一、课题研究的现实背景

1.1 高中化学核心素养的落地要求

高中化学作为自然科学领域的基础学科，核心素养要求学生形成正确的化学观念、科学思维、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任。其中科学思维是核心素养的核心组成部分，贯穿于化学学习的全过程。化学学科的思维方法是科学思维的重要组成部分，对于学生形成科学的认知方式、提升解决复杂问题的能力具有重要作用。实验探究是化学学科的基本研究方法，也是落实核心素养的重要载体，将科学思维培养融入实验探究教学，是化学学科育人价值的重要体现。

1.2 传统化学实验教学的模式局限

当前部分高中化学实验教学仍存在“重操作、轻思维”的倾向，多以验证性实验为主，实验步骤预设性强，学生多按固定流程完成操作，缺乏主动思考与探究的空间。部分教学将实验现象与结论直接告知学生，忽略了实验过程中的思维生成环节，导致实验教学的育人价值未能充分发挥，难以支撑学生科学思维的系统发展。

1.3 学生科学思维发展的现实需求

高中阶段是学生思维发展的关键期，学生具备一定的抽象思维能力，但在化学学习中仍存在思维片面化、表面化的问题，比如对化学原理的理解停留在记忆层面，面对复杂实验问题时缺乏逻辑推理的方法，对实验现象的分析缺乏辩证思考，质疑与创新意识不足。部分学生面对陌生实验情境时，难以迁移已有知识经验解决问题，思维的灵活性与深刻性有待提升。依托实验探究活动搭建思维发展支架，是满足学生科学思维发展需求的重要路径。

二、核心概念界定

2.1 高中化学实验探究教学

高中化学实验探究教学是指在高中化学课程范畴内，以化学实验为载体，围绕特定的化学问题，引导学生经历提出问题、作出假设、设计方案、实施实验、收集证据、解释结论、交流反思的完整探究过程的教学模式。该模式打破了传统验证性实验的固定流程限制，突出探究过程的开放性与生成性，核心是突出学生的主体地位，让学生在亲身体验实验过程的基础上完成知识建构与思维发展，而非被动接受既定的实验结论。

2.2 科学思维的化学学科内涵维度

结合化学学科特点与高中学生思维发展水平，本研究中的科学思维主要包含四个维度：

2.2.1 逻辑推理论证能力

指学生能够基于化学事实与实验证据，通过归纳、演绎、类比等逻辑方法，推导化学规律、解释实验现象、论证实验结论的能力，是科学思维的基础组成部分。

2.2.2 变量控制与模型建构能力

指学生在探究多因素影响的化学问题时，能够合理识别与控制实验变量，通过对实验现象的梳理提炼，构建化学概念模型、过程模型的能力，是科学思维的核心方法维度。

2.2.3 质疑批判与创新意识

指学生能够对实验方案、实验结论、现有认知提出合理质疑，通过多元思考优化实验方案、探索新的实验路径的意识与能力，是科学思维的高阶发展维度。

2.2.4 系统辩证思维素养

指学生能够从整体、联系、发展的视角分析化学问题，认识化学现象的复杂性与多样性，理解宏观与微观、定性与定量、现象与本质之间的辩证关系的素养，是科学思维的价值引领维度。

三、课题研究的基本原则

3.1 学生主体性原则

研究全程以学生的思维发展为核心，所有实验探究活动的设计与实施均围绕学生的认知水平与思维发展需求展开，充分尊重学生的探究意愿，给学生留出充足的自主思考与动手实践空间，鼓励学生主动提出问题、表达观点，在自主探究的过程中实现思维的主动发展，避免教师过度干预学生的探究过程。

3.2 探究进阶性原则

实验探究活动的设计遵循学生的思维发展规律，从简单的定性探究到复杂的定量探究，从单一变量探究到多变量探究，从验证性探究到创造性探究，逐步提升探究难度，搭建阶梯式的思维发展支架，实现学生科学思维的逐层进阶。

3.3 思维显性化原则

在实验探究教学过程中，通过提问、讨论、思维导图、实验报告撰写等方式，将学生内隐的思维过程显性化，及时捕捉学生的思维卡点与认知误区，有针对性地进行引导，帮助学生梳理思维路径、完善思维方法。

3.4 实践生成性原则

关注实验探究过程中的生成性资源，比如实验异常现象、学生提出的个性化问题等，将其作为思维培养的鲜活素材，灵活调整教学节奏与内容，引导学生在解决真实问题的过程中发展科学思维，避免完全按照预设流程开展僵化的教学。

四、课题研究的核心内容

4.1 高中化学实验探究教学资源的分层梳理

4.1.1 必做实验的探究性改造

梳理高中化学教材必做实验内容，对传统验证性实验进行探究化改造，调整实验的呈现方式与实施流程，将预设性的实验步骤转化为可供学生探究的问题链，保留实验核心目标的同时，增加学生自主设计、自主探究的空间，挖掘实验内容中的思维培养价值。

