異，這也可能對實驗結果產生影響。后續研究可以加強對教師教學過程的監督和指導，