4.1.2 拓展探究实验的筛选设计

结合高中化学课程标准要求与学生的认知水平，筛选与教材内容关联紧密、兼具探究性与可行性的拓展性实验，设计符合学生思维发展水平的探究任务，补充教材实验资源的不足，为学生提供更多层次的探究实践机会，拓展思维发展的载体。

4.2 指向科学思维培养的实验教学实施策略

4.2.1 问题链引导下的推理论证能力培养

针对不同类型的化学实验，设计层级递进的问题链，从实验现象的观察到现象本质的分析，再到结论的推导与论证，引导学生沿着问题的阶梯逐步深入思考，学习逻辑推理的基本方法，形成“证据-推理-结论”的完整思维路径，提升推理论证的严谨性。

4.2.2 变量控制实验中的模型建构能力培养

围绕涉及多因素影响的化学实验，引导学生识别实验中的自变量、因变量与无关变量，学习变量控制的基本方法，通过对比实验收集不同条件下的实验证据，对实验现象与数据进行归纳提炼，构建对应的化学模型，掌握模型建构的基本思路与方法。

4.2.3 异常现象辨析中的质疑创新能力培养

关注实验过程中出现的异常现象，引导学生提出合理的质疑，通过查阅资料、设计对照实验、优化实验方案等方式探究异常现象的成因，鼓励学生从不同角度思考问题，尝试提出新的实验思路与解决方案，在辨析与探索的过程中发展质疑批判意识与创新思维能力。

4.2.4 跨主题实验整合中的辩证思维培养

整合不同知识模块的实验内容，设计跨主题的综合探究实验，引导学生从宏观与微观、定性与定量、结构与性质等多个维度分析实验问题，认识化学现象的复杂性与内在联系，形成全面、联系、发展的辩证思维方式，提升系统分析问题的能力。

4.3 实验探究过程中科学思维的评价维度构建

结合科学思维的四个内涵维度，构建适配实验探究教学过程的评价框架，明确不同维度的观察要点与评价视角，将过程性评价与结果性评价相结合，评价过程注重对学生思维过程的关注，而非仅以实验结果作为唯一评价依据。通过课堂观察、实验报告分析、小组讨论评价等方式，全面反映学生的思维发展状态，为教学调整提供依据，同时帮助学生清晰认知自身的思维发展情况。

五、课题研究的实施步骤与时间安排

5.1 前期筹备阶段（2025.8-2025.10）

组建课题研究团队，明确团队成员的分工与职责；梳理相关教育理论与教学实践经验，明晰课题研究的核心方向与具体思路；完成高中化学教材实验内容的初步梳理，明确探究化改造的基本方向；制定详细的课题研究实施方案，为后续实践研究做好充分准备。

5.2 实践研究阶段（2025.11-2026.5）

按照研究方案开展实验探究教学实践，同步推进实验资源改造设计、教学策略探索优化、评价框架调整完善；定期组织研究团队开展研讨活动，梳理实践过程中出现的问题，总结阶段性的实践经验，动态调整研究思路与教学策略，确保研究过程的科学性与实效性。

5.3 总结提炼阶段（2026.6-2026.8）

对实践研究过程中积累的教学案例、研讨记录、评价资料等进行全面梳理与系统分析，总结实验探究教学中科学思维培养的有效路径与方法，形成完整的研究结论；完成课题研究相关资料的整理与归档，做好课题结题的各项准备工作。

六、课题研究的保障条件

6.1 教学资源保障

研究过程中可依托现有高中化学实验室的设备与器材，满足各类实验探究活动的开展需求；可整合教材、教辅、数字化实验资源等各类教学资源，为实验探究的设计与实施提供支撑；具备充足的教学时间安排，保障实验探究教学的常态化开展。

6.2 研究团队保障

课题研究团队由具备高中化学教学经验与教育研究基础的人员组成，团队成员涵盖不同教龄层次的化学教师，兼具一线教学实践能力与教育研究能力，能够保障研究过程的实践性与专业性；团队定期开展研讨交流，为研究推进提供智力支持。

6.3 实践场景保障

课题研究依托常规高中化学教学场景开展，能够保障实验探究教学的常态化实施，避免研究场景与真实教学场景脱节；参与实践的学生覆盖高中不同年级，能够全面反映不同学段学生的思维发展特点，提升研究结论的适用性。

七、结语

本课题聚焦高中化学实验教学中的思维培养短板，以实验探究为载体探索科学思维的培养路径，既是对化学学科核心素养落地路径的实践探索，也是对高中化学实验教学育人价值的深度挖掘。研究过程中将始终立足教学实际，遵循学生的思维发展规律，扎实推进各项研究工作，切实推动高中化学实验教学的优化与学生科学思维的发展。